Sandgjutning är en tillverkningsprocess för att tillverka metalldelar, även om den är lämplig för tillverkning av andra material som glas. Det involverar ett kärl av smält metallmaterial i en redan förberedd sandform. Sandformen är en ihålig hålighet formad som den önskade produkten. Vid stelning tar den smälta metallen formen av formen.
Sandgjutningsprodukter kommer i olika former, storlekar och vikter på grund av processkompatibiliteten med de komplexa designerna. Dessutom är processen kompatibel med flera metaller, och sand gör det till ett kostnadseffektivt alternativ. Den största kostnaden i många sandgjuterier uppstår under mönstertillverkningsprocessen och inköp av metallmaterial.
Typer av gjutsand
Valet av gjutsand beror på om du vill göra dig av sanden eller inte. Vanlig sand för gjutning inkluderar:
Grön sand
Den gröna sanden innehåller sand (75 % till 85 %), lera (5 % till 11 %), vatten (2% till 4%)och andra tillsatser. Leran och vattnet fungerar som ett bindemedel. Sanden i sig är inte grön till färgen, med fukthalten som är orsaken till dess "gröna" tagg.
Grön gjutsand är lämplig för högvolymproduktion och är återanvändbar efter gjutning. Grön sandgjutning är dock olämplig för konstruktioner med snäva toleranser, och de sandgjutna delarna behöver sekundär efterbehandling.
Torr sand
Torr sand innehåller lera eller annat bindemedel, formas till en form och bakas. Sanden är lämplig för järnhaltiga och icke-järnhaltiga delar med intrikata design som kräver snäv tolerans. Därför är dess breda tillämpning i flera sandgjutning gjuteri för tillverkning av delar som motorblock och växellådor. Även om den är mycket populär, är torr sand inte återanvändbar.
Hartssand
Hartssand eller furansand är en blandning av kiseldioxidsand eller andra ballastmaterial och ett syntetiskt hartsbindemedel som skapar en stabil och robust form för sandgjutna metalldelar. Hartssand är starkare och har bättre dimensionsstabilitet, vilket gör den mer lämpad för att tillverka delar som måste vara exakta och konsekventa. Dessutom har den en kortare härdningstid, behöver inte ett sekundärt efterbehandlingsalternativ på grund av mindre ytdefekter, och formen är mindre benägen att deformeras när det smälta materialet hälls.
Vattenglas
Denna gjutsand använder ett natriumsilikatbindemedel för att integrera sanden för mögelbildning. Som ett resultat är det att föredra för delar med intrikata och känsliga mönster. Mögel skapad med vattenglas är mindre motståndskraftig vid användning och hantering men är formstabil, låg kostnad och kräver kortare härdningstid.
Kärnsand
Detta är en blandning av kiseldioxidsand, kärnolja som mineralolja eller linolja och ett bindemedel som dextrin och natriumsilikat. Den är användbar vid tillverkning av kärnan på grund av dess tryckhållfasthet.
Leddrig sand
Denna gjutsand innehåller vatten och lika mycket sand och lera. Den är användbar för att göra stora och tunga metalldelar. Exempel inkluderar trattar och turbindelar.
Det finns andra typer av gjutsand, var och en med unika egenskaper och tillämpningar. De inkluderar avskiljningssand, stöd- och golvsand, systemsand och melasssand. Att välja var och en görs bättre med god forskning eller av en ansedd rekommendation av sandgjutningstjänst. På Zintilon, vi har experter kunniga inom sandgjutningsmaterial för att ge dig en kvalitetsprodukt.
Hur fungerar sandgjutning
Sandgjutningsprocessen är som pressgjutning när det gäller användningen av form och material. Det skiljer sig dock på flera sätt, vilket framgår av stegen nedan.
Mönsterskapande
Mönstret är en återanvändbar del gjord av trä, metaller, plastpolymer, etc. Det kommer i två halvor, där varje halva har en design som, när de kommer samman, kommer att utgöra den kompletta produkten.
Det finns en liten justering i designen för att tillgodose sammandragningen av den slutliga sandgjutna delen, med metallvägar med mönstret ofta större. Dessutom, för enklare borttagning av mönstret, är ett dragtillägg inkorporerat, vilket kännetecknas av att alla ytor parallella med mönsterborttagningsriktningen är avsmalnande något inåt.
