Forma odlewnicza: cechy, technologia, rodzaje

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Forma jest najważniejszym elementem używanym do obróbki stopionego metalu w celu uzyskania odlewu spełniającego wszystkie wymagania dotyczące rozmiaru, chropowatości, struktury i właściwości produktu.

Typy powłok

Obecnie istnieją dwa zasadniczo różne typy form. Różnica między nimi polega na technologii produkcji formy. Istnieją typy wielowarstwowe, które są wytwarzane przez nanoszenie zawiesiny, a także przez kolejne procesy powlekania i suszenia.

Drugi typ jest dwuwarstwowy. Produkcja tych form odbywa się metodą elektroforetyczną. Główne wymagania dla powłoki formy to gorąca, sztywna, przepuszczalna dla gazów, dokładna, z gładką powierzchnią styku, a także jednoczęściowa.

Muszle wielowarstwowe

Proces otrzymywania wielowarstwowej powłoki przebiega następująco: powierzchnia formy jest zwilżana zawiesiną. Proces ten odbywa się poprzez zanurzenie formy w wymaganej substancji. Po wyjęciu bloku z zawiesiny natychmiast posypuje się go ziarnistą substancją. Zaczyn przykleja się do powierzchni bloku, co pozwala z dużą dokładnością odtworzyć jego konfigurację, a materiał ziarnisty jest niezbędny do utrwalenia zaczynu na powierzchni formy oraz do zagęszczenia i pogrubienia jej warstwy.

Świeżo nałożona warstwa zawiesiny i materiału ziarnistego praktycznie nie przylega do powierzchni formy. Jedyną rzeczą, która powstrzymuje go przed zsuwaniem się, są siły zwilżające. Nadanie niezbędnej wytrzymałości tej formie odbywa się w kolejnym procesie suszenia - utwardzania chemicznego. Okazuje się, że do produkcji wielowarstwowej formy odlewniczej konieczne jest wykonanie trzech etapów - zwilżenie powłoki zawiesiną, posypanie ziarnistym materiałem, a następnie wysuszenie. Ta procedura jest przeprowadzana średnio 4 do 6 razy. Jeśli jednak konieczne jest przygotowanie mocniejszej osłonki, ilość można zwiększyć nawet 12-krotnie.

Osłony dwuwarstwowe

Produkcja form dwuwarstwowych odbywa się przy mniejszej liczbie procedur. Pierwszy etap przygotowania formy nie różni się od produkcji form wielowarstwowych. Blok zwilża się i posypuje granulowanym produktem. Jednak przed przystąpieniem do nakładania drugiej warstwy, zwanej foretyczną, pierwszą należy ponownie zwilżyć zawiesiną, która koniecznie zawiera elektrolit. Na przykład kompozycja może zawierać kwas solny, który jest przewodnikiem drugiego rodzaju. Ponadto zawiesina musi również zawierać spoiwo do formy. A po zmoczeniu ponownie posyp granulatem.

Po nałożeniu dwóch warstw na blok rozpoczyna się proces suszenia formy. Jest to wystarczające, jeśli konieczne jest uzyskanie formy, której grubość ścianki nie przekroczy 6-8 mm. Jeśli ten wskaźnik wymaga zwiększenia, nakładane są jeszcze dwie warstwy.

Odmiany

Do procesu odlewania metalu potrzebna jest forma odlewnicza, do której zawsze wlewa się stopioną substancję. Główna różnica między tymi formami polega na jednorazowym i wielokrotnym użyciu. Jednak te dwa różne typy form są również podzielone na kilka klas.

Istnieją jednorazowe formy na bazie piasku. Do produkcji tego typu form odlewniczych stosuje się specjalny piasek krzemionkowy, który miesza się w specjalnej maszynie z wodą oraz innymi elementami wiążącymi. Formy z tej kategorii są używane do produkcji części o wszystkich kształtach i rozmiarach.

Przy odlewaniu metali nieżelaznych najczęściej używa się jednorazowych form skorupowych. Do procesu wykładania modelu odlewniczego wykorzystuje się gipsowe formy skorupowe (składające się z gipsu i szybkoutwardzalnego polimeru). Po wyschnięciu tynku łupinowego jest on cięty na dwie części, które są ponownie suszone. Następnie forma jest łączona i można w nią wlać metal.

Wylewanie topliwe

W celu pomyślnego wdrożenia procesu odlewania ze stopu stosuje się formy skorupowe na bazie dwutlenku krzemu. Ta substancjato proszek spajany różnymi elementami wiążącymi. Stosowanie takich form ma miejsce w przypadku konieczności wytworzenia części o wysokiej temperaturze topnienia.

Forma do odlewania metalu topliwego jest wypełniona różnymi elementami. Może to być parafina, zamrożona rtęć lub plastik. Po wyprodukowaniu modelu jest on wyłożony jakimś materiałem ogniotrwałym. Wibracje są wykorzystywane do zagęszczania formy i warstwy ogniotrwałej. Po zakończeniu procesu hartowania skorupa jest podgrzewana, dzięki czemu blok topi się i wypływa, podczas gdy forma pozostaje i może być wykorzystana do wlania do niej metalu.

Formy wielokrotnego użytku

Formy odlewnicze, które nadają się do wielokrotnego użytku, są wykonane z materiałów takich jak żeliwo, miedź, mosiądz lub stal żaroodporna. Formy wielokrotnego użytku znalazły zastosowanie w odlewaniu metali nieżelaznych. Służą do odlewania stopów cynku, mosiądzu czy aluminium. Oprócz nich aktywnie wykorzystywane są również formy wykonane z materiału grafitowego. Takie bloki wytrzymują nawet kilkaset odlewów. Proces wytwarzania form z grafitu odbywa się poprzez mechaniczne oddziaływanie na materiał. Najczęściej projekt tej formy składa się z kilku części, które są ze sobą połączone. Jedyną otwartą częścią tej formy jest otwór, przez który wlewa się stop.

Formy

Mówiąc owiele form używanych do odlewania, można również wyróżnić formy. Są to formy otwarte, w których przepływ stopionego metalu odbywa się grawitacyjnie. Najczęściej produkcja formy odlewniczej odbywa się z żeliwa. Należy jednak pamiętać, że podczas odlewania metalu do form należy ściśle przestrzegać pewnych zasad i uwzględnić pewne cechy.

• Konieczne jest dokładne monitorowanie czystości formy przed każdym kolejnym etapem odlewania metalu.
• Konieczne jest zapobieganie rozpryskiwaniu się metalu na ściankach formy podczas jej wlewania do środka.

Po każdym procesie odlewania forma jest czyszczona, a na wewnętrzną powierzchnię zawsze nakładane są nieprzywierające farby do formowania. Forma może pomieścić do 100 odlewów, zanim stanie się bezużyteczna.

Materiały do formowania

Materiały używane do produkcji form odlewniczych nazywane są formowaniem.

Aby uformować formy jednorazowego użytku, należy zadbać o to, aby materiał spełniał wymagania, takie jak wytrzymałość, odporność na działanie dynamiczne wywierane na formę oraz odporność na ciśnienie hydrostatyczne wywierane przez odlewany metal.

Aby wykonać formy do wielokrotnego użytku, konieczne jest stawianie wyższych wymagań materiałowi pod względem jego wytrzymałości. Jednak ważne jest, aby zrozumieć, że przy wszystkich wymaganiach dotyczących tych materiałów muszą one mieć akceptowalną cenę. W przeciwnym raziewyprodukowane części w takich formach będą miały bardzo wysoki koszt końcowy. A cena sprzedaży będzie jeszcze wyższa.