GJUTNINGSPROCESS MED ANVÄNDNING AV FÖRGASNINGSMODELLER (HALSGJUTNING) 

Skalgjutning är lämplig för högvolymproduktion av små och medelstora högprecisionsdelar av segjärn, stål och aluminiumlegeringar, inklusive högvolymproduktion av precisionsventilkroppar och växelhus tillverkade av QT400-18 och QT600-3 segjärn. Dimensionsnoggrannheten och ytkvaliteten hos gjutgods som produceras med denna process är avsevärt överlägsna de som tillverkas med lersand och konventionell kallhärdad hartssand.

Principen för skalbildning

Belagd sand tillverkas med ett fast fenolharts som är förbelagt på sandkorn. När torr belagd sand kommer i kontakt med heta metallverktyg vid temperaturer på 180-250°C, smälter ythartset och genomgår en tvärbindningsreaktion under inverkan av härdaren, vilket bildar ett hårt, osmältbart och olösligt tunt skal av sand. Ouppvärmd lös sand kan regenereras och återanvändas. Under hällningen värms det tunna skalet upp, hartset brinner ut och sönderdelas och formen kollapsar spontant, vilket säkerställer enkel utslagning och rengöring av gjutgodset.

Råmaterialformulering för belagd sand speciellt utformad för skalgjutning

Grundläggande sand: rundad tvättad kvartssand med lerhalt ≤ 0,3%; För stålgjutgods används zirkonsand eller kromitsand för att förhindra expansionsdefekter.

Pärm: termoplastiskt fenolharts tillsatt i en mängd av 1,0–3,0 viktprocent sand (särskilt för skalgjutning).

Härdare: hexametylentetramin (HMTA), tillsatt i en mängd av 10–15 viktprocent av hartset.

Smörjning: kalciumstearat för att förbättra sandens flytbarhet och förhindra att den fastnar på utrustningen.

Funktionella tillsatser: låg avgasning och anti-förkolande tillsatser tillsatta i spårmängder efter behov.

Nyckelskillnad: Kallhärdande hartssand blandas direkt på plats (bassand + flytande harts + härdare blandas omedelbart före användning). Belagd sand för skalgjutning är en kommersiellt framställd torr sand; På plats kräver endast värme för formning, ingen hartsblandning på plats.

1 Förbereda metallutrustning

Precisionsbearbetade fjäderformer av stål eller aluminiumlegering har inbyggda värmekanaler för att hålla en konstant temperatur på 180–250°C. Utrustningens noggrannhet bestämmer direkt de dimensionella toleranserna för gjutgods, med krympning och bearbetningstillägg beaktade i förväg.

2 Slipning och skalgjutning

Vänd på behållaren för att helt täcka ytan på det heta metallverktyget med belagd sand.

Låt 60-120 sekunder härda ytskiktet av sand på verktyget och bilda ett enhetligt tunt skal.

Vänd på verktyget och tömma ouppvärmd lös belagd sand för fullständig återcirkulation, så att endast det härdade sandskalet är fäst vid verktygets yta.

3 Sekundär full kur

Tunna sandskal skickas till ugnen för ytterligare uppvärmning för att fullborda tvärbindningen av hartset, eliminera inre spänningar, förhindra flagning och sprickbildning under hällning och öka den totala torrstyrkan.

4 Skalborttagning, formmontage och förstärkning

Ta bort de härdade sandskalen från verktyget för att få de övre och nedre skalhalvorna. Justering, limning och fixering av de två halvorna. För gjutgods med relativt tjocka väggar placeras skalformen i en kolv och fylls med stödjande fyllmedel för att förhindra att skalet expanderar och deformeras under gjutning.

5 Smältning och hällning

Smält gjutjärn, stål och aluminiumlegering hälls jämnt vid specificerade processtemperaturer. Den täta och släta skalformade kaviteten har kontrollerad gasutsläpp, vilket avsevärt minskar defekter inklusive blåshål, brännmärken och metallpenetrering.

