Paghahagis ng metal: proseso, pamamaraan, pamamaraan

2024 May -akda: Howard Calhoun | [email protected]. Huling binago: 2023-12-17 10:43

Metal ang batayan ng lahat ng modernong sibilisasyon. Sa isang taon, ang makabagong sangkatauhan ay kumukuha at nagpoproseso ng napakaraming bakal na mag-isa na bago ang buong mundo ay pipiliin ito nang hindi bababa sa ilang siglo. At ang pangangailangang ito ay ganap na nabibigyang katwiran, dahil ang pagtatayo lamang ay tumatagal ng isang hindi kapani-paniwalang halaga ng bakal. Hindi nakakagulat, ang paghahagis ng metal sa ilalim ng gayong mga kundisyon ay patuloy na pinagbubuti.

Kaunting kasaysayan

Ang pinakamahalagang katangian ng bakal na dapat kunin, nagpapatibay, ang anyo na "iminungkahi" dito, napansin ng isang tao noong sinaunang panahon. Ngayon, halos lahat ng mga siyentipiko ay ipinapalagay na ang paunang kakilala ng tao na may metal ay naganap salamat sa meteorites. Ang meteoritic iron ay fusible at madaling iproseso, kaya ang mga pangunahing kaalaman sa paghahagis ay pinag-aralan ng ilang bagong sibilisasyon noong unang panahon.

Sa ating bansa, ang metal casting ay isang iginagalang at marangal na negosyo sa loob ng maraming siglo, ang mga tao ay palaging tinatrato ang gawaing ito nang may malaking paggalang. Ang "Tsar Cannon" at "Tsar Bell" ay malawak na kilala, na mga obra maestra ng casting skill ng mga Russian masters, kahit na ang isa sa kanila ay hindi kailanman tumunog, at ang pangalawa ay hindi bumaril. Mga Ural casters sa paghahari ni Peter the Greatnagkamit ng partikular na katanyagan bilang tagapagtustos ng maaasahang mga sandata para sa hukbo. Gayunpaman, tama lang na taglay nila ang titulong ito kahit ngayon. Bago natin tingnan ang mga pangunahing uri ng paghahagis ng metal, kailangang magsabi ng ilang salita tungkol sa mga kinakailangang katangian ng mga hilaw na materyales.

Ano ang dapat na metal para sa paghahagis

Ang pinakamahalagang katangian ng metal na gagamitin para sa paghahagis ay ang pagkalikido nito. Ang haluang metal sa tinunaw na anyo ay dapat dumaloy nang madali hangga't maaari mula sa isang tunawan patungo sa isa pa, habang pinupuno ang pinakamaliit na mga recess nito. Kung mas mataas ang pagkalikido, mas manipis ang mga pader na maaaring gawin sa tapos na produkto. Sa metal na kumakalat nang hindi maganda, ito ay mas mahirap. Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, nakakakuha siya ng mas maaga kaysa sa punan niya ang lahat ng mga puwang sa form. Ito ang hirap na kinakaharap ng mga industriyalista sa pag-cast ng mga metal alloy.

Hindi nakakagulat na ang cast iron ay naging paboritong materyal ng pandayan. Ito ay dahil ang haluang ito ay may mahusay na pagkalikido, na ginagawa itong medyo madaling gamitin. Ang bakal ay malayo sa pagiging napaka-likido, at samakatuwid, upang ganap na mapuno ang amag (upang walang mga cavity at voids), ang isa ay kailangang gumamit ng iba't ibang mga trick.

Sa pinakasimpleng kaso, kapag kinakailangan ang home metal casting, ang mga hilaw na materyales ay natutunaw at ibinubuhos sa tubig sa maliliit na bahagi: ito ay kung paano, lalo na, maaari kang gumawa ng mga sinker para sa pangingisda. Ngunit ang pamamaraang ito ay medyo malawak na ginagamit kahit sa industriya ng armas! Mula sa tuktok ng isang espesyal na tore, na kahawig ng isang cooling tower sa balangkas, natunawmetal. Ang taas ng istraktura ay tulad na ang isang perpektong nabuo na droplet, na pinalamig na, ay umabot sa lupa. Ganito ginagawa ang shot sa isang pang-industriyang sukat.