Gjutning och kärntillverkning
Sandgjutformen görs genom att mönstret packas med fyra komponenter: bassand, bindemedel, tillsatser och avskiljande föreningar. Bassanden, såsom kiseldioxidsand, används för att göra formen och kärnan i dess renaste form. Bindemedel som lera och vatten hjälper till att hålla ihop sanden och tillsatser hjälper till att förbättra ytfinishen, styrkan, dämpningen eller eldfastheten. Slutligen kan avskiljande föreningar vara ett flytande eller fint pulver för att lättare ta bort mönstret.
Liksom mönstret har sandformar för metallgjutning två halvor. Det finns den nedre delen som kallas drag och den övre delen som kallas cope. Efter att sanden stelnat och du tagit bort mönstret sätts halvorna ihop igen och kläms fast, vilket skapar en hålighet som bildar produkten när man häller det smälta materialet. En eldfast beläggning appliceras för en bättre ytfinish så att den smälta metallen inte påverkar formen. Dessutom kan formen innehålla kärnor, som ger en inre passage i slutprodukten.
Smältning och hällning
Materialet smälts med någon lämplig metod. Efteråt hälls det smälta materialet i formen smidigt och snabbt för att avlägsna turbulens, vilket kan leda till gjutfel och förhindra stelning. Vissa extremt reaktiva material mot syre behöver använda en skärmningsprocess, såsom argonskärmning, för att förhindra luft från den smälta metallen.
Stelning och kylning
Vid korrekt stelning av det smälta materialet sker skakning. En shakeout-operation innebär att sanden delas och metallgjutgodset i sanden avlägsnas. Beroende på typ av gjutsand kan du återanvända en del.
Slutlig bearbetning
Slutlig bearbetning av sandgjutningsprodukter inkluderar bearbetningsoperationer såsom honing och slipning för att ta bort portar, löpare och stigare. Dessutom kan du utsätta delen för värmebehandling eller andra ytbehandlingsalternativ som sandblästring.
Fördelar med sandgjutning
Sandgjutning är populärt i många industrier på grund av sin höga volymproduktion, till skillnad från andra metoder, såsom vakuumgjutning, kända för produktion i låg volym. Andra fördelar med processen inkluderar:
Design flexibilitet
Sandgjutningsprocessen är lämplig för att göra en del av vilken dimension och vikt som helst. Detta är avgörande i det tidiga utvecklingsstadiet där endast Det behövs 1-2 stora prototyper. Den enda begränsningen för denna flexibilitet är hanteringen och leveransen av smält metall.
Former med hög komplexitet
till skillnad från andra gjutningstekniker, sandgjutning är kompatibel med delar med mycket komplexa mönster och former. Hindret för att göra en komplex del är mönstret. När ett mönster är klart kan du göra vilken typ av del som helst.
Bredare materialval
Sandgjutningsprocessen är lämplig för de flesta tekniska legeringar hittills, de är smältbara. Den är även lämplig för material som glas. Som ett resultat finns det en bredare tillämpning.
Billiga verktyg
Den har en låg verktygskostnad jämfört med andra tillverkningsprocesser som t.ex CNC-bearbetning, gjutning, etc. Som ett resultat anser många att det är en av de billigaste tillverkningsmetoderna för komplexa delar.
Kort ledtid
Sandgjutningsprocessen har en snabb produktionstid, vilket innebär en kort ledtid. Dessutom blir det mindre avfall eftersom skroten är återvinningsbara.
Nackdelar med sandgjutning
Även om det har enorma fördelar har sandgjutning flera nackdelar. Ändå bör dessa nackdelar inte avskräcka din användning av processen, särskilt när du litar på välrenommerade sandgjutningstjänster:
Låg dimensionsnoggrannhet
På grund av materialkrympning under avkylningsprocessen är sandgjutna delar inte dimensionellt noggranna. Som ett resultat behöver de en ytbehandlingsprocess, som kan medföra extra kostnader eller använda en utarbetad installation som står för dimensionsförändringen.
Dålig ytfinish
Sandgjutna delar utsätts ofta för ytbehandlingsalternativ på grund av den interna sandformens ytstruktur.
