Turnarea metalelor este arta de a face ceva din nimic, un proces specializat de care mulți oameni devin interesați în ultima vreme. Pentru a înțelege elementele de bază ale acestei tehnologii, trebuie să analizăm exact ce este implicat de la început până la sfârșit într-un proiect de turnare. Turnarea în nisip este de departe cel mai important proces de turnare, permițând fabricarea economică a componentelor de înaltă precizie.
Pentru industriile care necesită specificații exacte, colaborarea cu producători cu experiență este esențială. Resurse tehnice suplimentare privind producția de precizie pot fi explorate la https://www.diecastingschina.com/ și https://aludiecasting.com/.
Introducere în matrițele de turnare în nisip
O matriță de turnare în nisip este formată din două jumătăți: coada și traista. Cupla este jumătatea superioară a matriței, iar targa este jumătatea inferioară. Acestea sunt conținute într-o cutie numită matriță, care este, de asemenea, împărțită în două jumătăți. Linia de separație separă aceste două jumătăți ale matriței.
În aluminiu turnat în nisip, cavitatea matriței este formată cu ajutorul unui model. Modelul este realizat din lemn, metal, plastic etc. și are forma piesei care urmează să fie turnată. Pentru forme mai complexe, se poate adăuga la mijloc o piesă suplimentară numită “obraz”.
Cele 6 etape de bază ale procesului de turnare
Pasul 1: Pregătirea modelului și pudrarea
Primul pas implică punerea piesei în cutia de matrițe. Este esențial să puneți pudră pentru a împiedica nisipul să se lipească de masă și de model. Pulberea de talc este frecvent presărată deasupra pentru ca nisipul să nu se lipească.
Pasul 2: Lovirea remorcii (jumătatea inferioară)
Operatorul continuă prin adăugarea de nisip verde (nisip de turnătorie) în cutia matriței. Nisipul de fațadă se aplică mai întâi și trebuie cernut pentru a asigura un finisaj frumos al suprafeței piesei turnate. Această cernere trebuie făcută numai pe modelul propriu-zis; restul este umplut ulterior cu “material cu bucăți”. Nisipul este compactat strâns cu o unealtă de compactare până la vârf. În final, operatorul îndepărtează excesul de nisip pentru a menține o suprafață plană și adaugă o suprafață plană pe spate.
Pasul 3: Setarea Cope (jumătatea superioară)
Dispozitivul de tracțiune este răsturnat pentru a se pregăti pentru umplerea jumătății superioare a matriței. După ce se aruncă mai multă pudră, se adaugă cealaltă jumătate a cutiei matriței. Se folosesc pini de blocare pentru a menține ansamblul bine fixat în poziție. În cazul în care modelul nu are nici un “draft” (conicitate), este posibil ca operatorul să fie nevoit să sculpteze în jurul acestuia pentru a preveni scoaterea nisipului în timpul îndepărtării.
Pasul 4: Crearea sistemului Gating
Această etapă implică crearea de canale pentru metalul topit cu ajutorul tuburilor:
- Jos Sprue: Tubul mai gros în care se toarnă metalul.
- Aerisire: Un tub subțire pentru a permite gazelor să se scurgă.
Odată ce nisipul este compactat, tuburile sunt scoase. Operatorul taie apoi poarta pentru a trece peste model; acesta este locul în care metalul curge pentru a umple golul. Citiți mai multe pentru a afla mai multe despre soluțiile noastre industriale specializate aici.
Pasul 5: Topirea și turnarea metalului
Cuptorul este aprins pentru a topi lingouri sau deșeuri de aluminiu. Pentru aluminiu turnat în nisip, metalul trebuie să fie complet topit și gata de turnare. Metalul topit este turnat în cupa de turnare din partea de sus a carotei de coborâre, care este utilizată pentru a minimiza stropii și turbulențele.
Etapa 6: Scuturarea și finisarea
De obicei, nisipul turnat este lăsat să se întărească timp de câteva ore. Pivoții de blocare sunt îndepărtați pentru a deconecta jumătățile de matriță și a expune noua piesă turnată. Șurubul (unde a fost turnat metalul) trebuie tăiat și piesa trebuie curățată.
Componente interne: Înțelegerea sistemului Gating
Sistemul de gating este rețeaua de canale prin care metalul topit ajunge în cavitate.
- Alergător: Canalul care duce în cavitatea principală după sprue-ul de jos.
- Riser: Un rezervor care servește ca sursă de metal lichid pentru a compensa contracția în timpul solidificării.
- Nucleu: Utilizat pentru a defini geometria interioară și suprafețele interioare ale unei piese.
- Porozitate: Porozitatea naturală a nisipului permite aerului și gazelor fierbinți să iasă prin pereții cavității.
Avantaje și finisarea distribuției
Turnarea metalelor permite realizarea de obiecte utile la o fracțiune din costul produselor cu amănuntul. De exemplu, o unealtă comercială care costă între $19 și $29 poate fi turnată din deșeuri pentru aproape nimic.
Pentru procesul de finisare, se utilizează un polizor unghiular cu un disc cu clapetă cu granulație 60 pentru a îndepărta surplusul de metal de pe margini, cunoscut sub denumirea de "flashing". Un polizor de banc oferă o acțiune mai agresivă, dacă este necesar. Odată ce baza metalică este finisată, componentele pot fi fixate cu epoxid sau JB Weld. Mai multe informații despre aliajele de aluminiu sunt disponibile la aludiecasting.com.
Depanare avansată: Evitarea defectelor comune de turnare
Chiar și profesioniștii cu experiență se confruntă cu provocări în turnarea în nisip a aluminiului. Înțelegerea acestor defecte este esențială pentru a vă îmbunătăți rata de succes a turnării în nisip verde.