Paraan ng earth casting

Ang pinakasimple at sinaunang paraan ay ang paghahagis ng metal sa lupa. Ngunit ang "pagiging simple" nito ay medyo may kondisyong konsepto, dahil ang gawaing ito ay nangangailangan ng labis na maingat na paghahanda. Ano ang ibig sabihin nito?

Una, ang isang buong laki at pinakadetalyadong modelo ng hinaharap na pag-cast ay ginawa sa model shop. Bukod dito, ang sukat nito ay dapat na medyo mas malaki kaysa sa produkto na dapat makuha, dahil ang metal ay tumira kapag pinalamig. Bilang panuntunan, ang modelo ay ginawang nababakas, mula sa dalawang hati.

Kapag tapos na ito, ihahanda ang espesyal na molding sand. Kung ang hinaharap na produkto ay dapat magkaroon ng mga panloob na cavity at voids, pagkatapos ay kinakailangan din na ihanda ang mga rod, pati na rin ang isang karagdagang molding compound. Dapat nilang pansamantalang punan ang mga lugar na "walang laman" sa natapos na bahagi. Kung interesado ka sa paghahagis ng mga metal sa bahay, siguraduhing tandaan ang katotohanang ito, dahil kung hindi, ang isang napuno na ng prasko ay maaaring mapunit lamang sa pamamagitan ng presyon, at ang mga kahihinatnan nito ay maaaring ang pinakamalungkot.

Ano ang gawa sa mga molding sand?

Ang batayan ay iba't ibang grado ng mga buhangin at luad, pati na rin ang mga panali. Ang kanilang papel ay maaaring gampanan ng natural at synthetic na mga langis, drying oil, resin, rosin, at kahit tar.

Susunod ang panahon ng mga molder, na ang gawain ay ang paggawa ng mga molde. Kung magpaliwanag kamas madali, ito ay ginagawa tulad nito: isang kahoy na kahon ay kinuha, isang kalahati ng amag ay inilagay sa loob nito (ito ay nababakas din), at ang mga puwang sa pagitan ng mga dingding ng modelo at ng amag ay barado ng isang komposisyon ng paghubog.

Gayundin ang ginagawa sa ikalawang kalahati at i-fasten ang magkabilang bahagi gamit ang mga pin. Mahalagang tandaan na ang dalawang espesyal na cone ay ipinasok sa bahaging iyon ng form na nasa itaas kapag ibinuhos. Ang isa sa mga ito ay ginagamit upang ibuhos ang tinunaw na metal, ang pangalawa - upang ilabas ang mga lumalawak na gas.

Pagtatapos ng yugto ng paghahanda

At ngayon ay oras na para marahil sa pinakamahalagang bahagi ng operasyon. Ang mga flasks ay napakaingat na pinaghihiwalay, sinusubukan na maiwasan ang paglabag sa integridad ng buhangin. Pagkatapos nito, dalawang malinaw at detalyadong mga imprint ng hinaharap na bahagi ang nananatili sa lupa. Pagkatapos nito, natatakpan sila ng isang espesyal na pintura. Ginagawa ito upang ang tinunaw na metal ay hindi direktang madikit sa buhangin na lupa. Hindi ito dapat pahintulutan ng teknolohiya sa paghahagis ng metal, kung hindi, maaaring lumala nang husto ang kalidad ng tapos na produkto.

Kung ito ay kinakailangan, kasabay nito ang isang karagdagang gating passage ay pinutol, na kinakailangan para sa pagbuhos ng matunaw. Ang mga flasks ay muling nakatiklop at nakakonekta nang mahigpit hangga't maaari. Kapag medyo tuyo na ang buhangin, maaari ka nang magsimulang mag-cast.

Simulan ang pag-cast

Una, sa mga cupolas, iyon ay, mga espesyal na hurno, ang mga blangko ng cast-iron ay natutunaw. Kung kinakailangan na mag-cast ng bakal, pagkatapos ay ang mga hilaw na materyales ay natutunaw sa mga blast furnace, open-hearth, inverter at iba pang mga furnace. Upang dalhin sanatutunaw na estado ng mga non-ferrous na metal, gumamit ng mga espesyal na kagamitan sa pagtunaw.

