Metaalgietwerk: proses, metodes, metodes

2024 Outeur: Howard Calhoun | [email protected]. Laas verander: 2023-12-17 10:16

Metaal is die basis van die hele moderne beskawing. In 'n jaar onttrek en verwerk die moderne mensdom so 'n hoeveelheid yster alleen dat die hele wêreld dit voor minstens 'n paar eeue sou pluk. En hierdie behoefte is ten volle geregverdig, aangesien die konstruksie alleen 'n ongelooflike hoeveelheid staal verg. Dit is nie verbasend dat metaalgietwerk onder sulke toestande voortdurend verbeter word nie.

'n bietjie geskiedenis

Die belangrikste kenmerk van yster om aan te neem, stollend, die vorm wat daaraan "voorgestel" is, het 'n persoon in antieke tye opgemerk. Vandag neem byna alle wetenskaplikes aan dat die aanvanklike kennismaking van die mens met metaal plaasgevind het danksy meteoriete. Meteoritiese yster was smeltbaar en maklik om te verwerk, so die basiese beginsels van gietwerk is lank gelede deur sommige ontluikende beskawings bestudeer.

In ons land is metaalgietwerk al eeue lank 'n gerespekteerde en eerbare besigheid, mense het hierdie kuns nog altyd met groot respek behandel. Die "Tsar Cannon" en "Tsar Bell" is wyd bekend, wat meesterstukke van die rolverdeling van Russiese meesters is, selfs al het een van hulle nooit gelui nie, en die tweede het nie geskiet nie. Oeral-gieters in die bewind van Petrus die Groteveral bekendheid verwerf as verskaffer van betroubare wapens vir die weermag. Hulle dra egter heeltemal tereg hierdie titel selfs nou. Voordat ons na die hooftipes metaalgietwerk kyk, is dit nodig om 'n paar woorde te sê oor die vereiste eienskappe van grondstowwe.

Wat moet die metaal wees om te giet

Die belangrikste eienskap van die metaal wat vir gietwerk gebruik moet word, is die vloeibaarheid daarvan. Die legering in gesmelte vorm moet so maklik as moontlik van een smeltkroes na 'n ander vloei, terwyl die kleinste uitsparings gevul word. Hoe hoër die vloeibaarheid, hoe dunner kan die mure in die finale produk gemaak word. Met metaal wat swak versprei, is dit baie moeiliker. Onder normale omstandighede kry hy dit reg om baie vroeër te gryp as wat hy al die gapings in die vorm vul. Dit is die moeilikheid wat nyweraars ondervind wanneer hulle metaallegerings giet.

Dit is geen verrassing dat gietyster die gietery se gunsteling materiaal geword het nie. Dit is omdat hierdie legering uitstekende vloeibaarheid het, wat dit relatief maklik maak om mee te werk. Staal is nog lank nie so vloeibaar nie, en daarom, om die vorm heeltemal te vul (sodat daar geen holtes en leemtes is nie), moet 'n mens tot 'n verskeidenheid truuks toevlug.

In die eenvoudigste geval, wanneer huismetaalgietwerk vereis word, word die grondstowwe gesmelt en in klein porsies in water gegooi: dit is hoe jy veral sinkers vir visvang kan maak. Maar hierdie metode word relatief wyd gebruik selfs in die wapenbedryf! Van die bokant van 'n spesiale toring, wat in buitelyn 'n koeltoring lyk, gesmeltmetaal. Die hoogte van die struktuur is sodanig dat 'n perfek gevormde druppel, wat reeds afgekoel is, die grond bereik. Dit is hoe skoot op industriële skaal vervaardig word.

Aarde-uitsaaimetode

Die eenvoudigste en oudste metode is om metaal in die grond te gooi. Maar die "eenvoud" daarvan is 'n relatief voorwaardelike konsep, aangesien hierdie werk uiters noukeurige voorbereiding verg. Wat beteken dit?

Eers word 'n volgrootte en mees gedetailleerde model van die toekomstige gietwerk in die modelwinkel gemaak. Boonop moet die grootte daarvan ietwat groter wees as die produk wat verkry moet word, aangesien die metaal sal sak wanneer dit afgekoel word. As 'n reël is die model afneembaar gemaak, van twee helftes.

