Støperi
Støperi eller esmelter (fra engelsk smelter , 'grunnlegger') er prosessen med å produsere deler, vanligvis metalliske , men også plastiske , som består av å smelte et materiale og føre det inn i et hulrom ( tømming , støping ), kalt en form , hvor det størkner .
Den vanligste prosessen er sandstøping , da dette er et svært rikelig ildfast materiale i naturen og, blandet med leire , får kohesjon og formbarhet uten å miste permeabiliteten som gjør det mulig å evakuere gassene fra formen mens metallet helles. . Sandstøping består i å støpe et smeltet metall, typisk legeringer av jern, stål, bronse, messing og andre, i en sandform, slik at den kan størkne, og deretter bryte formen for å trekke ut den støpte (men allerede faste) delen.
For støpegods med metaller som jern eller bly, som er betydelig tyngre enn sandformen, er formboksen ofte dekket med en tung plate for å forhindre et problem kjent som " muggflyting ", som oppstår når trykket i metallet presser sand over formhulen, noe som får prosessen til å mislykkes.
Også kjent som smelting er prosessen med å utvinne metaller fra malmene deres , som vanligvis er stadiet før metallisk støping (se smelting ).
Prosessstadier
Modelldesign
Sandstøping krever en modell i naturlig størrelse av tre, glass, plast og metaller som definerer den ytre formen til delen som skal reproduseres og som vil danne det indre hulrommet i formen.
Når det gjelder materialene som brukes til konstruksjonen av modellen, kan den brukes fra tre eller plast som uretan og ekspandert polystyren (EPS) til metaller som aluminium eller støpejern .
For utformingen av modellen må en rekke tiltak avledet fra støpeprosessens natur tas i betraktning:
- Det bør være litt større enn det endelige stykket, siden det må tas hensyn til krympingen av stykket når det er avkjølt til romtemperatur. Reduksjonsprosenten avhenger av materialet som brukes til støping.
En overdimensjon må gis til denne dimensjonen i tilfeller der en ekstra maskinerings- eller etterbehandlingsprosess utføres ved sponfjerning.
- Modelloverflatene bør ha minimumsvinkler i forhold til trekkretningen (retningen modellen skal fjernes i), for ikke å skade sandformen under fjerning. Denne vinkelen kalles avgangsvinkelen . Vinkler mellom 0,5° og 2° anbefales.
- Inkluder alle matekanaler og stigerør som er nødvendige for å fylle formen med smeltet metall.
- Om nødvendig vil det inkludere deksler , som er forlengelser som tjener til å plassere hannen.
Formene er generelt delt i to deler, den øvre delen kalles cope og den nedre delen kalles draga , som tilsvarer de to delene av formen som må produseres. Formene kan skilles:
- Grønne sandformer: Disse formene inneholder våt sand.
- Kalde sandformer: bruk organiske og uorganiske bindemidler for å styrke formen. Disse formene brennes ikke i ovner og har den fordelen at de er mer dimensjonsnøyaktige, men også dyrere enn grønn sandformer.
- Ikke-bakte former: disse formene trenger ikke å bakes på grunn av deres bindemidler (blanding av sand og harpiks). Metalllegeringer som vanligvis brukes med disse formene er messing, jern og aluminium.
Stadiene som er forskjellige i produksjonen av en metalldel ved sandstøping inkluderer:
- Komprimering av sanden rundt modellen i støpeboksen. For å gjøre dette plasseres hver semi-modell først på et bord, noe som gir opphav til de såkalte modellbordene, som garanterer at begge deler av formen senere vil passe perfekt.
- Plassering av hannen eller hjerter . Hvis delen som skal produseres er hul, vil det være nødvendig å ha kjerner, også kalt hjerter, som hindrer det smeltede metallet i å fylle nevnte hulrom. Kjernene er laget med spesiell sand fordi de må være mer motstandsdyktige enn formen, siden det er nødvendig å manipulere dem for å plassere dem i formen. Når den er plassert, er begge sider av formen skjøtet og festet. Når det er mulig, bør bruken av disse kjernene unngås, siden de øker tiden for fremstillingen av et stykke og også dets kostnad.
- Colada . Helling av smeltet materiale. Inngangen av det smeltede metallet mot hulrommet i formen utføres gjennom koppen eller innløpet til støpegodset og ulike matekanaler. Disse vil bli fjernet når stykket stivner. Gassene og dampene som genereres under prosessen elimineres gjennom den permeable sanden.
- avkjøling og størkning . Dette stadiet er kritisk for hele prosessen, siden overdrevent rask avkjøling kan forårsake mekaniske påkjenninger i stykket, og til og med utseendet til sprekker, mens hvis det er for sakte, reduseres produktiviteten . I tillegg forårsaker ujevn kjøling forskjeller i hardhet i stykket. For å kontrollere størkningen av metallstrukturen er det mulig å lokalisere avkjølte metallplater i formen. Disse metallplatene kan også brukes til å fremme retningsbestemt størkning. I tillegg, for å øke hardheten til delen som skal produseres, kan varmebehandlinger eller kompresjonsbehandlinger brukes.