Defekter oundvikliga
Eftersom krympning, porositet och andra defekter är oundvikliga, har sandgjutna delar flera konstruktionsbrister. Dessutom är porositeten högre på sandgjutningsprodukter än pressgjutna produkter.
Högre risk
Bristen på automatisering i processen gör människor mer utsatta för säkerhetsrisker och miljöproblem
Inte kompatibel med massproduktion
Sandgjutning kräver en enda form för en produkt som gör den lämplig för massproduktion av delar. Istället är det en perfekt prototypalternativ under produktutvecklingen.
Vanliga material som används vid sandgjutning
Sandformgjutning är kompatibel med många material; det är dock vanligare för metaller. Att välja rätt material beror på gjutningsegenskaper, produktionsvolym etc. De vanligaste materialen som används vid sandgjutning är:
Aluminium
Aluminium är ett av de vanligaste sandgjutningsmaterialen på grund av dess mekaniska egenskaper. Den har en högt förhållande mellan styrka och vikt, låg densitet, korrosionsbeständighet och gjutbarhet. Vanliga aluminiumsandgjutningslegeringar innefattar ADC12, AL6061och A356. Sandgjutning av aluminium innebär att man arbetar med en bassand som kiseldioxidkromit och chamotte.
Bronze
Brons är en legering av koppar och tenn, en vanligt sandgjutningsmaterial. Sandgjutning av brons beror på dess olika legeringar baserat på andelen koppar och tenn eller närvaron av andra element som aluminium, zink, nickel och järn.
Bronslegeringar som är lämpliga för sandgjutning inkluderar aluminiumbrons, manganbrons och kiselbrons. Var och en har sina egenskaper. Till exempel är aluminium och manganbrons starka, korrosions- och slitstarka samt seghet. Manganbrons har korrosionsnötningsbeständighet och extraordinära mekaniska egenskaper. Å andra sidan har Silicon Bronze hög bearbetbarhet och gjutbarhet.
Mässing
Mässing är en legering av koppar och zink känd för sin rost- och korrosionsbeständighet på grund av sitt elementära innehåll. Dessutom har den inget järn eller järnoxid. Mässing har god ledningsförmåga och draghållfasthet. Som ett resultat är det ett mycket populärt sandgjutningsmaterial för delar som kräver sådana egenskaper.
zink
zink är ett starkt material med hög styvhet, korrosionsbeständighet och gjutbarhet. Dessutom gör dess styrka och hårdhet det lätt att tillverka komponenter med tunnare väggar när de är legerade. Att sandgjuta zink är lättare än aluminium.
Bly
Bly är ett av de mest populära sandgjutna materialen från romarna. Den är tung och korrosionsbeständig. Det innebär dock vissa hälsorisker, vilket gör det nödvändigt att använda dem under stränga förhållanden. Ändå gäller det för tillverkning av små till medelstora delar som VVS-armaturer.
Koppar
Koppar är ett kostsamt, hög draghållfasthet och tyngre material känt för sin elektriska och termiska ledningsförmåga. Eftersom den inte rostar och är mycket gjutbar, är den användbar för att tillverka sandgjutna delar som VVS-armaturer.
Strykjärn
Järn är vanligt vid sandgjutning på grund av dess flytbarhet och låga volym/linjär krympning. Dess dåliga mekaniska egenskaper, som kännetecknas av hög tryckhållfasthet och lägre draghållfasthet, gör den dock lämplig för detaljer med komplexa former eller asymmetriska strukturer. Exempel inkluderar gråjärnsgjutgods med utmärkt gjutbarhet och bearbetbarhet, segjärnsgjutgods med god flytbarhet och stor krympning, och formbart järn med utmärkt duktilitet, bearbetbarhet, seghet och korrosionsbeständighet.
Mild Stål
Mjukt stål har en låg kolhalt (0.15 % till 0.30 %), därav dess höga formbarhet och duktilitet. Det är vanligt på grund av dess låga kostnad och lätta gjutbarhet. Men lufthål, krympning och sprickor gör det svårt att arbeta med materialet.
