Izraz "Pesek" se lahko uporablja za opis končnega izdelka in postopka njegove izdelave. To je postopek litja kovine, ki se izvaja v kraju, imenovanem "Livarna". Ostal je eden najstarejših postopkov. Pesek se uporablja kot material za kalupe pri tej tehniki litja kovin.
Ulivanje v pesek je široko uporabljen postopek litja kovin, ki vključuje ustvarjanje kalupa iz mešanice peska in veziva, kot je glina. Ta tehnika se uporablja za izdelavo kompleksnih kovinskih delov različnih velikosti in oblik.
Postopek ulivanja v pesek se uporablja za izdelavo več kot 60 % kovinskih ulitkov, ki jih vidimo v vsakdanjem življenju. Spoznajmo celotno definicijo in postopek tehnike v tem članku. Spoznali bomo tudi značilnosti, prednosti in slabosti postopka.
Ta spletni dnevnik nudi pregled celotnega zaporedja vključenih korakov.
Kaj je litje v pesek?
Ulivanje v pesek je široko uporabljen postopek litja kovin. Kalup se ustvari s stiskanjem peska okoli vzorca želenega predmeta. Staljeno kovino nato vlijemo v kalup in pustimo, da se strdi. Po ohlajanju se pesek odstrani in razkrije ulit kovinski predmet. Je vsestranski, stroškovno učinkovit in primeren za različne oblike.
Pri litju v pesek se staljena kovina vlije v votlino v peščenem kalupu za enkratno uporabo, ki vsebuje votlo komoro želene oblike, kjer se strdi, da ustvari komponento v obliki votline. Glina, epoksi, mavec, kovinain beton sta primera materialov za ulivanje.
Proizvedeni ulitki imajo izjemno zapletene geometrije v širokem razponu velikosti in teže. Postopek se pogosto imenuje ulitek v pesku. Kovine z visokimi temperaturami taljenja, kot so titan, jeklo in nikelj, so primerne za litje v pesek.
Edina metoda ulivanja, ki deluje s temi materiali, je ta. Posledično je tehnika najboljša možnost za proizvodnjo cenovno dostopnih in majhnih delov v avtomobilski in vesoljski industriji. Spodnja animacija prikazuje postopek.
Elementi pri litju v pesek
Preden se naučimo korakov, vključenih v postopek, je pomembno razumeti dele ali elemente, uporabljene v procesu ulivanja. Ko spoznavate elemente, si oglejte spodnji diagram ulivanja v pesek.
Slika 1: Diagram litja v pesek
- Cope and Drag: Zgornji in spodnji del razporeditve oddajanja se imenujeta cope in drag. Ponavadi so leseni okvirji
- Riser: dvižni vod se pogosto imenuje podajalnik. To je rezervoar in prehod, vključen v kalup za ulivanje kovine, da se prepreči krčenje kovine.
- Vodilo: Vodilo je kanal z zmanjšanim premerom, ki omogoča pretok staljene kovine proti votlini.
- Kalup: Je votlina, narejena iz vzorca (kopije končnega želenega odlitka), ki je večinoma iz peska.
- Jedro: Jedro pri litju v pesek je naprava, vstavljena v votlino kalupa za ustvarjanje notranjih elementov v ulitku, kot so luknje.
- Vrata: To je točka, na kateri kovina doseže votlino kalupa in začne teči vanj.
- Osnovni pesek: znan tudi kot temeljni pesek in je najčistejša oblika peska (kremena).
- Veziva: lepilo, ki drži zrna peska skupaj, je vezivo. Najpogostejše vrste veziv so glina & voda, olje, smola in natrijev silikat.
1. korak: Izdelajte vzorec
Vzorec se uporablja za ustvarjanje votline v pesku velikosti in oblike dela, ki ga ulivamo.
Vzorci se ponovno uporabijo, za razliko od samega peščenega kalupa. Poceni vzorci so lahko izdelani iz lesa ali plastike ali za večjo vzdržljivost iz aluminija. Vzorci so pogosto izdelani iz dveh kosov, od katerih je vsak nekoliko večji od dela, ki ga ulivajo, da se omogoči krčenje, ko se kovina ohladi. Navpične stene vzorcev imajo rahel kot ali "prepih", tako da se lahko vzorec dvigne, ne da bi potegnil pesek stran.