Sodra dit gedoen is, word die spesiale vormsand voorberei. As die toekomstige produk interne holtes en leemtes moet hê, sal dit ook nodig wees om die stawe voor te berei, sowel as 'n bykomende gietmengsel. Hulle moet die areas wat "leeg" is in die voltooide deel tydelik vul. As jy daarin belangstel om metale by die huis te giet, moet jy hierdie feit in gedagte hou, want anders kan 'n reeds gevulde fles eenvoudig deur druk uitmekaar geskeur word, en die gevolge hiervan kan die hartseerste wees.

Waarvan is gietsand gemaak?

Die basis is verskillende grade sand en klei, sowel as bindmiddels. Hulle rol kan gespeel word deur natuurlike en sintetiese olies, droogolie, hars, kolofonium en selfs teer.

Volgende kom die tyd van gietvormers, wie se taak is om vorms te maak. As jy verduidelikmakliker, dit word so gedoen: 'n houtboks word geneem, 'n helfte van die vorm word daarin geplaas (dit is ook afneembaar), en die gapings tussen die mure van die model en die vorm is verstop met 'n vormsamestelling.

Dieselfde word gedoen met die tweede helfte en maak albei dele vas met penne. Dit is belangrik om daarop te let dat twee spesiale keëls in die deel van die vorm geplaas word wat bo sal wees wanneer dit gegiet word. Een van hulle word gebruik om gesmelte metaal te giet, die tweede - om uitbreidende gasse te verlaat.

Einde van voorbereidingsfase

En nou is dit tyd vir miskien die belangrikste deel van die operasie. Die flesse is baie versigtig geskei en probeer om skending van die integriteit van die sand te voorkom. Daarna bly twee duidelike en gedetailleerde afdrukke van die toekomstige deel in die grond. Daarna word hulle met 'n spesiale verf bedek. Dit word gedoen sodat die gesmelte metaal nie in direkte kontak met die sandgrond kom nie. Metaalgiettegnologie moet dit nie toelaat nie, anders kan die kwaliteit van die voltooide produk aansienlik verswak.

Indien dit nodig is, word terselfdertyd 'n bykomende deurgang gesny, wat nodig is om die smelt te giet. Die flesse word weer gevou en so stewig as moontlik verbind. Sodra die sand effens droog is, kan jy begin giet.

Begin uitsaai

Eers, in koepels, dit wil sê spesiale oonde, word gietyster-blankes gesmelt. As dit nodig is om staal te giet, word die grondstowwe in hoogoonde, oophaard, omskakelaar en ander oonde gesmelt. Om in te bringsmelttoestand van nie-ysterhoudende metale, gebruik gespesialiseerde smelttoestelle.

Alles, jy kan begin uitsaai. As daar net een vorm is, word die smelt individueel met 'n lepel daarin gegooi. In ander gevalle, as 'n reël, word 'n vervoerband georganiseer: óf 'n band met spasies gaan onder die skeplepel, of die skeppel beweeg oor die rye flesse. Dit hang alles uitsluitlik af van die organisasie van produksie. Wanneer die tyd aanbreek en die metaal afkoel, word dit uit die vorm verwyder. In beginsel is hierdie metode ideaal in gevalle waar metaalgietwerk by die huis vereis word (byvoorbeeld vir 'n smee). Enigiets meer perfek onder sulke omstandighede sal in elk geval nie bereik word nie.

Sandstraal- of slypmasjiene verwyder skaal en aanhangende gietsand van die finale produk. Terloops, hierdie metode is aktief gebruik in die vervaardiging van tenks tydens die Groot Patriotiese Oorlog. Dit is hoe gegote torings vervaardig is, en die eenvoud en vervaardigbaarheid van hierdie proses het dit moontlik gemaak om 'n groot aantal militêre voertuie te vervaardig wat die front so nodig gehad het. Watter ander soorte metaalgietwerk bestaan?