Rostfritt stål
Rostfritt ståls motståndskraft mot korrosion, hållbarhet och styrka gör det populärt i sandgjutning. Dessutom har den en låg termisk expansionskoefficient, vilket förbättrar dess noggrannhet, höga tolerans och dimensionsstabilitet. Det är dock en dyr metall och dess höga hållfasthet och styvhet gör det svårt att mata ut delar från sandgjutningsformen.
Typiska tillämpningar för sandgjutning
Sandgjutning är en gammal tillverkningsmetod som fortfarande är relevant i den nuvarande tillverkningsvärlden. Typiska tillämpningar av tekniken inkluderar:
Bilindustrin
Sandgjutning är en vanlig metod inom bilindustrin för att tillverka bildelar med komplexa konstruktioner. Sandgjutningsprodukter inom bilindustrin inkluderar motorblock och transmissionshus.
rymd~~POS=TRUNC
Sandgjutning är också populärt inom flyg- och rymdindustrin, med en vanlig applikation för att tillverka flygplansmotorkomponenter och strukturella delar som turbinblad, hus, fästen och beslag som kräver styrka och precision.
Bygg
Den vanliga sandgjutna produkten inom byggbranschen inkluderar rördelar, brunnslock etc. Sandgjutning säkerställer produktionen av en hållbar och robust produkt som säkerställer lång livslängd i byggapplikationer.
Vattensystem
Sandgjutning är användbar vid tillverkning av delar med VVS-applikationer. Dessa inkluderar ventilkroppar, röranslutningar och kopplingar.
Metallverk
Sandgjutningsprocessen är vanligen användbar vid tillverkning av metallverk i olika delar av världen. Detta inkluderar svärd, krukor, kittel, etc. Medan andra tillverkningsmetoder ersätter sandgjutning, gör dess kostnadseffektivitet och högvolymproduktion ständigt den mer lämplig.
ZINTILON Support för din kundanpassade sandgjutningstjänst
Den här artikeln diskuterade sandgjutningsprocessen och introducerade hur den fungerar så att företag kan fatta mer välgrundade beslut. Men efter att ha valt en del att gjuta beror framgången för ett sådant projekt på de anpassade sandgjutningstjänster du använder.
Hos Zintilon är våra expertteam och tillverkningskapacitet väl insatta i sandgjutningsprocessen. Från prototypframställning till massproduktionsstadiet kan våra experter säkerställa att du använder rätt process och material för ditt projekt. Vi utför även andra gjutningstjänster, inklusive gjutning. Kontakta oss idag, och låt oss föra ditt projekt till liv.
Slutsats
Sandgjutning är en gammal metalltillverkningsteknik som är mångsidig i design och materialkompatibilitet, därav dess breda tillämpning. Den här artikeln diskuterar processen så att företag kan fatta ett välgrundat beslut. Letar du efter en sandgjutningstjänst? Zintilon är din pålitliga och pålitliga partner.
Vanliga frågor
Hur hållbara är sandgjutningsprodukter?
Hållbarheten för en sandgjuten del beror på vilket material du använder. Till exempel är aluminiumgjutna delar hållbara men har dåliga bärytor. Som ett resultat har de mindre användning under robusta förhållanden. Å andra sidan är bronsgjutna delar starka och användbara i robusta applikationer.
Vad är livslängden för sandgjutningsprodukter?
Det finns ingen unik livslängd för en sandgjuten produkt. Livslängden beror på materialet, bra design och integriteten i tillverkningsprocessen. Att ha kontroll över dessa kommer att säkerställa en lång livslängd.
Hur skiljer sig sandgjutning från andra typer av gjutning?
Sandgjutning och andra gjuttekniker skiljer sig åt i kavitetens formation. Till exempel vid pressgjutning görs hålrummet med hjälp av bearbetning. Å andra sidan innebär sandgjutning att man använder ett mönster
Läs mer
- CNC-bearbetning för fordon – Zintilon
- Vad är CNC-bearbetning? – Zintilon
- CNC-bearbetning av stål: Utforska stålegenskaper, kvaliteter, fördelar och utmaningar – Zintilon
- Medicinskt vänligt material: Topp 6 medicinska material du bör känna till – Zintilon
- Vad är CNC-fräsning? En omfattande guide – Zintilon
Bra, tillsammans