2. korak: Oblikujte dve polovici votline
En polovični vzorec je postavljen v škatlo, okoli katere je napolnjen pesek. Vzorec je postavljen tako, da ga je mogoče pozneje dvigniti, kar pomeni, da votlina reproducira le polovico vzorca in ne more biti nobenih funkcij ponovnega vstopa.
Ta postopek se ponovi za drugo polovico vzorca. Dodani so dodatni vložki, ki bodo zagotovili kanale za pretok kovine v votlino. Dimenzije tega "sistema vrat" določajo, kako hitro se votlina polni. Večji pretok zmanjša tveganje nezapolnitev, vendar za ceno povečane turbulence, ki lahko povzroči napake pri litju.
Tradicionalni postopek litja v pesek je uporabljal "zeleni" pesek. To se nanaša na to, da je vlažen, in ne na barvo. Zeleni pesek vsebuje bentonitno glino, ki povezuje zrna. Danes se večina ulitkov v pesek izvaja s smolnim peskom. To je pesek, ki je prevlečen s smolnim vezivom. Oblikuje gostejše, močnejše kalupe in natančnejše ulite dele.
3. korak: Vstavite jedra
Jedra zavzamejo prostor v votlini kalupa, ki bi bil sicer napolnjen s kovino. Običajno so narejeni iz peska in se vstavijo v votlino, preden sta zgornja in spodnja polovica spojeni.
4. korak: Sestavite Cope in povlecite
Vleka je spodnja votlina za pesek, nosilec je zgornji kos, ki vsebuje kanale za dovajanje kovine. Skupaj se sklop imenuje bučka. Zatiči zagotavljajo dobro poravnavo med obema polovicama. Območje v votlini, kjer se stikata obe peščeni površini, bo tvorilo ločilno črto na ulitem delu.
5. korak: Vlijte staljeno kovino
Kovina teče v votlino iz livnega bazena na zgornji površini kalupa. Ko se votlina polni, se kovina dvigne v kanalu, imenovanem dvižni vod. To tvori rezervoar, ki se potegne nazaj v votlino, da kompenzira krčenje.
Baker, bron, medenina in železo se zlahka zlijejo in tečejo, nekatere druge zlitine pa so manj tekoče in nekatere, kot je aluminij, lahko reagirajo s peskom. To zmanjšamo z zmanjšanjem izpostavljenosti zraku in dodajanjem talil v staljeno kovino.
6. korak: Odkalupite in izločite
Po ulivanju kovino pustimo, da se ohladi in strdi. Ko je končano, se peščeni kalupi odstranijo iz bučke in odlitki izbijejo. To tudi razbije vsa jedra, vgrajena v kalup.
Zaporni sistem in dvižni vod se nato odrežeta, kovinski ulitki pa ostanejo pripravljeni za strojno obdelavo.
Aplikacije za ulivanje v pesek
Kot vemo, je 70 % kovinskih ulitkov iz postopek litja v peseknekateri splošno znani izdelki za litje v pesek ali deli, ki so izdelani s tem postopkom, so telesa črpalk, puše, bati zračni kompresorji, Tekalna kolesa, okrovi motorja & oljne posode, zobniki, vztrajniki in plin & rezervoarji za olje.
- Rudarstvo in gradbeništvo: litje v pesek se uporablja v rudarski in gradbeni industriji za izdelavo sestavnih delov opreme, kot so deli drobilnikov, zobje vlečnih ladij, žlice za bagre in plošče, odporne proti obrabi.
- Pomorska industrija: litje v pesek se uporablja v pomorskem sektorju za izdelavo delov ladijskih motorjev, propelerjev, pribora za čolne in drugih komponent, potrebnih za ladijska plovila.
- Železnice: litje v pesek se uporablja v železniški industriji za proizvodnjo komponent, kot so železniška kolesa, deli zavornega sistema in sklopke.
- Kmetijstvo in kmetijska oprema: litje v pesek se uporablja za izdelavo delov kmetijskih strojev, vključno s sestavnimi deli traktorjev, lemeži in deli namakalnih sistemov.