Die rolverdeling

Maar nou gebruik hulle baie meer gevorderde en tegnologies gevorderde metodes vir die vervaardiging van gegote produkte. Byvoorbeeld, metaal giet in 'n koue vorm. In beginsel lyk hierdie metode in baie opsigte soos hierbo beskryf, aangesien in hierdie geval ook gietvorms gebruik word. Slegs terselfdertyd is hulle metaal, wat die proses van grootskaalse produksie baie vereenvoudig.

Keëls en stawe word dus in twee helftes geplaas (vir die giet van metaal en die vorming van leemtes), enmaak hulle dan stewig aan mekaar vas. Alles, jy kan aan die werk kom. Die eienaardigheid van hierdie metode is dat hier die gesmelte metaal baie vinnig stol, daar is die moontlikheid van gedwonge afkoeling van die vorms, en daarom is die vrystellingsproses baie vinniger. Met net een vorm kan jy honderde, indien nie duisende, gietstukke kry, terwyl jy nie baie tyd spandeer aan individuele voorbereiding van vorms en sand nie.

Sommige nadele van die metode

Die nadeel van hierdie gietmetode is die feit dat slegs daardie tipe metale wat gekenmerk word deur verhoogde vloeibaarheid in gesmelte vorm daarvoor geskik is. Byvoorbeeld, slegs drukgietwerk is geskik vir staal (daaroor hieronder), aangesien hierdie materiaal glad nie goeie vloeibaarheid het nie. Onder die werking van saamgeperste lug neem selfs die mees "rekbare" grade staal die vereiste vorm baie beter aan. Die slegte ding is dat 'n gewone koue vorm eenvoudig nie sulke uiterste produksietoestande kan weerstaan nie en sal uitmekaar val. Daarom moet jy 'n spesiale produksiemetode gebruik, wat ons hieronder sal bespreek.

Spuitgieten

Hoe word die gietwerk - onder druk - van metale uitgevoer? Ons het reeds 'n paar aspekte hierbo oorweeg, maar dit is steeds nodig om hierdie kwessie in meer besonderhede bekend te maak. Alles is redelik eenvoudig. Eerstens word 'n gietvorm van kwaliteit staalgrade benodig, wat 'n multi-stadium, komplekse interne vorm kan wees. Tweedens het ons pomptoerusting nodig wat van sewe tot sewehonderd MP kan lewer.

Belangrikste voordeelhierdie smeltmetode is 'n hoë produktiwiteit. Wat anders bied spuitgietwerk? In hierdie geval word baie minder metaal gebruik, en die oppervlakkwaliteit van die finale produk is baie goed. Laasgenoemde omstandigheid impliseer die verwerping van 'n komplekse en taamlik somber skoonmaak- en slypprosedure. Watter materiale is die beste materiale vir hierdie produksiemetode om voltooide produkte en onderdele te vervaardig?

Die legerings wat die meeste gebruik word, is gebaseer op aluminium, sink, koper en tin-lood (giet van nie-ysterhoudende metale). Hul smelttemperatuur is relatief laag, en daarom word 'n baie hoë vervaardigbaarheid van die hele proses behaal. Daarbenewens het hierdie grondstof 'n relatief klein sediment by afkoeling. Dit beteken dat dit moontlik is om onderdele met baie klein toleransies te vervaardig, wat uiters belangrik is in die vervaardiging van moderne tegnologie.

Die kompleksiteit van hierdie metode is dat wanneer die voltooide produkte van die vorms geskei word, dit beskadig kan word. Daarbenewens is hierdie metode slegs geskik vir die vervaardiging van onderdele met 'n relatief klein wanddikte. Die feit is dat 'n dik laag metaal uiters oneweredig hard sal word, wat die vorming van skulpe en holtes vooraf sal bepaal.

Verskeie installasies vir drukgietwerk

Alle masjiene wat gebruik word in hierdie metode om metaalprodukte te giet, word in twee groot groepe verdeel: met 'n warm en koue gietkamer. Die "warm" variëteit kan meestal net vir sink-gebaseerde legerings gebruik word. In hierdie geval word die gietkamer self in warm metaal gedompel. Onder druklug of 'n spesiale suier, vloei dit in die gietholte in.

