Odlievanie škrupín: základné operácie výroby foriem

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Odlievanie do škrupinových foriem sa nazýva aj liatie do škrupín. A v zahraničí sa tento spôsob práce nazýva Shell.

Všeobecné informácie

V dnešnom priemyselnom priemysle sa používa mnoho rôznych metód odlievania. Okrem škrupinového liatia sa používa aj investičné liatie, ako aj do kovových foriem a niekoľko ďalších metód. Celková výhoda týchto metód odlievania v porovnaní s formovaním do piesku spočíva v tom, že výsledkom sú presnejšie koncové materiály z hľadiska tvaru, ako aj rozmerov. Okrem toho sa znižuje počet nerovností na povrchu takýchto výrobkov. Vo vzácnejších prípadoch sa ale predsa len stáva, že odpadá potreba následného opracovania po tavení. K tomu, aby sa tento proces dal čo najviac zmechanizovať, v dôsledku čoho sa zvyšuje aj jeho automatizácia, prispieva okrem všetkého aj použitie odlievania do škrupinových foriem a iné metódy. A to, samozrejme, výrazne zvyšuje produktivitu akéhokoľvek priemyselného zariadenia.

Odlievanie škrupiny

Ak hovoríme konkrétne o tomtometóda bola prvýkrát predstavená v továrňach v roku 1953. V súčasnosti sa metóda používa pomerne široko. Odlievaním do škrupinových foriem sa napríklad vyrába väčšina dielov pre traktor Kirovets. Všetky diely vyrábané touto metódou sú najvyššej kvality z ocele alebo liatiny. Odlievanie škrupín je metóda, pri ktorej má konečný výsledok odlievania tvar pozostávajúci z dvoch pieskovo-živicových škrupín. Taktiež sa tento spôsob výroby dielov používa iba v prípadoch, keď je potrebné vytvoriť diel s malými alebo strednými rozmermi, no zároveň s vysokou presnosťou. Príkladmi aplikácií pre túto metódu odlievania sú časti motora alebo tenkostenné odliatky.

Essence of the Way

Touto pracovnou metódou môžete získať rôzne diely pre ventilátory, motory, čerpadlá alebo textilné stroje. Maximálna dĺžka prijatého produktu však nemôže presiahnuť 1 meter a nemôže byť ťažší ako 200 kg.

Podstata odlievania do škrupinových foriem je založená na určitých vlastnostiach termosetových živíc, ktoré sú súčasťou zmesí piesku a živice. Výhodou použitia takýchto komponentov je, že tieto živice majú tendenciu rýchlo a trvalo tvrdnúť, keď sú ošetrené teplotou 200-250 stupňov Celzia.

Výroba škrupinovej formy na odlievanie

Na výrobu formy pre následné odlievanie je potrebný jemnozrnný kremenný piesok, ktorý je dodávaný s prídavkom termosetovej živice, ktorá je jeho spojovacím prvkom na získanie plnohodnotnej škrupinovej formy. Tieto materiály, najmä živica, sú zvolené preto, že vytvrdnú, keď prejdú určitou teplotnou bariérou. Výrobný proces je nasledovný. Najprv sa živica zahreje na 140-160 stupňov Celzia. Vplyvom takéhoto prostredia sa mení na tekutú lepiacu hmotu, ktorá úplne obalí formu z kremenného piesku.

Rozsah odlievania do škrupinových foriem je pomerne široký, a preto je proces výroby foriem automatický alebo automatizovaný.

Po úplnom pokrytí formy živicou sa teplota zvýši na 200-250 stupňov Celzia. Tento teplotný prah je dostatočný na to, aby lepiaca hmota nenávratne vytvrdla a vytvorila tvar. Ďalej, keď začne proces odlievania dielov, to znamená, keď roztavený kov vstupuje do formy, teplota v nej dosiahne asi 600 stupňov. Tento režim je dostatočný na to, aby sa zabezpečilo, že sa živica neroztopí, ale vyhorí, pričom zanechá póry na samotnej forme, čím sa uľahčí únik plynov.

