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La colata in sabbia è uno dei metodi più antichi e più utilizzati nel processo di fusione dei metalli. Il suo principio di base è quello di versare il metallo fuso in uno stampo di sabbia pre-preparato, quindi estrarlo dopo che il metallo si è raffreddato e solidificato per ottenere la forma desiderata. di fusioni. Il fulcro di questo processo risiede nella preparazione degli stampi in sabbia e la selezione dei materiali degli stampi in sabbia è direttamente correlata alla qualità, all'efficienza produttiva e al costo dei getti. Questo articolo introdurrà in dettaglio i principaliMateriali utilizzati nella colata in sabbia.

Quali materiali vengono utilizzati nella colata in sabbia?

La colata in sabbia è compatibile con molti materiali; Tuttavia, è più comunemente usato con i metalli. La scelta del materiale giusto dipende dalle prestazioni di colata, dal volume di produzione, ecc. I materiali più comunemente usati nella colata in sabbia includono:

1. Alluminio

L'alluminio è uno dei materiali di colata in sabbia più comunemente usatigrazie alle sue proprietà meccaniche. Ha un elevato rapporto resistenza/peso, bassa densità, resistenza alla corrosione e colabilità. Le leghe di alluminio per colata in sabbia comuni includono ADC12, AL6061 e A356. La colata in sabbia di alluminio richiede sabbie di base come silicocromite e cromite.

2. Bronzo

Il bronzo, una lega di rame e stagno, è un materiale comune per la colata in sabbia.La colata in sabbia del bronzo dipende dalle sue diverse leghe, che si basano sul rapporto tra rame e stagno o sulla presenza di altri elementi come alluminio, zinco, nichel e ferro. Le leghe di bronzo adatte alla fusione in sabbia includono il bronzo all'alluminio, il bronzo al manganese e il bronzo al silicio. Ogni lega di bronzo ha le sue proprietà. Ad esempio, il bronzo all'alluminio e il bronzo al manganese hanno un'elevata resistenza, resistenza alla corrosione, resistenza all'usura e buona tenacità. Il bronzo al manganese ha resistenza alla corrosione, resistenza all'usura ed eccezionali proprietà meccaniche. Il bronzo al silicio, d'altra parte, ha una buona lavorabilità e colabilità.

3. Ottone

L'ottone è una lega di rame e zinco che, grazie al suo alto contenuto di elementi, è resistente alla ruggine e alla corrosione. L'ottone non contiene ferro o ossido di ferro. L'ottone ha una buona conduttività elettrica e resistenza alla trazione. L'ottone è quindi un materiale di colata in sabbia molto popolare per le parti che richiedono tali proprietà.

4. Zinco

Lo zinco è un materiale forte con elevata durezza, resistenza alla corrosione e colabilità. Inoltre, la resistenza e la durezza dello zinco facilitano la produzione di parti con pareti più sottili dopo la lega.Lo zinco è più facile da fondere in sabbia rispetto all'alluminio.

5. Piombo

Il piombo era uno dei materiali più comunemente usati per la colata in sabbia dai romani. È pesante e resistente alla corrosione. Tuttavia, presenta alcuni rischi per la salute e deve essere utilizzato in condizioni rigorose. Tuttavia, è adatto per la realizzazione di parti di piccole e medie dimensioni come i raccordi per tubi.

6. Rame

Il rame è un materiale costoso, resistente e pesante noto per la sua conduttività elettrica e termica. Poiché il rame non arrugginisce ed è altamente malleabile, è adatto per la colata in sabbia, come gli impianti idraulici.

7. Ferro da stiro

Il ferro è comunemente usato nella colata in sabbia grazie alla sua fluidità e al basso ritiro volumetrico/lineare. Tuttavia, le sue scarse proprietà meccaniche, l'elevata resistenza alla compressione e la bassa resistenza alla trazione lo rendono inadatto per parti con forme complesse o strutture asimmetriche. Ad esempio, i getti in ghisa grigia hanno un'ottima colabilità e lavorabilità; i getti in ghisa sferoidale hanno una buona fluidità e un elevato ritiro; eI getti in ghisa malleabile hanno un'eccellente duttilità, lavorabilità, tenacità e resistenza alla corrosione.

8. Acciaio dolce

L'acciaio dolce ha un contenuto di carbonio inferiore (dallo 0,15% allo 0,30%), che gli conferisce una maggiore duttilità e malleabilità.L'acciaio dolce è ampiamente utilizzato per il suo basso costo e la facilità di fusione. Tuttavia, la porosità, il ritiro e le fessurazioni rendono difficile la lavorazione.