As 'n reël is 'n sterk inspuitkrag nie nodig nie, druk tot 35-70 MPa is genoeg. Dus, in hierdie geval kan vorms vir metaalgietwerk baie eenvoudiger en goedkoper wees, wat die gunstigste uitwerking op die finale koste van die produk het. In koue gietvorms moet die gesmelte metaal onder besonder hoë druk diep in die gietkamer “gedryf” word. Terselfdertyd kan dit 700 MPa bereik.

Waar word spuitgegote dele gebruik?

Hulle is oral. In fone, rekenaars, kameras en wasmasjiene is daar oral besonderhede wat met hierdie spesifieke metode verkry is. Dit word veral wyd gebruik deur meganiese ingenieurswese, insluitend dié wat direk met die lugvaart- en selfs ruimtenywerhede verband hou. Die massa van gegote dele kan wissel van 'n paar gram tot 50 kilogram (en selfs hoër). Kan 'n ander "verwerking" van metale deur gietwerk gebruik word? Ja, en daar is baie meer maniere.

Verlore wasgietwerk

Soos in die heel eerste geval wat ons oorweeg het, het die mensdom sedert antieke tye geweet van die metode om gesmelte metaal in 'n voorafbereide model van paraffien of was te gooi. Dit word eenvoudig in die fles geplaas en die gapings word met vormsand gevul. Die smelt los die was op en vul ideaal die hele volume van die primêre werkstuk. Hierdie metode is goed omdat die model nie uit die fles gehaal hoef te word nie. Daarbenewens is dit moontlik om onderdele van eenvoudig perfekte geh alte te verkry, hierdie gietprosesmetale is relatief maklik om te outomatiseer.

Shell-uitsaaiery

As die gietwerk relatief eenvoudig is, en "spasie" sterkte van die voltooide produk word nie vereis nie, kan die metode van giet in dopvorms gebruik word. Hulle word van ouds af gemaak, en fyn kwartssand en hars word as basis gebruik. Vandag word natuurlik verskeie sintetiese verbindings as laasgenoemde gebruik.

Dan word opvoubare metaalmodelle wat uit twee helftes bestaan, geneem en op 'n oppervlak geplaas wat tot ongeveer 300 grade Celsius verhit is. Dan word die gietmengsel (van sand en droë hars) op dieselfde plek gegooi sodat dit die oppervlak van die metaalmodelle heeltemal bedek. Onder die invloed van hitte smelt die hars, en 'n taamlik sterk "fles" verskyn in die dikte van die sand.

Sodra dit alles 'n bietjie afkoel, kan metaalblokke verwyder word, en die sand kan oond toe gestuur word vir "rooster". Daarna word voldoende sterk vorms verkry: deur hul twee helftes te verbind, kan gesmelte metaal daarin gegooi word. Watter ander metaalgietmetodes is daar?

Sentrifugale gietwerk

In hierdie geval word die smelt in 'n spesiale vorm gegiet, wat teen 'n baie hoë spoed in 'n horisontale of vertikale projeksie roteer. As gevolg van die werking van kragtige eweredig toegepaste sentrifugale kragte, vloei die metaal eweredig in alle gapings van die vorm in, waardeur 'n hoë geh alte van die finale produk verkry word. Hierdie gietmetode is ideaal vir die vervaardiging van verskeie tipes pype. Dit maak dit moontlik om 'n baie meer eenvormige dikte te vormmure, wat uiters moeilik is om te bereik met behulp van "statiese" metodes.

Elektro-slaggieting

Is daar enige maniere om metale te giet wat met reg modern genoem kan word? Elektroslaggietwerk. In hierdie geval word die vloeibare metaal eers verkry deur op die voorheen voorbereide grondstof in te werk met kragtige elektriese boogontladings. Die boogvrye metode kan ook gebruik word wanneer yster gesmelt word uit die hitte wat deur die slak opgehoop word. Maar die laaste een word deur kragtige ontladings geraak.

