PROCES ODLEWANIA Z WYKORZYSTANIEM MODELI ZGAZOWANIA (ODLEWANIE KORPUSOWE) 

Odlewanie skorupowe nadaje się do wielkoseryjnej produkcji małych i średnich precyzyjnych części z żeliwa sferoidalnego, stali i stopów aluminium, w tym do wielkoseryjnej produkcji precyzyjnych korpusów zaworów i obudów przekładni wykonanych z żeliwa sferoidalnego QT400-18 i QT600-3. Dokładność wymiarowa i jakość powierzchni odlewów wytwarzanych w tym procesie są znacznie lepsze niż odlewy wykonane z piasku gliniastego i konwencjonalnego piasku żywicznego utwardzanego na zimno.

Zasada tworzenia skorupy

Piasek powlekany wytwarza się przy użyciu stałej żywicy fenolowej, która jest wstępnie powlekana na ziarnach piasku. Kiedy suchy piasek powlekany wchodzi w kontakt z gorącymi narzędziami metalowymi w temperaturach 180-250°C, żywica powierzchniowa topi się i pod wpływem utwardzacza ulega reakcji sieciowania, tworząc twardą, nietopliwą i nierozpuszczalną cienką powłokę piasku. Nieogrzewany sypki piasek można zregenerować i ponownie wykorzystać. Podczas zalewania cienka skorupa nagrzewa się, żywica wypala się i rozkłada, a forma samoistnie zapada się, co zapewnia łatwe wybijanie i czyszczenie odlewów.

Preparat surowcowy do piasku powlekanego specjalnie zaprojektowany do odlewania skorupowego

Podstawowy piasek: zaokrąglony płukany piasek kwarcowy o zawartości gliny ≤ 0,3%; Do odlewów stalowych stosuje się piasek cyrkonowy lub piasek chromitowy, aby zapobiec defektom związanym z rozszerzaniem.

Spoiwo: termoplastyczna żywica fenolowa z dodatkiem 1,0–3,0% wag. piasku (szczególnie do odlewania skorupowego).

Utwardzacz: heksametylenotetramina (HMTA), dodawana w ilości 10–15% wag. żywicy.

Smarowanie: stearynian wapnia poprawiający płynność piasku i zapobiegający przywieraniu do sprzętu.

Dodatki funkcjonalne: dodatki o niskim stopniu odgazowania i nawęglania dodawane w śladowych ilościach w miarę potrzeby.

Kluczowa różnica: Utwardzający się na zimno piasek żywiczny miesza się bezpośrednio na budowie (piasek bazowy + żywica płynna + utwardzacz miesza się bezpośrednio przed użyciem). Piasek powlekany do odlewania muszli to suchy piasek produkowany na skalę przemysłową; Na miejscu wymaga jedynie ciepła do formowania, bez mieszania żywicy na miejscu.

1 Przygotowanie sprzętu metalowego

Precyzyjnie obrobione formy sprężynowe ze stali lub stopu aluminium posiadają wbudowane kanały grzewcze, które utrzymują stałą temperaturę 180–250°C. Dokładność wyposażenia bezpośrednio determinuje tolerancje wymiarowe odlewów, z uwzględnieniem skurczu i naddatków obróbkowych.

2 Szlifowanie i formowanie skorupy

Odwrócenie leja w celu całkowitego pokrycia powierzchni gorącego oprzyrządowania metalowego posypanym piaskiem.

Pozostawić na 60-120 sekund, aby utwardzić wierzchnią warstwę piasku na oprzyrządowaniu i utworzyć jednolitą cienką skorupę.

Odwróć narzędzie i wysyp nieogrzany, sypki piasek nasypowy w celu całkowitej recyrkulacji, pozostawiając jedynie utwardzoną skorupę piasku przyczepioną do powierzchni narzędzia.

3 Pełne wyleczenie wtórne

Cienkie łupiny piasku są wysyłane do pieca w celu dodatkowego podgrzania w celu całkowitego usieciowania żywicy, wyeliminowania naprężeń wewnętrznych, zapobiegania łuszczeniu i pękaniu podczas zalewania oraz zwiększenia ogólnej wytrzymałości na sucho.

4 Demontaż skorupy, montaż formy i zbrojenie

Usuwanie utwardzonych łupin piaskowych z oprzyrządowania w celu uzyskania górnej i dolnej połówki skorupy. Wyrównanie, sklejenie i zamocowanie dwóch połówek. W przypadku odlewów o stosunkowo grubych ściankach formę skorupową umieszcza się w kolbie i wypełnia wypełniaczem podporowym, aby zapobiec rozszerzaniu się i odkształcaniu skorupy podczas zalewania.

5 Topienie i zalewanie

Roztopione żeliwo, stal i stop aluminium wylewa się równomiernie w określonych temperaturach procesowych. Gęsta i gładka wnęka w kształcie muszli charakteryzuje się kontrolowanym uwalnianiem gazu, co znacznie zmniejsza defekty, w tym pęcherze, ślady przypaleń i penetrację metalu.

