Το καλούπι ψύξης είναι ένα επαναχρησιμοποιήσιμο καλούπι για έκχυση μετάλλου. Μπορεί να είναι είτε αποσπώμενο (αποτελείται από δύο μέρη) είτε όχι (ανακινείται καλούπι). Η χύτευση με χύτευση έχει πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με τη χύτευση με κέλυφος, αλλά υπάρχουν επίσης ορισμένα μειονεκτήματα, για παράδειγμα, κατά τη χύτευση χυτοσιδήρου, τα χυτά απαιτούν πρόσθετη θερμική επεξεργασία.
Πλεονεκτήματα
Κατά το σχηματισμό μιας χύτευσης, υπάρχει έντονη μεταφορά θερμότητας από το λιωμένο μέταλλο στο καλούπι. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα μεγαλύτερη πυκνότητα, καλύτερες μηχανικές ιδιότητες του μετάλλου, μεγαλύτερη ακρίβεια, καλύτερη δομή και λιγότερη τραχύτητα σε σύγκριση με τα χυτά άμμου.
Η διαδικασία χύτευσης καλουπιού είναι επίσης διαφορετική στο ότι το μεταλλικό καλούπι (ψυχρό καλούπι) μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί. Είναι κατασκευασμένο από υλικό υψηλής αντοχής, λόγω του οποίου η επιφάνεια εργασίας του καλουπιού εκτελείται με μεγαλύτερη ακρίβεια. Αυτό βελτιώνει την ποιότητα της επιφάνειας των χυτών και λόγω της υψηλής θερμικής αγωγιμότητας του καλουπιού, τα χυτά στερεοποιούνται γρήγορα.
Ένα άλλο πλεονέκτημα της χύτευσης με χύτευση σε σχέση με τα καλούπια άμμου είναι ότι τα χυτά που προκύπτουν υποβάλλονται σε λιγότερο μηχανική επεξεργασία και αυτό μειώνει την κατανάλωση υλικών χύτευσης.
Υγεία και οικολογία
Η ψυχρή χύτευση αυξάνει την παραγωγικότητα της εργασίας κατά 2-3 φορές, επειδή από τη διαδικασίαΕξαιρούνται οι χρονοβόρες εργασίες όπως η προετοιμασία του μείγματος, ο καθαρισμός και η χύτευση προϊόντων. Δεδομένου ότι η περιοχή παραγωγής μειώνεται επίσης, το κόστος επισκευής και κατασκευής νέων συνεργείων γίνεται σημαντικά χαμηλότερο.
Πολλές ανθυγιεινές εργασίες εξαλείφονται από τη διαδικασία, όπως το χτύπημα της μούχλας, ο καθαρισμός με χύτευση και το θρυμματισμό. Αυτό συμβάλλει όχι μόνο στη βελτίωση των συνθηκών εργασίας, αλλά και στη μείωση της περιβαλλοντικής ρύπανσης.
Ελαττώματα
Η παραγωγή ενός καλουπιού για ψύξη είναι αρκετά ακριβή λόγω της πολυπλοκότητας της ίδιας της διαδικασίας. Εάν υπάρχουν υποκοπές στα καλούπια, το κόστος του καλουπιού αυξάνεται λόγω της ανάγκης να περιπλέκεται ο σχεδιασμός: χρησιμοποιούνται ένθετα, άμμος μιας χρήσης και σπασμένες μεταλλικές ράβδοι.
Η διάρκεια ζωής ενός καλουπιού καθορίζεται από τον αριθμό των καλουπιών καλής ποιότητας που μπορούν να ληφθούν σε αυτό. Η σταθερότητα του σχήματος καθορίζει την οικονομική σκοπιμότητα της διαδικασίας, ειδικά στη διαδικασία χύτευσης χάλυβα και χυτοσιδήρου. Η αύξηση της διάρκειας ζωής των καλουπιών είναι μία από τις κύριες τεχνολογικές προκλήσεις σε αυτόν τον τομέα παραγωγής.
Λόγω της ταχείας ψύξης και πάχυνσης του τήγματος, είναι δύσκολο να ληφθούν προϊόντα με μακριά λεπτά τοιχώματα κατά τη χύτευση σε καλούπι. Αυτό προκαλεί επίσης το χυτοσίδηρο να αποκτήσει ένα σκληρό, λευκασμένο στρώμα. Το σχήμα είναι εύπλαστο, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε τάσεις και ρωγμές στα χυτά. Όταν χρησιμοποιείτε πυρήνες άμμου μιας χρήσης, η ακρίβεια των χυτών μειώνεται, η τραχύτητα της επιφάνειας αυξάνεται στο σημείο επαφής με τον πυρήνα.