Daarna gaan die vloeibare metaal, wat deur die hele proses nog nooit met lug in aanraking gekom het nie, die kristallisasiekamer binne, wat "in kombinasie" ook 'n gietvorm is. Hierdie metode word gebruik vir relatief eenvoudige en massiewe gietstukke, vir die vervaardiging waarvan baie toestande nie nagekom hoef te word nie.

Vakuumvul

Slegs van toepassing op "hoë-end" materiale soos goud, titanium, vlekvrye staal. In hierdie geval word die metaal onder vakuumtoestande gesmelt, en dan vinnig (onder dieselfde toestande) in vorms versprei. Die metode is goed deurdat wanneer dit gebruik word, die vorming van lugholtes en holtes in die produk feitlik uitgesluit word, aangesien die hoeveelheid gasse wat daar teenwoordig is, minimaal is. Dit is belangrik om te onthou dat die gewig van die gietstukke in hierdie geval nie honderd of twee kilogram kan oorskry nie.

Is dit moontlik om groter dele te kry?

Ja, sulke tegnologie bestaan. Maar dit kan net gebruik word in gevalle waar honderd ton staal gelyktydig verwerk word.en meer. Eerstens word die metaal onder vakuumtoestande gesmelt, en dan word dit nie in vorms gegooi nie, maar in spesiale gietlepels, wat ook beskerm word teen lug wat hul holte binnedring.

Daarna kan die voltooide smelt in vorms versprei word, waaruit die lug ook voorheen met 'n pomp uitgepomp is. Die staal wat as gevolg van so 'n tegnologiese proses verkry word, is redelik duur. Dit word gebruik vir smee, sowel as sommige tipes van dieselfde gietwerk, wanneer dit nodig is om spasies en onderdele van die hoogste geh alte te verkry.

Gooi op vergaste (uitgebrande) patrone

In terme van gietkwaliteit en eenvoud, is hierdie metode een van die winsgewendste, en daarom word dit al hoe meer in die moderne industrie gebruik. Sulke metaalgietwerk, waarvan die produksie jaar na jaar toeneem, is veral gewild in die VRC en die VSA, aangesien die industriële basisse van hierdie twee lande onderskei word deur die grootste behoefte aan hoë kwaliteit staal. Die voordeel van hierdie metode is dat dit die vervaardiging van gietstukke toelaat sonder enige beperkings op gewig en grootte.

In baie opsigte is hierdie metode soortgelyk aan dié wat hierbo beskryf is: byvoorbeeld, in hierdie geval word die primêre model nie van was of plasticine gebruik nie, maar van die nou wydverspreide skuim. Aangesien hierdie materiaal sy eie besonderhede het, word die bindmiddelsandmengsel onder 'n druk van ongeveer 50 kPa in die fles gepak. Meestal word hierdie metode beoefen in gevalle waar dit nodig is om dele te maak wat van 100 gram tot twee ton weeg.

Ons het egter reeds gesê dat sommige streng beperkings opgrootte besonderhede nr. Dus, deur hierdie gietmetode te gebruik, kan selfs komponente vir skeepsenjins vervaardig word, wat nog nooit "beskeie" in grootte was nie. Vir elke ton metaalgrondstowwe word die volgende hoeveelheid bykomende materiale verbruik:

• Sand kwarts fyn - 50 kg.
• Spesiale kleefwerende laag - 25 kg.
• Gegranuleerde polistireenskuim - 6 kg.
• Digte poliëtileenfilm - 10 vk. m.

Alle gietsand is suiwer kwartssand sonder enige bykomende bymiddels en bymiddels. Dit kan ongeveer 95-97% herbruikbaar wees, wat die ekonomie aansienlik verbeter en die koste van die proses verminder.

Dus, metaal giet (die fisika van die proses is gedeeltelik deur ons oorweeg) is 'n "veelvlakkige" verskynsel, aangesien daar vandag baie nuwe metodes is. Terselfdertyd pas die moderne nywerheid metodes toe wat al etlike duisende jare gelede gebruik is, en pas dit ietwat by die huidige realiteite aan.