*-=-*p#-=-#Когда говорят про *-=-*strong#-=-#sand casting aluminum*-=-*/strong#-=-#, многие сразу представляют грубые болванки с шероховатой поверхностью. Это, конечно, стереотип. На деле, всё упирается в контроль процесса: качество смеси, влажность, уплотнение. Можно получить отливку, которая после минимальной мехобработки будет выглядеть вполне прилично. Хотя, конечно, для тонкостенных или сложных по рельефу деталей лучше смотреть в сторону литья по выплавляемым моделям — но это уже другая история и другие деньги.*-=-*/p#-=-#*-=-*h2#-=-#Где кроется дьявол? В подготовке формы*-=-*/h2#-=-#*-=-*p#-=-#Основа всего — формовочная смесь. Не просто песок с глиной, а точный баланс. Если пересушить — форма будет крошиться, недосушь — газы при заливке пойдут, брак обеспечен. У нас был случай на одном старом производстве: делали корпусные детали для насосного оборудования, постоянно брак по раковинам. Долго искали причину, оказалось, в партии песка была повышенная влажность, которую не учли. Мелочь, а остановила линию на два дня.*-=-*/p#-=-#*-=-*p#-=-#Сейчас многие переходят на синтетические смеси с бентонитом, они стабильнее. Но и тут есть нюанс: регенерация. Нельзя бесконечно использовать одну и ту же смесь, её свойства меняются, накапливается мелкая пыль, которая ухудшает газопроницаемость. Нужно постоянно контролировать и вовремя добавлять свежий материал. Это та самая рутина, которую часто недооценивают в теории.*-=-*/p#-=-#*-=-*p#-=-#И ещё про стержни. Для алюминия, особенно если отливка с внутренними полостями, стержни часто делают из смесей с особыми связующими — например, смоляными. Они должны выдерживать давление металла, но при этом легко выбиваться после остывания. Если переборщить со связующим — потом стержень из полости не выковыряешь. Недостаток — стержень может размыться заливкой. Баланс найти — это уже опыт, который в книжках не опишешь.*-=-*/p#-=-#*-=-*h2#-=-#Алюминий — он разный. Выбор сплава под задачу*-=-*/h2#-=-#*-=-*p#-=-#Не всякий алюминий хорошо льётся в песок. Чаще всего идут на силумины — сплавы с кремнием, типа АК12 (АlSi12). Они обладают хорошей жидкотекучестью, меньше склонны к образованию горячих трещин. Но если нужна повышенная прочность, смотрят в сторону АК7ч (АlSi7Mg) или даже АК5М2 с медью. Тут уже сложнее: усадка может быть другой, склонность к пористости выше. Нужно очень точно рассчитывать литниковую систему и места питания.*-=-*/p#-=-#*-=-*p#-=-#Температура заливки — критичный параметр. Для алюминия в песчаные формы это обычно 680-750°C, в зависимости от сплава и массы отливки. Залил слишком горячим — песок может спечься, поверхность отливки станет слишком твердой и неравномерной, возникнут проблемы с газовыделением. Холодный металл — не заполнит тонкие сечения, пойдут недоливы. Термопара в ковше должна быть исправной всегда, это аксиома.*-=-*/p#-=-#*-=-*p#-=-#Интересный момент с модифицированием и рафинированием сплава. Часто это делают прямо в печи перед разливкой, чтобы измельчить зерно и вывести газы. Но в условиях песчаного литья, особенно при мелкосерийном производстве, этим иногда пренебрегают, а потом удивляются нестабильным механическим свойствам от партии к партии. На крупных заводах, вроде *-=-*strong#-=-#Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY)*-=-*/strong#-=-#, с их 30-летним опытом в литейном деле, наверняка есть чёткие технологические карты на каждый сплав. У них в работе и чугун, и сталь, и специальные сплавы, так что подход к процессу должен быть системным. На их сайте *-=-*a href='https://www.tsingtaocnc.com'#-=-#tsingtaocnc.com*-=-*/a#-=-# видно, что они занимаются и точным литьем, и механической обработкой, что логично — часто отливка это только полуфабрикат.*-=-*/p#-=-#*-=-*h2#-=-#Почему именно песок? Плюсы, минусы и экономика*-=-*/h2#-=-#*-=-*p#-=-#Главное преимущество — универсальность и низкая стоимость оснастки (модельной оснастки). Если нужно сделать одну-две крупных детали, или прототип, или мелкую серию — песчаная форма вне конкуренции. Делать для этого металлическую пресс-форму — долго и дорого. Особенно для крупногабаритных отливок, весом в сотни килограмм. Тут песок — единственный разумный вариант.