- Cavități de contracție: Adesea cauzate de un riser care este prea mic pentru a alimenta de răcire nisip turnare aluminiu.
- Porozitatea gazului: Apare atunci când nisipul verde turnat este prea umed sau nu are suficiente orificii de aerisire pentru a permite aburului să iasă din matrița de nisip turnat.
- Incluziuni de nisip: Nisip liber în cavitatea matriței de turnare în nisip care rămâne prins în aluminiu turnat în nisip.
- Închidere la rece: În cazul în care două fluxuri de metal se întâlnesc, dar nu reușesc să fuzioneze, de obicei din cauza turnării aluminiului de turnare în nisip la o temperatură prea scăzută.
Știința materialelor: De ce să folosiți turnarea în nisip verde?
Turnarea cu nisip verde rămâne standardul industrial pentru turnarea cu nisip a aluminiului datorită versatilității sale incredibile și costului scăzut. Nisipul “verde” este de obicei un amestec de:
- Nisip silicios (75-85%): Materialul în vrac care asigură rezistența la căldură.
- Argilă bentonită (5-10%): Liantul care ține împreună matrița de turnare în nisip.
- Apă (2-5%): Activatorul pentru argilă.
- Aditivi: Cum ar fi cărbune de mare sau făină de porumb pentru a îmbunătăți finisarea suprafeței și permeabilitatea la gaze.
Umiditatea din nisipul verde de turnare oferă suficientă rezistență pentru ca matrița să își păstreze forma în timp ce metalul este turnat, dar îi permite să se prăbușească ușor în timpul scuturării, ceea ce îl face mediul perfect pentru turnarea aluminiului în nisip.
Avantaje și finisarea distribuției
Principalul avantaj al turnării în nisip a aluminiului este rentabilitatea sa atât pentru prototipuri, cât și pentru producția de volum mediu. Spre deosebire de turnarea sub presiune, care necesită matrițe de oțel costisitoare, o matriță de turnare în nisip este creată folosind nisip accesibil și un model reutilizabil.
Finisarea piesei
Odată ce piesa de aluminiu turnată în nisip a ieșit din matriță, aceasta este supusă mai multor etape de finisare:
- Fettling: Îndepărtarea matriței, a înălțimilor și a scutului (stratul subțire de metal care se scurge la linia de separare).
- Măcinare: Utilizarea unui polizor unghiular pentru a netezi urmele porții.
- Grătare: Sablarea aluminiului turnat în nisip cu bile mici de oțel pentru a crea o suprafață uniformă, mată.
- Prelucrare: În timp ce aluminiu turnat în nisip produce forme “aproape nete”, suprafețele critice (cum ar fi scaunele rulmenților) sunt adesea prelucrate CNC pentru precizie 100%.
Pentru aplicații estetice high-end, aluminiul turnat în nisip poate fi lustruit până la un finisaj oglindă sau anodizat. Mai multe informații despre aliajele de aluminiu de calitate profesională sunt disponibile la aludiecasting.com.
Rezumat și termeni tehnici
Realizarea matrițelor de turnare în nisip este o modalitate plină de satisfacții de a crea o replică perfectă a unui model. Urmând acești pași, începătorii pot stăpâni elementele de bază ale turnării în nisip a aluminiului.
Termeni cheie de reținut:
- Sprue: Canalul prin care metalul intră în matriță.
- Clipește: Metal suplimentar care se scurge de-a lungul liniei de separare.
- Nisip verde: Nisip de turnătorie utilizat pentru crearea matriței.
- În fața nisipului: Nisip cernut plasat pe model pentru un finisaj mai bun.
- Strike Off: Pentru a îndepărta excesul de nisip pentru a obține o suprafață plană.
Întrebări frecvente
Cum se prepară turnarea nisipului verde dacă nisipul a fost depozitat timp de mai multe luni? Dacă turnare în nisip verde s-a uscat, acesta trebuie “temperat”. Încărcați nisipul într-un muller sau într-o găleată de 5 galoane și stropiți-l cu apă. Utilizați un burghiu cu o roată cu palete pentru a amesteca amestecul până când acesta trece “testul de stoarcere”, nisipul trebuie să își păstreze forma atunci când este stoars în mână și să se rupă curat fără să se sfărâme. Acest lucru este vital pentru o construcție stabilă matriță de turnare în nisip.
Ce se întâmplă dacă un operator nu periază pudra de talc în jurul modelului de aluminiu pentru turnare în nisip? Dacă pulberea de separare este sărită, nisipul verde turnat se va lipi de model. Atunci când încercați să ridicați modelul din matrița de turnare în nisip, părți din nisip se vor desprinde cu el, deteriorând cavitatea matriței și necesitând ca operatorul să reînceapă procesul de turnare în nisip a aluminiului de la pasul 1.
Cât timp trebuie să se așeze turnarea cu nisip de aluminiu înainte de deschiderea matriței? Pentru majoritatea proiectelor mici și medii de turnare în nisip a aluminiului, 15 până la 20 de minute sunt suficiente pentru solidificarea metalului. Cu toate acestea, pentru turnarea în nisip a aluminiului cu pereți groși, este mai sigur să așteptați mai mult. Amintiți-vă că, chiar și după ce metalul este solid, nisipul acționează ca un izolator; piesa de aluminiu turnată în nisip va rămâne periculos de fierbinte pentru o perioadă semnificativă de timp.
Sunteți gata să începeți un proiect de casting?
Turnarea metalelor înseamnă să faci ceva din nimic. Pentru cei care consideră aceste lecții utile, este încurajat să împărtășească progresul și să lase comentarii. Adresați-vă acum aici, la The Die Casting, pentru a primi informații despre soluțiile noastre la scară industrială.