Lahat, maaari kang magsimulang mag-cast. Kung mayroon lamang isang anyo, pagkatapos ay ang matunaw ay ibubuhos dito gamit ang isang sandok, nang paisa-isa. Sa ibang mga kaso, bilang panuntunan, ang isang conveyor ay nakaayos: alinman sa isang sinturon na may mga blangko ay napupunta sa ilalim ng ladle, o ang ladle ay gumagalaw sa mga hanay ng mga flasks. Ang lahat ay nakasalalay lamang sa organisasyon ng produksyon. Kapag dumating ang oras at lumamig ang metal, ito ay tinanggal mula sa amag. Sa prinsipyo, ang pamamaraang ito ay perpekto sa mga kaso kung saan kinakailangan ang paghahagis ng metal sa bahay (para sa isang forge, halimbawa). Anumang bagay na mas perpekto sa ilalim ng gayong mga kundisyon ay hindi pa rin makakamit.

Sandblasting o grinding machine ay nag-aalis ng sukat at nakadikit sa paghuhulma ng buhangin mula sa tapos na produkto. Sa pamamagitan ng paraan, ang pamamaraang ito ay aktibong ginamit sa paggawa ng mga tangke sa panahon ng Great Patriotic War. Ito ay kung paano ginawa ang mga cast tower, at ang pagiging simple at paggawa ng prosesong ito ay naging posible upang makabuo ng isang malaking bilang ng mga sasakyang militar na kailangan ng harap. Anong iba pang uri ng metal casting ang umiiral?

Die casting

Ngunit ngayon ay gumagamit na sila ng mas advanced at technologically advanced na mga pamamaraan para sa produksyon ng mga produktong cast. Halimbawa, ang paghahagis ng metal sa isang malamig na amag. Sa prinsipyo, ang pamamaraang ito sa maraming aspeto ay kahawig ng inilarawan sa itaas, dahil sa kasong ito, ginagamit din ang mga hulma sa paghahagis. Sa parehong oras ang mga ito ay metal, na lubos na nagpapadali sa proseso ng malakihang produksyon.

Kaya, ang mga cone at rod ay ipinapasok sa dalawang halves (para sa pagbuhos ng metal at pagbuo ng mga void), atpagkatapos ay mahigpit na ikabit ang mga ito sa isa't isa. Lahat, makakapagtrabaho ka. Ang kakaiba ng pamamaraang ito ay na dito ang tinunaw na metal ay napakabilis na nagpapatigas, mayroong posibilidad ng sapilitang paglamig ng mga hulma, at samakatuwid ang proseso ng paglabas ay mas mabilis. Sa isang amag lang, makakakuha ka ng daan-daan, kung hindi man libu-libo, ng mga casting, habang hindi gumugugol ng maraming oras sa indibidwal na paghahanda ng mga amag at buhangin.

Ilang disadvantage ng pamamaraan

Ang kawalan ng paraan ng paghahagis na ito ay ang katotohanan na ang mga uri lamang ng mga metal na nailalarawan sa pagtaas ng pagkalikido sa tunaw na anyo ang angkop para dito. Halimbawa, ang paghahagis ng presyon lamang ang angkop para sa bakal (tungkol dito sa ibaba), dahil ang materyal na ito ay walang magandang pagkalikido. Sa ilalim ng pagkilos ng naka-compress na hangin, kahit na ang pinaka "ductile" na mga grado ng bakal ay mas mahusay ang kinakailangang hugis. Ang masamang bagay ay ang isang ordinaryong malamig na amag ay hindi makatiis sa gayong matinding kondisyon ng produksyon at mawawasak. Samakatuwid, kailangan mong gumamit ng espesyal na paraan ng produksyon, na tatalakayin natin sa ibaba.