Razlika med tlačnim litjem in litjem v pesek
Tlačno litje vključuje potiskanje staljene kovine v kalup pod visokim pritiskom, pri čemer nastanejo zapletene in natančne oblike z gladkimi površinami. V nasprotju s tem se pri litju v pesek uporablja kalup iz stisnjenega peska za ustvarjanje bolj zapletenih oblik, vendar z nekoliko bolj grobo površino.
| Vidiki | Die Casting | Pesek |
| Proces | Staljena kovina potisnjena v kovinski kalup | Staljena kovina se vlije v peščeni kalup |
| plesen | Trajni kalup iz jekla ali drugega | Začasni kalup iz zelenega peska ali drugega |
| Kompleksnost | Primerno za kompleksne in zapletene oblike | Bolj primeren za enostavnejše oblike in večje predmete |
| Površinska obdelava | Odlična površinska obdelava in dimenzijska natančnost | Groba površinska obdelava in manj natančna dimenzijska natančnost |
| Hitrost | Visoka stopnja proizvodnje | Nižja stopnja proizvodnje |
| Stroški | Višji stroški orodja in opreme | Nižji stroški orodja in opreme |
| Material | Široka paleta kovin, vključno z zlitinami aluminija, cinka in bakra | Različne kovine, vključno z železom, jeklom in neželeznimi zlitinami |
| Velikost | Primerno za manjše do srednje velike predmete | Primerno za majhne do velike predmete |
| Strpnost | Strožje dimenzijske tolerance | Bolj prilagodljive dimenzijske tolerance |
| Avtomatizacija | Visoko avtomatiziran proces | Manj avtomatiziran postopek |
| Aplikacija | Običajno se uporablja v panogah, kot so avtomobilska, vesoljska in elektronika | Pogosto se uporablja v panogah, kot so livarne, umetnost in kiparstvo |
Prednosti litja v pesek
Zaradi svoje raznolikosti v primerjavi z drugimi načini izdelave, ulivanje v pesek inženirjem omogoča izdelavo zapletenih delov iz neomejenega števila kovin in zlitin. Tukaj je nekaj prednosti litja v pesek.
- Uliti deli so lahko tako majhni kot nekaj mililitrov in gramov ali veliki kot metri in veliko ton.
- Nobena druga metoda ne ponuja enakih možnosti za izdelavo zapletenih oblik kot ulivanje v pesek
- Stroški opreme in orodja so nizki v primerjavi z drugimi proizvodnimi postopki.
- Proizvedeni odpadki se lahko reciklirajo nazaj, da se naredi nov odlitek.
- Je prilagodljiv in uporaben za široko paleto materialov, od kovin z nizkim do visokim tališčem.
Robusten in varčen
Postopek litja v pesek je prilagodljiv širokemu razponu zlitin, dimenzij delov in proizvodnih količin. Končna obdelava površine je odvisna od velikosti delcev peska, natančnost pa je določena z natančnostjo vzorca in poravnavo med nosilnostjo in uporom.
Omejitve postopka so potreba po kotih ugreza na navpičnih površinah in ločilni črti na stičišču med obema polovicama kalupa. Vendar pa pri številnih kovinskih delih stroškovne prednosti odtehtajo stroške strojne obdelave teh lastnosti.
Zaključek
Če povzamemo, ulivanje v pesek izstopa kot eden najbolj vsestranskih in pogosto uporabljenih postopkov litja kovin zaradi svoje preprostosti, stroškovne učinkovitosti in prilagodljivosti različnim oblikam in velikostim. Postopek v šestih korakih – od izdelave vzorca in priprave kalupa do vlivanja, hlajenja in končne obdelave – zagotavlja, da je mogoče natančno in učinkovito realizirati tudi zapletene modele. Ker industrije še naprej sprejemajo napredek v materialih in tehnologiji, bo litje v pesek ostalo temeljna tehnika, ki ponuja priložnosti za inovacije in izboljšave. Z razumevanjem in obvladovanjem tega procesa lahko proizvajalci povečajo proizvodne zmogljivosti in dobavijo visokokakovostne ulitke, ki ustrezajo povpraševanju.
Reference
- H. P. D. Kumar, “Osnove postopkov izdelave ulitkov,” Journal of Manufacturing Processes, vol. 19, št. 3, str. 205-213, 2017.
- R. H. Perry, “Sodobno litje: Inženiring tehnologij litja kovin,” International Journal of Advanced Manufacturing Technology, vol. 94, št. 1-4, str. 123-136, 2018.
- A. G. T. Rahman, “Materiali in procesi v proizvodnji,” Inženirski materiali in procesi, Springer Nature, 2020.
- A. B. D. R. Smith, “Pregled litja v pesek,” Pregled tehnologije litja, vol. 32, št. 2, str. 45-56, 2021.
- M. J. W. Hensley, “Optimizacija postopka litja v pesek za učinkovitost in kakovost,” Journal of Mechanical Engineering Science, vol. 235, št. 5, str. 1107-1116, 2022.