*-=-*/p#-=-#*-=-*p#-=-#Но минусы тоже существенные. Точность размеров — по 10-12-му классу, а то и грубее. Шероховатость поверхности высокая. Значит, почти всегда требуется последующая механическая обработка. И это нужно закладывать в припуски сразу, на этапе проектирования модели. Ошибка в припуске — либо перерасход металла и время на обработку, либо, что хуже, ?недотянуть? размер после обработки, и деталь в брак.*-=-*/p#-=-#*-=-*p#-=-#Ещё один скрытый минус — производительность. Изготовление формы — процесс трудоёмкий, особенно если она сложная, с множеством стержней. Автоматизация возможна на крупных сериях (формовочные линии), но для мелких партий это ручной труд. Поэтому экономическая целесообразность песчаного литья алюминия часто определяется не столько стоимостью металла, сколько трудоёмкостью изготовления оснастки и самой формы.*-=-*/p#-=-#*-=-*h2#-=-#От теории к цеху: несколько практических наблюдений*-=-*/h2#-=-#*-=-*p#-=-#Про литниковую систему. Для алюминия она должна обеспечивать спокойный, без турбулентности, подвод металла в форму. Иначе — оксидные плёнки, включения, брак. Часто делают сифонный (нижний) подвод. Но тут есть тонкость: если отливка высокая, металл в стояке остывает быстрее и может не додавить верхнюю часть формы. Приходится ставить дополнительные питатели или увеличивать высоту стояка. Это всё решается экспериментально, первые отливки из новой оснастки почти всегда идут с доработками.*-=-*/p#-=-#*-=-*p#-=-#Выбивка и очистка. После заливки и остывания форму разбивают. Алюминий — мягкий, его легко повредить. Особенно тонкие перемычки или ребра жёсткости. Поэтому важно, чтобы смесь после заливки не спекалась в монолит и легко отделялась от отливки. Иногда для облегчения выбивки в смесь добавляют специальные припылы или покрытия на модель. После выбивки — обрубка литников, очистка от остатков смеси. Часто используют дробеструйную обработку. Но для алюминия нужно подбирать мягкую дробь, чтобы не деформировать поверхность.*-=-*/p#-=-#*-=-*p#-=-#Контроль качества. Самый простой — визуальный, на трещины, недоливы, грубые раковины. Далее — проверка размеров шаблонами или на координатном станке. Для ответственных деталей — рентген или ультразвук на предмет внутренних дефектов. Часто бывает, что внешне отливка идеальна, а внутри — пористость, которая вскроется только при механической обработке. Поэтому важно ?поймать? правильный режим заливки и кристаллизации для каждой конкретной детали.*-=-*/p#-=-#*-=-*h2#-=-#Вместо заключения: когда это оправдано?*-=-*/h2#-=-#*-=-*p#-=-#Итак, *-=-*strong#-=-#sand casting aluminum*-=-*/strong#-=-# — это не архаика, а вполне живая технология. Её ниша — единичное, мелкосерийное и крупногабаритное производство, где стоимость и сроки изготовления оснастки критичны. Там, где допуски позволяют, а последующая мехобработка заложена в процесс. Это, например, корпуса, крышки, кронштейны, основания станков, детали для сельхозтехники.*-=-*/p#-=-#*-=-*p#-=-#Если же нужна высокая точность, чистая поверхность и большие серии — тогда смотрим на литье под давлением или в кокиль. А для самых сложных и точных контуров — уже на инвестиционное литье. Кстати, компания QSY, судя по описанию, как раз охватывает этот спектр — у них и точное литье по выплавляемым моделям (investment casting), и оболочковые формы (shell mold), и, конечно, механическая обработка. Это логично: клиенту часто нужна готовая деталь ?под ключ?, а не просто отливка.*-=-*/p#-=-#*-=-*p#-=-#Так что выбор в пользу песчаных форм для алюминия — это всегда компромисс и технико-экономическое обоснование. Нет плохих технологий, есть их неверное применение. Главное — чётко понимать требования к конечной детали и реалии своего производства: от качества песка до квалификации формовщика. Остальное приходит с опытом, иногда — горьким, в виде бракованной партии.*-=-*/p#-=-#