Injection molding

Paano isinasagawa ang die casting - sa ilalim ng presyon - ng mga metal? Napag-isipan na namin ang ilang aspeto sa itaas, ngunit kailangan pa ring ibunyag ang isyung ito nang mas detalyado. Ang lahat ay medyo simple. Una, kailangan ang isang casting mold na gawa sa mga kalidad na grado ng bakal, na maaaring isang multi-stage, kumplikadong panloob na hugis. Pangalawa, kailangan namin ng pumping equipment na may kakayahang maghatid mula pito hanggang pitong daang MP.

Pangunahing bentaheang paraan ng pagtunaw na ito ay isang mataas na produktibidad. Ano pa ang nagbibigay ng injection molding? Sa kasong ito, mas kaunting metal ang ginagamit, at ang kalidad ng ibabaw ng tapos na produkto ay napakahusay. Ang huling pangyayari ay nagpapahiwatig ng pagtanggi sa isang kumplikado at medyo nakakapagod na paglilinis at paggiling na pamamaraan. Anong mga materyales ang pinakamahusay na materyales para sa paraan ng produksyon na ito upang makagawa ng mga natapos na produkto at bahagi?

Ang pinakakaraniwang ginagamit na mga haluang metal ay batay sa aluminyo, zinc, tanso at tin-lead (paghahagis ng mga non-ferrous na metal). Ang kanilang temperatura ng pagkatunaw ay medyo mababa, at samakatuwid ay nakakamit ang isang napakataas na kakayahang makagawa ng buong proseso. Bilang karagdagan, ang hilaw na materyal na ito ay may medyo maliit na sediment sa paglamig. Nangangahulugan ito na posibleng gumawa ng mga bahagi na may napakaliit na tolerance, na lubhang mahalaga sa paggawa ng modernong teknolohiya.

Ang pagiging kumplikado ng pamamaraang ito ay kapag ang mga natapos na produkto ay nahiwalay sa mga amag, maaari silang masira. Bilang karagdagan, ang pamamaraang ito ay angkop lamang para sa paggawa ng mga bahagi na may medyo maliit na kapal ng pader. Ang katotohanan ay ang isang makapal na layer ng metal ay tumigas nang hindi pantay, na magdedetermine sa pagbuo ng mga shell at cavity.

Mga iba't-ibang installation para sa pressure casting

Lahat ng makina na ginagamit sa ganitong paraan ng paghahagis ng mga produktong metal ay nahahati sa dalawang malalaking grupo: na may mainit at malamig na silid ng paghahagis. Ang "mainit" na iba't ay kadalasang magagamit lamang para sa mga haluang metal na batay sa zinc. Sa kasong ito, ang casting chamber mismo ay nahuhulog sa mainit na metal. Nahihirapanhangin o isang espesyal na piston, ito ay dumadaloy sa casting cavity.

Bilang panuntunan, hindi kailangan ng malakas na puwersa ng pag-iniksyon, sapat na ang presyon hanggang 35-70 MPa. Kaya, sa kasong ito, ang mga hulma para sa paghahagis ng metal ay maaaring maging mas simple at mas mura, na may pinaka-kanais-nais na epekto sa pangwakas na halaga ng produkto. Sa malamig na mga hulma sa paghahagis, ang tinunaw na metal ay kailangang "i-drive" nang malalim sa casting chamber sa ilalim ng partikular na mataas na presyon. Kasabay nito, maaari itong umabot sa 700 MPa.

Saan ginagamit ang mga injection molded parts?

Sila ay nasa lahat ng dako. Sa mga telepono, computer, camera at washing machine, kahit saan may mga detalyeng nakuha gamit ang partikular na pamamaraang ito. Ito ay lalo na malawakang ginagamit ng mechanical engineering, kabilang ang mga direktang nauugnay sa aviation at maging sa mga industriya ng kalawakan. Ang masa ng mga bahagi ng cast ay maaaring mag-iba mula sa ilang gramo hanggang 50 kilo (at mas mataas pa). Maaari bang gumamit ng ibang "pagproseso" ng mga metal sa pamamagitan ng paghahagis? Oo, at marami pang paraan.