Ποιοτικά castings
Η χύτευση και το καλούπι αλληλεπιδρούν με υψηλή απόδοση. Η χύτευση σκληραίνει και ψύχεται στο καλούπι άμμου πολύ περισσότερο από ό, τι στο καλούπι, ωστόσο, η πληρότητα του καλουπιού άμμου είναι συνήθως καλύτερη, γεγονός που καθιστά τη διαδικασία παραγωγής με χύτευση καλουπιών μη υγρών χυτών πιο επίπονη και επίσης επιβάλλει περιορισμούς σε τέτοια παραμέτρους όπως το μέγεθος του χυτού και το ελάχιστο πάχος τοιχωμάτων. Η χύτευση αλουμινίου (καθώς και ο χαλκός και άλλα μη σιδηρούχα μέταλλα) είναι η πιο δημοφιλής στη Ρωσία.
Ωστόσο, ως αποτέλεσμα της ταχείας ψύξης, μπορεί να επιτευχθεί μια μη πορώδης, λεπτόκοκκη δομή, η οποία αυξάνει όχι μόνο την αντοχή, αλλά και την ολκιμότητα της χύτευσης που προκύπτει. Κατά την κατασκευή προϊόντων χυτοσιδήρου με χύτευση ψυχρού, προκύπτουν ορισμένα προβλήματα: λόγω της ιδιόμορφης κρυστάλλωσης στα χυτά προϊόντα, είναι δυνατός ο σχηματισμός καρβιδίων, ευτηκτική φερρίτη-γραφίτη. Αυτό μειώνει την σκληρότητα και την αντοχή στη φθορά του χυτοσιδήρου. Το λευκασμένο επιφανειακό στρώμα σε τέτοια χύτευση είναι πολύ σκληρό, έτσι ώστε τα προϊόντα είναι κατάλληλα για κοπή μόνο μετά από θερμική επεξεργασία (ανόπτηση), η οποία εξαλείφει το κρύο.
Δομή σχήματος
Το καλούπι για ψύξη είναι, κατά κανόνα, δύο μισά καλούπια που στερεώνονται με σφιγκτήρες (καρφίτσες) και αμέσως πριν από την έναρξη της έκχυσης του λιωμένου μετάλλου, τα μισά καλούπια στερεώνονται με κλειδαριές. Τα κέρδη τροφοδοτούν τη χύτευση μέσω των λεγόμενων αεραγωγών και βυσμάτων εξαερισμού. Τα μεταλλικά καλούπια χωρίς λειτουργία συνδετήρα ονομάζονται καλούπια ανακίνησης.
Πριν το ρίξετε, η επιφάνεια εργασίας του καλουπιούεπεξεργάζεται με ένα στρώμα ουσίας που προστατεύει το καλούπι από θερμικό σοκ από απότομη αύξηση της θερμοκρασίας. Αυτό το μέτρο αποτρέπει επίσης τη δέσμευση του χυτού με το καλούπι.
Χάλυβας και χυτοσίδηρος
Η χύτευση με χύτευση χάλυβα και χυτοσιδήρου γίνεται με χρήση χαλαζία σε σκόνη, γραφίτη, υδατικό γυαλί και πυρίμαχο πηλό ως πυρίμαχη επίστρωση. Πριν από την έκχυση, το καλούπι πρέπει να θερμανθεί σε μια ορισμένη θερμοκρασία, η οποία εξαρτάται από το πάχος του τοιχώματος της χύτευσης και το κράμα που χρησιμοποιείται.
Η κύρια απαίτηση που πρέπει να πληροί το υλικό καλουπιού είναι η αντοχή σε θερμικούς κραδασμούς, αναπόφευκτη κατά την έκχυση λιωμένου μετάλλου. Για την κατασκευή καλουπιών χρησιμοποιούνται γκρίζος χυτοσίδηρος, όλκιμος σίδηρος, δομικός, άνθρακας και κράμα χάλυβα, καθώς και κράματα χαλκού και αλουμινίου.
Φόδρα ψυχρής φόρμας
Πρόκειται για ένα είδος τεχνολογίας που συνδυάζει τα πλεονεκτήματα της χύτευσης με κέλυφος και χύτευσης, ενώ τα μειονεκτήματα και των δύο μεθόδων εξομαλύνονται. Αυτή η τεχνολογία χαρακτηρίζεται όχι μόνο από αντοχή στη ρωγμή, αλλά και από ολκιμότητα, η οποία καθιστά δυνατή την παραγωγή χυτών υψηλής ακρίβειας και σε σύγκριση με τη χύτευση με κέλυφος, το ακριβό υλικό χύτευσης καταναλώνεται ελάχιστα.