9. Acciaio inossidabile

La resistenza alla corrosione, la durata e la robustezza dell'acciaio inossidabile lo rendono una scelta popolare per la colata in sabbia. Ha anche un basso coefficiente di dilatazione termica, che migliora la precisione, le elevate tolleranze e la stabilità dimensionale. Tuttavia, è un metallo costoso e la sua elevata resistenza e durezza rendono le parti difficili da espellere dagli stampi in sabbia.

Quali leganti e additivi sono essenziali nella colata in sabbia?

Nella colata in sabbia,I leganti e gli additivi svolgono un ruolo fondamentale. Possono influenzare la forza, la stabilità, la resistenza al calore dello stampo in sabbia e la qualità del getto. Ecco uno sguardo dettagliato ad alcuni dei leganti e degli additivi necessari:

1. Adesivo

Argilla	L'argilla è un legante minerale naturale che lega insieme la sabbia da colata per formare uno stampo di sabbia con un certo grado di resistenza e stabilità. I leganti per argilla sono a basso costo, ampiamente disponibili e rispettosi dell'ambiente. Sono uno dei leganti comunemente usati nella colata in sabbia.
Resina	La resina è un adesivo organico sintetico che reagisce chimicamente con un agente indurente specifico per formare uno stampo di sabbia solida. Gli adesivi in resina hanno le caratteristiche di elevata resistenza, asciugatura rapida e resistenza all'acqua e sono adatti per la produzione di getti di alta precisione e di alta qualità, in particolare getti di grandi dimensioni e di forma complessa.

2. Additivi

Nella colata in sabbia, oltre al legante, è necessario aggiungere altri additivi per migliorare le prestazioni dello stampo, come permeabilità, resistenza alle sollecitazioni termiche, ecc. Questi additivi includono, a titolo esemplificativo ma non esaustivo:

Distaccante	Conosciuto anche come agente separatore, può ridurre l'adesione tra lo stampo in sabbia e il getto, facendo cadere facilmente il getto dallo stampo in sabbia, evitando danni al getto e perdita dello stampo in sabbia. Gli agenti distaccanti comunemente usati includono fenolo dell'asfalto, cera di paraffina e olio di silicone.
Plastificante	Può aumentare l'area di contatto tra le particelle di sabbia, migliorando così la plasticità e l'estrudibilità della sabbia, rendendo lo stampo di sabbia più facile da formare ed evitando problemi come scarso stampaggio e rottura. I plastificanti comunemente usati includono grafite in gel, amido di mais e alginato di sodio.
Stabilizzatore termico	Può migliorare la resistenza alle alte temperature della sabbia in modo che la sabbia non perda forma e stabilità alle alte temperature, garantendo così la qualità e la finitura superficiale dei getti. Gli stabilizzanti termici comunemente usati includono particelle ceramiche, composti di metalli alcalini e idrossipropilmetilcellulosa.

Quali attrezzature vengono utilizzate nella colata in sabbia?

Leattrezzature utilizzate nella colata in sabbiaComprende principalmente le seguenti categorie:

1. Attrezzature per la miscelazione della sabbia:La miscelatrice di sabbia viene utilizzata per miscelare uniformemente la sabbia (terreno di modellazione speciale) e la quantità appropriata di argilla per preparare i materiali dello stampo in sabbia adatti alla colata. Allo stesso tempo, sono necessari anche strumenti come pale e setacci per aiutare nelprocesso di miscelazione della sabbia, come la vagliatura della sabbia e la movimentazione di materiali misti.
2. Attrezzature per la produzione di stampi:macchina per incidere, utilizzata per realizzare stampi sulla base di campioni o disegni forniti dai clienti. Le macchine per incidere possono incidere materiali come legno, fogli di plastica e blocchi di metallo per creare stampi precisi.
3. Attrezzature per la produzione di anime:forno, utilizzato per la cottura delle anime. Per i getti con cavità interne, è necessario realizzare un'anima per riempire la cavità nello stampo. InoltreSono necessari anche materiali come casse d'anima in alluminio e sabbia rivestita.
4. Attrezzature per lo stampaggio:Macchina per lo stampaggio, utilizzata per comprimere il materiale di sabbia misto e modellarlo attorno allo stampo. La macchina per lo stampaggio può migliorare notevolmente l'efficienza dello stampaggio e ridurre il carico di lavoro dei lavoratori. Allo stesso tempo, per assistere il processo di modellazione sono necessari anche strumenti come una sabbiera, una piastra inferiore, un raschietto, una pala, una penna a immersione, una lamiera di ferro a forma di V per l'apertura dei cancelli, spazzole e aghi per pori.
5. Attrezzature per la fusione:Forno elettrico, utilizzato per fondere il metallo. Le dimensioni e la potenza del forno elettrico sono determinate dalle esigenze di produzione.
6. Attrezzatura per versare:siviera, utilizzato per contenere e trasferire il metallo fuso. Sono presenti siviere grandi e piccole per il ferro fuso per facilitare il trasferimento del metallo fuso dal forno elettrico allo stampo. Per le grandi fonderie, sono necessarie anche attrezzature di sollevamento come gru aeree per sollevare getti o stampi di grandi dimensioni e assistere nel processo di colata.
7. Attrezzature per la pulizia:Sabbiatrice,utilizzato per pulire la sabbia e le impurità sulla superficie dei gettied eseguire l'irruvidimento superficiale.