6 Chłodzenie, wybijanie i czyszczenie

Po całkowitym ostygnięciu odlewów warstwa żywicy traci swoją przyczepność w wyniku karbonatyzacji w wysokich temperaturach, a skorupa piasku samoistnie zapada się. Odlewy można oddzielać za pomocą wibracji. Po śrutowaniu na powierzchni pozostaje jedynie niewielka ilość piasku resztkowego, co wymaga minimalnego naddatku na obróbkę.

7 Regeneracja piasku odpadowego

Piasek odpadowy pokryty jest pozostałościami zwęglonej żywicy, które w celu regeneracji należy usunąć poprzez wypalanie w wysokiej temperaturze powyżej 700°C. Piasek zregenerowany zapewnia stałą wydajność, ale zużycie energii i koszty inwestycyjne związane z regeneracją są wyższe niż w przypadku piasku gliniastego.

Kluczowe różnice: Odlewanie skorupowe a konwencjonalny piasek żywiczny utwardzany na zimno

Mechanizm utwardzania:

Odlewanie skorupowe: utwardzanie termiczne; szybkie formowanie w ciągu kilku sekund do minut przy użyciu gorących form metalowych.

Utwardzający się na zimno piasek żywiczny: samoutwardzający się chemicznie w środowisku; utwardzanie w temperaturze pokojowej za pomocą katalizatorów, cykl formowania trwa kilkadziesiąt minut.

Kształt:

Odlewanie skorupowe: cienka pusta skorupa piaskowa o grubości 6-20 mm, wyjątkowo niskie zużycie piasku.

Utwardzający się na zimno piasek żywiczny: jednoczęściowa, ciężka forma o dużym zużyciu piasku.

Wyposażenie:

Odlewanie skorupowe: precyzyjne podgrzewane formy metalowe o wysokich kosztach kapitałowych.

Piasek żywiczny utwardzany na zimno: Dopuszczalne są formy drewniane lub metalowe, nie wymaga ogrzewania.

Zastosowanie produkcyjne:

Odlewanie skorupowe: zautomatyzowane linie do seryjnej produkcji małych i średnio precyzyjnych części.

Piasek żywiczny utwardzany na zimno: produkcja jednostkowa i małoseryjna dużych, grubościennych odlewów.

Dokładność powierzchni:

Odlew skorupowy: klasa tolerancji CT7–CT9, chropowatość powierzchni Ra6,3–12,5 mikrona, wyraźne tworzenie cienkościennych, złożonych wnęk wewnętrznych.

Utwardzający się na zimno piasek żywiczny: klasa tolerancji CT9–CT11, jakość powierzchni gorsza niż w przypadku odlewów łupinowych.

Zalety odlewania skorupowego

1 Wysoka dokładność wymiarowa i doskonała jakość powierzchni znacznie zmniejszają naddatki obróbkowe i obniżają koszty obróbki.

2Suchy piasek nie zawiera wilgoci, co minimalizuje defekty otworów gazowych we wnęce formy, idealny do części precyzyjnych, takich jak korpusy zaworów hydraulicznych i kanały cieczy.

3 Doskonałe właściwości wybijania muszli piaskowych eliminują przywieranie i zatykanie piasku w trudnych, głębokich otworach i płytkich wgłębieniach wewnętrznych, znacznie poprawiając skuteczność czyszczenia.

4 Wysoka prędkość formowania: każdy cykl trwa tylko kilka minut, co jest zgodne z zautomatyzowaną produkcją seryjną.

5 Utwardzone łupiny piasku można przechowywać przez długi czas, nie wchłaniając wilgoci ani nie odkształcając się, co zapewnia elastyczność w planowaniu produkcji.

Ograniczenia procesu

1 Całkowity koszt piasku powlekanego i podgrzewanych form metalowych jest znacznie wyższy niż piasku gliniastego i piasku żywicznego utwardzanego na zimno.

2Ograniczona wytrzymałość strukturalna powłok piaskowych sprawia, że ​​proces ten nie nadaje się do ciężkich odlewów o grubości ścianek większej niż 50 mm.

3 Podczas wysokotemperaturowego rozkładu żywicy wydzielają się drażniące gazy spalinowe, co wymaga zainstalowania urządzeń pomocniczych do zbierania i oczyszczania gazów spalinowych.

4 Regeneracja piasku odpadowego wymaga prażenia w wysokiej temperaturze, co wiąże się z wysokim zużyciem energii i kosztami operacyjnymi.

Typowe zastosowania

Części z żeliwa sferoidalnego (QT400-18, QT600-3): bloki zaworów hydraulicznych, obudowy przekładni, wsporniki podwozia.

Komponenty samochodowe: głowice cylindrów silnika, kolektory dolotowe i wydechowe, gniazda uszczelnień olejowych.

Małe i średnie odlewy stalowe: korpusy zaworów, sworznie precyzyjne do maszyn budowlanych.

Cienkościenne, precyzyjne elementy ze stopów aluminium: obudowy pomp wodnych, obudowy silników elektrycznych.