Το μεταλλικό καλούπι με επένδυση κατασκευάζεται γεμίζοντας το χώρο μεταξύ του μεταλλικού μοντέλου του καλουπιού και της εσωτερικής επιφάνειας του καλουπιού. Οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενες μέθοδοι αμμοβολής και ζελέ. Για την πλήρωση, λαμβάνεται ένα μείγμα άμμου-ρητίνης, στο οποίο το συνδετικό είναι ρητίνη φαινόλης-φορμαλδεΰδης (2-2,6%) καιουροτροπίνη (περίπου 10% κατά βάρος), καθώς και αυτοσκληρυνόμενες (συνδετικό - υγρό γυαλί) και κεραμικές ενώσεις (συνδετικό - πυριτικό αιθυλεστέρα). Το μοντέλο ψυκτικού καλουπιού και χύτευσης, με θερμοκρασία 200 βαθμών, μεταφέρει τη θερμότητα του μείγματος, το οποίο σκληραίνει και σχηματίζει ένα στρώμα επένδυσης πάχους 3-5 mm. Οι συνηθισμένες ράβδοι ή οι ράβδοι από κέλυφος χρησιμοποιούνται για την κατασκευή κοιλοτήτων στα χυτά.
Διαδικασία Casting
Το καλούπι για ψύξη, καλυμμένο με ένα στρώμα πυρίμαχου υλικού, θερμαίνεται. Η θερμοκρασία λειτουργίας πρέπει να είναι τουλάχιστον διακόσιοι βαθμοί, αλλά εξαρτάται όχι μόνο από το κράμα που χρησιμοποιείται για την έκχυση, αλλά και από τις διαστάσεις της χύτευσης, το πάχος του τοιχώματος και από τις ιδιότητες που απαιτούνται από αυτό. Μετά τη θέρμανση, μπορούν να τοποθετηθούν ράβδοι, κεραμικά ή άμμος στο καλούπι, εάν αυτό, φυσικά, απαιτείται σύμφωνα με το σχέδιο χύτευσης, και στη συνέχεια τα μισά καλούπια συνδέονται και ασφαλίζονται σφιχτά με ειδικούς σφιγκτήρες. Εάν η χύτευση πραγματοποιείται σε μηχάνημα καλουπιού, τότε χρησιμοποιείται ο δικός της μηχανισμός ασφάλισης καλουπιού. Μετά από αυτά τα προπαρασκευαστικά μέτρα, το λιωμένο μέταλλο μπορεί να χυθεί στη φόρμα ψύξης.
Όταν η χύτευση έχει ήδη αποκτήσει κάποια αντοχή, οι μεταλλικές ράβδοι μπορούν να αφαιρεθούν εν μέρει από αυτό. Αυτό στη συνέχεια διευκολύνει την τελική αφαίρεση των πυρήνων από τα χυτά υλικά λόγω της μείωσης της πίεσης σε αυτά από το στερεοποιούμενο μέταλλο.
Αφού η χύτευση κρυώσει στην επιθυμητή θερμοκρασία, το καλούπι μπορεί να ανοίξει. Σε αυτό το στάδιο αφαιρούνται οι μεταλλικές ράβδοι και βγαίνουν τα χυτά από το καλούπι. Οι πυρήνες της άμμου είναι νοκ άουτ, τα κέρδη, οι ανυψώσεις και τα σπρέιαποκόπτονται και γίνεται ο ποιοτικός έλεγχος του προϊόντος, μετά τον οποίο μπορεί να επαναληφθεί η όλη διαδικασία.
Πριν κάνετε μια νέα χύτευση, το επίπεδο διαχωρισμού και η επιφάνεια του καλουπιού εξετάζονται προσεκτικά. Η πυρίμαχη σύνθεση εφαρμόζεται μία ή δύο φορές ανά βάρδια, ωστόσο, σε περίπτωση αποκόλλησης από την επιφάνεια εργασίας, είναι απαραίτητο να αποκατασταθεί η στρώση. Εάν το προϊόν είναι με λεπτό τοίχωμα, το καλούπι ψύχεται έντονα. εάν η χύτευση που έγινε ήταν αρκετά μαζική, τότε το καλούπι θα μπορούσε να θερμανθεί πάνω από τη θερμοκρασία λειτουργίας και στη συνέχεια χρησιμοποιούνται ειδικά προβλεπόμενα συστήματα ψύξης, έτσι ώστε το καλούπι να ψύχεται σε κάθε περίπτωση πριν από την επόμενη χύτευση.
Η ψυχρή χύτευση δεν περιλαμβάνει σύνθετες και χρονοβόρες ενέργειες, εκτός από τη διαδικασία ψύξης της χύτευσης στην επιθυμητή θερμοκρασία. Οι περισσότερες από τις λειτουργίες μπορούν να εκτελεστούν αυτόματα από μηχανές, κάτι που είναι ένα από τα σημαντικά πλεονεκτήματα της μεθόδου, αλλά το κυριότερο είναι ότι το καλούπι δεν είναι μια φόρμα μίας χρήσης.
