Что такое литье металлов?
Литье металла – современный процесс с древними корнями. В процессе литья металлов металлические формы формируются путем заливки расплавленного металла в полость формы, где он охлаждается, а затем извлекается из формы. Литье металла, возможно, является самым ранним и наиболее влиятельным промышленным процессом в истории. Он используется для изготовления многих металлических предметов, используемых в нашей повседневной жизни: автомобильных деталей, колес поездов, фонарных столбов, педалей школьного автобуса и многого другого. Кроме того, литейные заводы полагаются на вторичную переработку металлов как на экономичный источник сырья, что значительно сокращает отходы металлолома, которые могут оказаться на свалках.
История литья металлов
Самая старая известная металлическая отливка — это медная лягушка, которая, как полагают, была произведена в 3200 г. до н. э. в Месопотамии , когда медь была широко используемым материалом . Позже, около 2000 г. до н.э., было обнаружено железо. Но только около 700 г. до н.э. в Китае было развито первое производство чугуна. Интересно, что процесс литья металлов в песчаные формы также был изобретен в Китае в 645 году до нашей эры.
Тигельный процесс, метод, используемый для производства тонкой или инструментальной стали, появлялся и исчезал в разных местах по всему миру с начала 1-го тысячелетия нашей эры. Сначала эта техника появилась в Индии и Центральной Азии, пока не появилась в Северной Европе около 800 г. н.э., где ее использовали для изготовления мечей викингов. Эта техника не появлялась до 1750 года, когда Бенджамин Хантсман заново изобрел ее в Англии . Хантсман нагревал небольшие кусочки углеродистой стали в закрытом тигле, который представляет собой керамический котел с огнеупорными свойствами, способный выдерживать высокую степень нагрева. Хантсман впервые достиг температуры, достаточно высокой, чтобы расплавить сталь.
За последние тысячи лет отливка металлов в предметы, пригодные для использования, эволюционировала, стала более точной и автоматизированной, но суть процесса осталась прежней. Инновации в автоматизации литейных процессов, такие как кондиционер для литья в песчаные формы VIBRA-DRUM® компании General Kinematics, упростили обработку больших объемов отливок, а также улучшили качество отливок. Эта машина является революционной в плане обработки больших объемов форм и песка для литейного производства.
Процесс литья металла
- Выкройка – выкройка – это копия внешнего вида отливки. Узоры обычно изготавливаются из дерева, металла, пластика или гипса. Изготовление моделей невероятно важно для промышленного изготовления деталей, где необходимы точные расчеты, чтобы детали подходили друг к другу и работали вместе.
- Изготовление стержней – Если отливка полая, дополнительный кусок песка или металла (называемый стержнем) формирует внутреннюю форму, чтобы сделать ее полой. Стержни, как правило, прочные, но разборные, поэтому их можно легко удалить из готовой отливки.
- Литье –Чтобы визуализировать процесс литья металла, представьте, что вы идете по пляжу к океану. Посмотрите на след, который вы оставляете на мокром песке. Ваша нога будет сердцевиной, а отпечаток, оставленный на песке, — слепок вашей ноги. Формование — это многоэтапный процесс, при котором вокруг модели формируется слепок с использованием формовочной смеси. При литье форма содержится в раме, называемой опокой. Зеленый песок, или формовочный песок, набивается в опоку вокруг выкройки. Это известно как литье металла в песчаные формы. После того, как песок плотно утрамбован, шаблон можно удалить, а слепок останется. В качестве альтернативы можно создать состоящую из двух частей неразрушаемую металлическую форму, чтобы форму можно было многократно использовать для отливки идентичных деталей для промышленного применения.
- Плавление и заливка расплавленного металла . После расплавления металла его заливают в полость формы и оставляют для затвердевания. После затвердевания начинается процесс вытряхивания: формы подвергаются вибрации для удаления песка из отливки. В промышленных применениях такое оборудование, как наши двухмассовые встряхиватели поддерживает высокую производительность благодаря своей эффективной и бесперебойной работе. Удаленный песок обычно собирают, охлаждают и утилизируют для повторного использования в будущих отливках. Кондиционер для литья в песчаные формы VIBRA-DRUM® улучшает этот процесс отделения песка от отливок, удаляя и охлаждая песок и отливки и испаряя влагу, одновременно уменьшая повреждения отливок, которые являются обычными на этом этапе процесса. Конечным результатом является чистая отливка и песок, готовый к процессу регенерации.
- Очистка – На этом последнем этапе отлитый металлический предмет извлекается из формы, а затем обрабатывается. Во время футеровки объект очищается от любого формовочного материала, удаляются шероховатости.
Современные кастинги
Сегодня почти каждое используемое нами механическое устройство, от автомобилей до стиральных машин, изготавливается с использованием металлических деталей, полученных методом литья. Отличие сегодняшних литых металлических изделий от тех, что производились еще 100 лет назад, заключается в точности и допусках, которые могут быть достигнуты за счет компьютеризированного автоматизированного процесса проектирования и современных методов изготовления детализированных стержней и форм. Современное литье металлов представляет собой инновацию в действии.
На протяжении веков были разработаны различные комбинации сырья для производства различных типов металлов. Некоторые литые изделия используются в двигателях, требующих высокой устойчивости к теплу и холоду. Чугунные трубы должны быть устойчивы к коррозии и высоким давлениям. Остальные литые детали должны быть легкими, но прочными. Во многих приложениях детали спроектированы так, чтобы обеспечить точный допуск между расширением и сжатием.
Другие процессы литья включают гипсовое литье, литье под давлением и литье по выплавляемым моделям . Гипсовая отливка просто заменяет песок гипсовой формой.
Для литья под давлением требуются две большие подвижные детали из цветного металла, которые скрепляются друг с другом под высоким давлением. Расплавленный металл впрыскивается в пресс-форму, и после затвердевания металлические части отделяются друг от друга.
Процесс литья по выплавляемым моделям начинается с заполнения формы воском. Когда воск затвердевает, его несколько раз покрывают керамическим материалом. Его нагревают до тех пор, пока воск не расплавится и не останется керамическая форма. Форма заполняется расплавленным металлом, охлаждается, после чего керамический материал отламывается.
[/vc_column_text][/vc_column][/vc_row]