In che modo la scelta dei materiali influisce sulla colata in sabbia?

La selezione dei materiali gioca un ruolo decisivo nella colata in sabbia, che influisce direttamente sulla qualità, le prestazioni e l'efficienza produttiva dei getti. Quella che segue è un'analisi specifica dell'impatto della selezione dei materiali sulla colata in sabbia:

• Qualità della superficie di colata:La rugosità superficiale dei materiali di modellazione come la sabbia di quarzo è piccola e con essa è possibile ottenere getti con una qualità superficiale superiore. La sabbia argillosa refrattaria è relativamente grossolana e la qualità della superficie dei suoi getti stampati è relativamente scarsa.
• Precisione dimensionale dei getti:Il tasso di restringimento del materiale di stampaggio influenzerà la precisione dimensionale dei getti. Diversi materiali di stampaggio hanno tassi di restringimento diversi, quindi la scelta del materiale giusto è fondamentale per garantire l'accuratezza delle dimensioni di colata.
• Struttura interna e proprietà meccaniche dei getti:DifferenteMateriali di stampaggioinfluenzerà la formazione della struttura interna dei getti durante il processo di raffreddamento. Ad esempio, la sabbia di grafite ha una buona conducibilità termica e può favorire la formazione uniforme della struttura interna del getto. La scelta del materiale di stampaggio influisce anche sulle proprietà meccaniche del getto. Ad esempio, la sabbia di grafite non reagisce chimicamente con il ferro durante il processo di raffreddamento, quindi le parti in ghisa hanno un'elevata resistenza e durezza; mentre la sabbia di quarzo di allumina si incastra nella superficie del getto per formare un legame chimico, aumentando la tenacità del getto.
• Resistenza e stabilità dello stampo in sabbia:Il contenuto di fango, la composizione delle particelle, la morfologia delle particelle e altre caratteristiche della sabbia originale influenzeranno la resistenza e la permeabilità delstampo in sabbia. Un contenuto eccessivo di fango può rendere fragile lo stampo di sabbia e avere una scarsa disegnabilità dello stampo; Una composizione irragionevole delle particelle può causare l'espansione termica dello stampo in sabbia e causare facilmente difetti di espansione. Anche la scelta dell'adesivo è fondamentale. Leganti come argilla e resina possono migliorare la resistenza e la stabilità dello stampo in sabbia e garantire che lo stampo in sabbia non si rompa o si deformi durante ilProcesso di colata.

Quali sono le applicazioni dei materiali per colata in sabbia?

La colata in sabbia è un metodo di colata comune e ampiamente utilizzatoAdatto per la produzione di una varietà di metalli e leghe. Di seguito è riportato un riepilogo dettagliato delle applicazioni del materiale per colata in sabbia:

Industria automobilistica

Nel campo della produzione automobilistica,La colata in sabbia è un mezzo importante per la produzione di parti di automobili con design complessi. Ad esempio, i componenti chiave come i blocchi motore e gli alloggiamenti dei cambi sono spesso prodotti utilizzando la tecnologia della colata in sabbia.

Industria aerospaziale

La colata in sabbia è popolare anche nell'industria aerospaziale. Viene spesso utilizzato per produrre componenti di motori aeronautici e componenti strutturali che richiedono resistenza e precisione estremamente elevate. In particolare, le pale delle turbine, gli involucri, le staffe e i vari accessori possono essere realizzati con precisione attraverso la tecnologia della colata in sabbia.