Nawalang wax casting

Tulad ng sa pinakaunang kaso na aming isinasaalang-alang, mula noong sinaunang panahon ay alam na ng sangkatauhan ang tungkol sa paraan ng pagbuhos ng tinunaw na metal sa isang pre-prepared na modelo na gawa sa paraffin o wax. Ito ay inilalagay lamang sa prasko at ang mga puwang ay puno ng paghuhulma ng buhangin. Tinutunaw ng melt ang wax at perpektong pinupuno ang buong volume ng pangunahing workpiece. Ang pamamaraang ito ay mabuti dahil ang modelo ay hindi kailangang ilabas sa prasko. Bilang karagdagan, posible na makakuha ng mga bahagi ng simpleng perpektong kalidad, ang proseso ng paghahagis na itoang mga metal ay medyo madaling i-automate.

Pag-cast ng shell

Kung ang paghahagis ay medyo simple, at ang lakas ng "espasyo" mula sa tapos na produkto ay hindi kinakailangan, ang paraan ng paghahagis sa mga shell molds ay maaaring gamitin. Ginawa ang mga ito mula pa noong unang panahon, at ang pinong quartz sand at resin ay ginagamit bilang batayan. Ngayon, siyempre, iba't ibang synthetic compound ang ginagamit bilang huli.

Pagkatapos, kukunin ang mga collapsible na metal na modelo, na binubuo ng dalawang halves, at inilalagay sa ibabaw na pinainit sa humigit-kumulang 300 degrees Celsius. Pagkatapos ang halo ng paghubog (mula sa buhangin at tuyong dagta) ay ibinuhos sa parehong lugar upang ganap itong masakop ang ibabaw ng mga modelo ng metal. Sa ilalim ng impluwensya ng init, natutunaw ang dagta, at isang medyo malakas na "prasko" ang lalabas sa kapal ng buhangin.

Sa sandaling lumamig nang kaunti ang lahat, maaaring tanggalin ang mga metal na ingot, at maaaring ipadala ang buhangin sa oven para sa "ihaw". Pagkatapos nito, ang mga sapat na malakas na anyo ay nakuha: sa pamamagitan ng pagkonekta sa kanilang dalawang halves, ang tinunaw na metal ay maaaring ibuhos sa kanila. Ano ang iba pang paraan ng paghahagis ng metal?

Centrifugal casting

Sa kasong ito, ang tunaw ay ibinubuhos sa isang espesyal na anyo, na umiikot sa napakataas na bilis sa isang pahalang o patayong projection. Bilang isang resulta ng pagkilos ng malakas na pantay na inilapat na mga puwersang sentripugal, ang metal ay dumadaloy nang pantay-pantay sa lahat ng mga puwang ng amag, sa gayon ay nakakamit ang isang mataas na kalidad ng tapos na produkto. Ang paraan ng paghahagis na ito ay mainam para sa paggawa ng iba't ibang uri ng mga tubo. Pinapayagan nito ang pagbuo ng isang mas pare-parehong kapalpader, na napakahirap makamit gamit ang mga "static" na pamamaraan.

Electro-slag casting

Mayroon bang anumang mga paraan ng paghahagis ng mga metal na tama na matatawag na moderno? Paghahagis ng electroslag. Sa kasong ito, ang likidong metal ay unang nakuha sa pamamagitan ng pagkilos sa dati nang inihanda na hilaw na materyal na may malakas na electric arc discharges. Ang arc-free na paraan ay maaari ding gamitin, kapag ang bakal ay natunaw mula sa init na naipon ng slag. Ngunit ang huli ay apektado ng malalakas na discharge.

Pagkatapos nito, ang likidong metal, na hindi kailanman nadikit sa hangin sa buong proseso, ay pumapasok sa crystallization chamber, na "kasama" ay isa ring casting mold. Ginagamit ang paraang ito para sa medyo simple at malalaking paghahagis, para sa paggawa kung saan maraming kundisyon ang hindi kailangang sundin.

Vacuum filling

Nalalapat lang sa mga "high-end" na materyales gaya ng ginto, titanium, hindi kinakalawang na asero. Sa kasong ito, ang metal ay natutunaw sa ilalim ng mga kondisyon ng vacuum, at pagkatapos ay mabilis (sa ilalim ng parehong mga kondisyon) ay ipinamamahagi sa mga hulma. Ang pamamaraan ay mabuti dahil kapag ito ay ginamit, ang pagbuo ng mga air cavity at cavities sa produkto ay halos hindi kasama, dahil ang dami ng mga gas na naroroon ay minimal. Mahalagang tandaan na ang bigat ng mga casting sa kasong ito ay hindi maaaring lumampas sa isang daan o dalawang kilo.