- unmold . Brudd i formen og uttrekking av stykket. I avformingen skal også sanden fjernes fra kjernen. All denne sanden resirkuleres for bygging av nye former.
- Avgradet . Den består av eliminering av tilførselskanaler, stigerør og grader som kommer fra skjøten på begge sider av formen.
- Etterbehandling og rengjøring av rester av vedheftende sand. Deretter kan delen kreve maskinering , varmebehandling .
Varianter
Nøyaktigheten av støpingen er begrenset av typen sand og støpeprosessen som brukes. Støping laget med grov grønn sand vil gi en grov tekstur til overflaten av stykket. Tørrsandstøping gir imidlertid deler med mye glattere overflater.
For en bedre finish på overflaten av delene kan de poleres eller dekkes med rester av oksider, silikater og andre forbindelser som senere vil bli fjernet ved forskjellige prosesser, inkludert kuleblåsing .
- Grønn sandforming . Grønn sand er en blanding av silikasand, leire, fuktighet og andre tilsetningsstoffer. Denne støpingen består i å lage formen med våt sand og direkte støping av det smeltede metallet. Det er den mest brukte metoden i dag, med alle typer metaller, og for små og mellomstore biter. Den er ikke egnet for store deler eller de med komplekse geometrier, og heller ikke for å oppnå god overflatefinish eller reduserte toleranser.
- Kjemisk sandstøping . Den består av utarbeiding av formen med sand tilberedt med en blanding av harpikser, innstillingen av disse harpiksene kan være av en tredje flytende eller gassformig komponent, eller ved selvherdende. På denne måten økes stivheten i formen, noe som gjør det mulig å støpe større stykker med bedre overflatefinish.
- Tørr sandstøping . Tørr sand er en blanding av tørr silikasand, festet med andre materialer enn leire ved hjelp av hurtigherdende lim. Før støping tørkes formen ved høy temperatur (mellom 200 og 300 °C). På denne måten økes stivheten i formen, noe som gjør det mulig å støpe større stykker, mer komplekse geometrier og med større dimensjonspresisjon og bedre overflatefinish.
- Mekanisk støping . Den består av automatisering av grønn sandstøping. Genereringen av formen ved hjelp av mekaniske eller hydrauliske presser, gjør det mulig å oppnå tette og motstandsdyktige former som korrigerer manglene ved den tradisjonelle formingen i grønn sand. Det skiller seg ut i:
- Horisontal støping . På slutten av 1950-tallet ble hydraulisk drevne stempelsystemer brukt til komprimering av sand i støpeformer. Disse metodene ga større stabilitet og presisjon i formene. På slutten av 1960-tallet ble komprimeringen av formene med trykkluft lansert på den forhåndskomprimerte sandformen utviklet. Den største ulempen med disse systemene er det store antallet reservedeler som forbrukes på grunn av mangfoldet av bevegelige deler, i tillegg til den begrensede produksjonen på rundt 90-120 støpeformer i timen.
- Vertikal støping . I 1962 implementerte det danske selskapet Dansk Industri Syndikat (DISA) en genial idé om boksløs støping ved å påføre trykk vertikalt. De første linjene av denne typen kunne produsere 240 støpeformer i timen og i dag når de mest moderne ca 550 støpeformer i timen. Bortsett fra høy produktivitet, lave arbeidskrav og dimensjonsnøyaktigheter, er denne metoden svært effektiv.
- Matchplate sandlist . _ Denne metoden ble utviklet og patentert i 1910. Det var imidlertid først på begynnelsen av 1960-tallet at det amerikanske selskapet Hunter Automated Machinery Corporation lanserte sin første linje basert på denne teknologien. Metoden ligner den vertikale metoden. Hovedleverandøren er DISA, og denne metoden er for tiden mye brukt, spesielt i USA, Kina og India. En stor fordel er den lave prisen på modellene, lette å bytte delene av formene og også egnetheten for fremstilling av små serier av deler i støperiet.
- Tapt voksstøping eller avstøpning . I dette tilfellet er modellen laget av voks eller plast . Når den er oppnådd, dekkes den med en serie på to lag, det første av et materiale som garanterer en god overflatefinish, og det andre av et ildfast materiale som gir stivhet til helheten. Når formen er ferdig, varmes den opp for å herde belegget og smelte voksen eller plast ut av formen som det smeltede metallet senere skal helles i.
- Skallstøping . I dette tilfellet er formen metallisk.
- Lavtrykksstøping : Det er et støpesystem som består av å plassere en digel av smeltet metall i en trykkbeholder . Et materør kobler digelmetallet til forminntaket . Trykkluft eller en inert gass injiseres i beholderen ved et trykk på 20-105 kN/m². Når du injiserer det, vil den eneste utgangen av metallet være røret, slik at strømmen av metall genereres, som fyller matrisen og danner delen. Trykket opprettholdes under størkning for å kompensere for volumetrisk krymping. Verken stigerør eller støpefor er nødvendig.
Se også
Eksterne lenker
Wiktionary har definisjoner og annen informasjon om casting .
- The Dictionary of the Royal Spanish Academy har en definisjon på støperi .
- The Dictionary of the Royal Spanish Academy har en definisjon på smelting .