Crea l'app

Nel settore delle costruzioni, la tecnologia di colata in sabbia viene spesso utilizzata per produrre prodotti chiave come raccordi per tubi e chiusini. Il processo di colata in sabbia conferisce a questi prodotti un'eccezionale durata e robustezza, garantendone la lunga durata nelle applicazioni edili.

Componenti del sistema di tubazioni

Nel campo dei sistemi di tubazioni,La tecnologia di colata in sabbia mostra i suoi vantaggi unici. È ampiamente utilizzato nella produzione di componenti principali come corpi valvola, connettori per tubi e giunti, che svolgono un ruolo fondamentale nei sistemi di tubazioni.

Produzione estensiva di prodotti in metallo

A livello globale, il processo di colata in sabbia occupa una posizione importante nella produzione di prodotti in metallo. Dalle armi fredde come le spade agli oggetti di uso quotidiano come pentole e calderoni, la fusione della sabbia gioca un ruolo chiave. Sebbene altri metodi di produzione siano gradualmente venuti alla ribalta con lo sviluppo della tecnologia, la colata in sabbia ha mantenuto il suo status insostituibile grazie alla sua elevata economicità e idoneità alla produzione di massa.

Domande frequenti

1. Quali tipi di sabbia vengono utilizzati principalmente nella colata in sabbia?

Il più comunementeLa sabbia usata nella colata in sabbia è sabbia silicea, che è ampiamente utilizzato per la sua resistenza alle alte temperature, l'elevata resistenza alla compressione e la facilità di lavorazione. Quando le prestazioni ad alta temperatura della sabbia silicea non possono soddisfare requisiti specifici, verranno utilizzate anche sabbie speciali come sabbia di zircone, sabbia di cromite e sabbia di corindone.

2. Quali tipi di leganti ci sono per la sabbia da stampaggio?

Esistono vari tipi di leganti per lo stampaggio della sabbia, il più comunemente usato dei quali è l'argilla. Inoltre, ci sono vari oli essiccanti o semi-essiccanti, silicati idrosolubili, fosfati e varie resine sintetiche, che possono essere utilizzati come leganti per lo stampaggio della sabbia per migliorare la resistenza dello stampo e dell'anima in sabbia.

3. Qual è la funzione principale dei rivestimenti utilizzati nella colata in sabbia? Quali sono i suoi ingredienti?

I rivestimenti utilizzati inLa colata in sabbia svolge principalmente un ruolo nel migliorare la qualità della superficie dei getti. I componenti principali del rivestimento sono materiali polverosi e leganti con elevata resistenza refrattaria e buona stabilità chimica alle alte temperature. Inoltre, ci sono anche vettori (come acqua o altri solventi) e vari componenti aggiuntivi per una facile applicazione. Questi componenti lavorano insieme per formare uno strato protettivo per prevenire difetti come l'adesione della sabbia e l'inclusione di sabbia nel getto durante il processo di colata.

4. Qual è la differenza nei materiali utilizzati tra lo stampaggio in sabbia bagnata di argilla e lo stampaggio in sabbia secca di argilla?

La principale differenza nei materiali utilizzati tra il tipo di sabbia bagnata argillosa e la sabbia asciutta argillosaIl tipo è il contenuto di umidità. La sabbia da modellare dello stampo di sabbia bagnata di argilla ha un'umidità moderata allo stato umido, con argilla e una quantità adeguata di acqua come legante principale. Dopo che lo stampo in sabbia è stato realizzato, viene direttamente modellato e versato allo stato umido. Il contenuto di umidità bagnata della sabbia di stampaggio degli stampi di sabbia secca di argilla è leggermente superiore a quello degli stampi bagnati. Dopo che lo stampo in sabbia è stato realizzato, deve essere rivestito con vernice refrattaria e asciugato. Dopo che si è raffreddato, può essere modellato e versato.

Sommario

Nella colata in stampo viene utilizzata un'ampia varietà di materiali, compresi diversi tipi di sabbia, leganti, rivestimenti e componenti aggiuntivi. La selezione e l'utilizzo di questi materiali ha un impatto importante sulla qualità e sull'efficienza produttiva dei getti. Pertanto, quando si esegue la colata in sabbia, è necessario selezionare i materiali di colata appropriati in base a considerazioni complete come la forma, le dimensioni, il materiale e le esigenze di produzione del getto.

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