Posible bang makakuha ng mas malalaking bahagi?

Oo, umiiral ang ganitong teknolohiya. Ngunit maaari lamang itong gamitin sa mga kaso kung saan ang isang daang tonelada ng bakal ay pinoproseso nang sabay-sabay.at iba pa. Una, ang metal ay natutunaw sa ilalim ng mga kondisyon ng vacuum, at pagkatapos ay ibinubuhos ito hindi sa mga hulma, ngunit sa mga espesyal na sandok ng paghubog, na protektado rin mula sa hangin na pumapasok sa kanilang lukab.

Pagkatapos nito, ang natapos na pagkatunaw ay maaaring ipamahagi sa mga hulma, kung saan ang hangin ay dati ring nabomba palabas gamit ang isang bomba. Ang bakal na nakuha bilang resulta ng naturang teknolohikal na proseso ay medyo mahal. Ginagamit ito para sa forging, pati na rin ang ilang uri ng parehong casting, kapag kinakailangan upang makakuha ng mga blangko at mga bahagi na may pinakamataas na kalidad.

Pag-cast sa mga pattern ng gasified (na-burn out)

Sa mga tuntunin ng kalidad at pagiging simple ng paghahagis, ang pamamaraang ito ay isa sa pinaka kumikita, at samakatuwid ito ay ginagamit nang higit at mas malawak sa modernong industriya. Ang nasabing paghahagis ng metal, ang produksyon na kung saan ay tumataas taun-taon, ay lalong tanyag sa PRC at USA, dahil ang mga pang-industriyang base ng dalawang bansang ito ay nakikilala sa pinakamalaking pangangailangan para sa mataas na kalidad na bakal. Ang bentahe ng pamamaraang ito ay pinapayagan nito ang paggawa ng mga casting nang walang anumang paghihigpit sa timbang at sukat.

Sa maraming paraan, ang pamamaraang ito ay katulad ng mga inilarawan sa itaas: halimbawa, sa kasong ito, ang pangunahing modelo ay hindi ginagamit mula sa wax o plasticine, ngunit mula sa ngayon ay laganap na foam. Dahil ang materyal na ito ay may sariling mga detalye, ang pinaghalong buhangin ng binder ay naka-pack sa prasko sa ilalim ng presyon na humigit-kumulang 50 kPa. Kadalasan, ginagawa ang pamamaraang ito sa mga kaso kung saan kailangang gumawa ng mga bahagi na tumitimbang mula 100 gramo hanggang dalawang tonelada.

Gayunpaman, nasabi na namin na ang ilang mahigpit na paghihigpit samga detalye ng sukat no. Kaya, gamit ang paraan ng paghahagis, kahit na ang mga bahagi para sa mga makina ng barko ay maaaring gawin, na hindi kailanman naging "katamtaman" sa laki. Para sa bawat toneladang metal na hilaw na materyales, ang sumusunod na dami ng karagdagang materyales ay natupok:

• Sand quartz fine - 50 kg.
• Espesyal na non-stick coating - 25 kg.
• Granulated polystyrene foam - 6 kg.
• Dense polyethylene film - 10 sq. m.

Lahat ng molding sand ay purong quartz sand na walang anumang karagdagang additives at additives. Ito ay maaaring humigit-kumulang 95-97% na magagamit muli, na lubos na nagpapabuti sa ekonomiya at nakakabawas sa gastos ng proseso.

Kaya, ang paghahagis ng metal (ang physics ng proseso ay bahagyang isinasaalang-alang namin) ay isang "multifaceted" phenomenon, dahil ngayon ay maraming mga bagong pamamaraan. Kasabay nito, ang modernong industriya ay nag-aaplay ng mga pamamaraan na ginagamit nang ilang libong taon na ang nakalipas, medyo iniangkop ang mga ito sa kasalukuyang mga katotohanan.