Výhody a nevýhody odlievania škrupinových foriem

Ako každý iný výrobný proces, aj tento má svoje klady a zápory. Ak tento spôsob odlievania porovnáme napríklad s odlievanímbežné pieskové formy, existuje niekoľko výhod:

• Prvým a dosť podstatným rozdielom je trieda presnosti, ktorá je 7-9. Okrem toho sa povrchová úprava získaného dielu zlepší až na 3-6. Okrem toho sa znižujú prídavky, ktoré sú povolené pre následné opracovanie výsledného dielu po odliatí.
• Jedným z veľkých plusov je výrazné zníženie nákladov na pracovnú silu pri výrobe odliatkov.
• Tento spôsob odlievania znižuje spotrebu formovacích materiálov, ako aj množstvo kovu vďaka tomu, že sa zmenšila veľkosť kanálov brány.
• Výrazne znížilo množstvo manželskej produkcie.

Odlievanie do škrupinových foriem má však určité nevýhody. Patria sem:

• Životnosť formy škrupiny – 1 odliatok.
• Cena formovacieho piesku je pomerne vysoká.
• Vysoké percento škodlivých plynov.

Proces tvarovania korpusu

Proces formovania tela prebieha v šiestich fázach:

1. Prvým krokom je proces nalievania zmesi na horúci kovový model, ako aj proces jej udržiavania niekoľko desiatok sekúnd, kým sa okolo dielu nevytvorí tenká, silná kôra. Najčastejšie sú modely vyrobené z liatiny a ich ohrev sa vykonáva až na 230-315 stupňov.
2. Potom je potrebné vykonať operáciu na odstránenie prebytočného formovacieho piesku. Hrúbka kôry by nakoniec mala byť od 10 do 20mm. Závisí to od času zotrvania zmesi na modeli, ako aj od teploty.
3. Potom je potrebné preniesť modelový plech spolu s formou do pece, kde budú až do konca vytvrdzovacieho procesu. Na konci tohto postupu by mala byť pevnosť plášťa medzi 2,4 a 3,1 MPa.
4. Po vybratí z pece je vytvrdená škrupina premiestnená z dosky. Na tento postup sa používa špeciálny posúvač.
5. Potom sa dva alebo viac modelov spojí dohromady pomocou nejakej svorky alebo lepením. Tieto formy je možné použiť na odlievanie do škrupinových foriem alebo ich jednoducho uskladniť. Takmer neobmedzená trvanlivosť.
6. Pred začatím procesu odlievania do hotovej formy sa do nich naleje brok, ktorý pomáha zabrániť alebo zničiť formu pri ďalšom odlievaní.

Podrobnosti o castingu

Začať stojí za to, že typické tolerancie, ktoré sú povolené pri výrobe nástrojov, môžu byť 0,5 mm. Drsnosť povrchu je povolená v rozsahu od 0,3 do 0,4 mikrónov. Takéto limity sú odôvodnené skutočnosťou, že sa používa jemnozrnný piesok. Tiež stojí za zmienku: použitie živice výrazne prispieva k tomu, že povrch je veľmi hladký.

Objemy výroby

Aby sme sa mohli venovať výrobe takýchto foriem a dielov, je potrebné venovať sa montáži modelu formy. Čas potrebný na inštaláciu je menej ako týždeň. Po dokončení inštalácie môže výstupné množstvodosah od 5 do 50 kusov za hodinu. Takéto objemy výroby za hodinu sú celkom reálne, avšak na to je potrebné zodpovedajúcim spôsobom pripraviť proces odlievania. Hlavnými materiálmi, ktoré budú potrebné na odlievanie, sú liatina, hliník, meď, ako aj zliatiny týchto druhov kovov. Ďalším potrebným materiálom bude zliatina, ktorá využíva hliník a horčík.