6 Kyla, slå ut och städa

Efter att gjutgodset har svalnat helt förlorar hartsfilmen sin vidhäftningsstyrka på grund av karbonatisering vid höga temperaturer, och sandskalet kollapsar spontant. Gjutgods kan separeras med vibration. Efter kulblästring finns endast en liten mängd restsand kvar på ytorna, vilket kräver minimalt bearbetningstillägg.

7 Regenerering av avfallssand

Avfallssanden är täckt med förkolnade hartsrester, som måste avlägsnas genom högtemperaturbränning vid temperaturer över 700°C för regenerering. Återvunnen sand ger konsekvent prestanda, men energiförbrukningen och kapitalkostnaderna för återvinning är högre än för lersand.

Nyckelskillnader: Skalgjutning vs. konventionell kallhärdande hartssand

Härdningsmekanism:

Skalgjutning: termisk härdning; snabb formning inom några sekunder till minuter med hjälp av heta metallformar.

Kallhärdande hartssand: kemisk självhärdande i miljön; härdning vid rumstemperatur med katalysatorer tar formningscykeln tiotals minuter.

Form:

Skalgjutning: tunt ihåligt sandskal 6-20 mm tjockt, extremt låg sandförbrukning.

Kallhärdande hartssand: tung form i ett stycke med hög sandförbrukning.

Utrustning:

Skalgjutning: uppvärmda metallformar med hög precision med höga kapitalkostnader.

Kallhärdande hartssand: Trä- eller metallformar är acceptabla, ingen uppvärmning krävs.

Tillverkningstillämpning:

Skalgjutning: automatiserade linjer för serieproduktion av små och medelstora precisionsdelar.

Kallhärdande hartssand: enkel- och småskalig produktion av stora tjockväggiga gjutgods.

Ytnoggrannhet:

Skalgjutning: toleransklass CT7–CT9, ytråhet Ra6,3–12,5 mikron, tydlig bildning av tunnväggiga komplexa inre kaviteter.

Kallhärdande hartssand: toleransklass CT9–CT11, ytkvalitet sämre än skalgjutning.

Fördelar med skalgjutning

1 Hög dimensionsnoggrannhet och utmärkt ytkvalitet minskar avsevärt bearbetningstillägg och minskar bearbetningskostnaderna.

2  Torr sand innehåller ingen fukt, vilket minimerar gashålsdefekter i formhålan, perfekt för precisionsdelar som hydrauliska ventilhus och vätskepassager.

3 Utmärkta knockout-egenskaper hos sandskal eliminerar sand som fastnar och täpps till i svåra djupa hål och grunda inre håligheter, vilket avsevärt förbättrar rengöringseffektiviteten.

4 Hög formningshastighet: varje cykel tar bara några minuter, vilket är kompatibelt med automatiserad batchproduktion.

5 Härdade sandskal kan lagras under lång tid utan att absorbera fukt eller deformeras, vilket ger flexibilitet i produktionsplaneringen.

Processbegränsningar

1 Den totala kostnaden för belagd sand och uppvärmda metallformar är betydligt högre än för lersand och kallhärdad hartssand.

2Den begränsade strukturella hållfastheten hos sandskal gör processen olämplig för tunga gjutgods med väggtjocklekar större än 50 mm.

3 Vid högtemperatursönderdelning av hartset frigörs irriterande rökgaser, vilket kräver installation av hjälputrustning för att samla upp och rena avgaserna.

4 För att regenerera spillsand krävs högtemperaturrostning, vilket leder till hög energiförbrukning och driftkostnader.

Typiska applikationer

Segjärnsdelar (QT400-18, QT600-3): hydrauliska ventilblock, växelhus, chassifästen.

Fordonskomponenter: motor cylinderhuvuden, insugs- och avgasgrenrör, oljetätningssäten.

Små och medelstora stålgjutgods: ventilkroppar, precisionsstift för anläggningsutrustning.

Tunnväggiga precisionskomponenter av aluminiumlegering: vattenpumphus, elmotorhus.