Jakie są rdzenie w odlewie piasku?

1. Wstęp

Rdzenie w odlewie piasku służą jako architekci wewnętrzni, którzy kształtują ukryte cechy metalowych części - wnęki na, podcięcia, i fragmenty płynów - że jedna pleśń nie może osiągnąć samotnie.

Historycznie, Craftsmen wstawili proste wtyczki drewna lub gliniastego do formy aż do starożytnego Rzymu;

Dzisiaj, Odlewnie wykorzystują zaawansowane technologie piasku do wytwarzania skomplikowanych geometrii,

takie jak kurtki chłodzące silnik, Hydrauliczne kanały kolektora, i obwody chłodzenia ostrzy turbiny, niemożliwe do wyżywienia opłacalnie.

W nowoczesnych operacjach, Rdzenie stanowią 25–35% całkowitej objętości pleśni, odzwierciedlając ich kluczową rolę w odblokowaniu złożoności projektowania i zmniejszaniu obróbki w dalszej części.

2. Co to jest rdzeń?

W odlewanie piasku, A rdzeń jest precyzyjnie ukształtowany, wkładka oparta na piasku umieszczona wewnątrz wnęki formy do tworzenia Wewnętrzne pustki, takie jak fragmenty, podcięcia, lub puste sekcje, że sama forma nie może się utworzyć.

Podczas gdy pleśń definiuje odlew zewnętrzny geometria, rdzenie określają to wewnętrzny cechy.

Rdzeń vs. Pleśń

Podczas pleśń definiuje zewnętrzny kształt odlewu, the rdzeń Tworzy funkcje wewnętrzne:

• Pleśń: Pusta wnęka utworzona przez pakowanie piasku wokół zewnętrznej części wzoru.
• Rdzeń: Zespół piasku umieszczony wewnątrz formy przed wylaniem w celu blokowania metalowego przepływu, wytwarzanie pustek po usunięciu.

Rdzenie muszą bezproblemowo zintegrować się z pleśnią, odporne na stopione ciśnienia metalu (aż do 0.6 MPa W aluminiowym castingu) Później szczelinowanie czysto w celu wstrząsu.

3. Rodzaje rdzeni w odlewie piasku

Rdzenie w odlewie piasku są w kilku projektach, każdy dostosowany do tworzenia określonych cech wewnętrznych - od prostych otworów po skomplikowane fragmenty chłodzące.

Wybieranie sald prawnego typu rdzenia użycie materiału, precyzja, wytrzymałość, I Czysto wymagania.

Solidne rdzenie

Solidne rdzenie to najbardziej podstawowy typ, Idealny do tworzenia prostych pustych funkcji w odlewach.

Zazwyczaj są wykonane z jednorodnej mieszanki piasku i paleniska zagęszczonego na rdzeniowe pudełka.

Ze względu na ich nieskomplikowaną geometrię, są opłacalne i łatwe do wyprodukowania, sprawiając, że są odpowiednie dla komponentów takich jak sekcje rur, Obudowy zastawowe, lub mechaniczne bloki z prostymi wnękami.

• Zalety: Prosta produkcja, niski koszt podstawowych kształtów.
• Ograniczenia: Wysokie użycie materiału; trudne usunięcie z głębokich lub wąskich wnęk z powodu braku zapadalności.

Rdzenie skorupy

Rdzenie skorupowe to rdzenie z inżynierami precyzyjnymi utworzonymi przez osadzanie piasku powlekanego żywicą na podgrzewanych metalowych pudełkach rdzenia, tworzenie sztywnego, cienkościenna skorupa o wysokiej dokładności wymiarowej.

Ta metoda zapewnia doskonałe wykończenie powierzchni i wytrzymałość, sprawiając, że rdzenie skorupowe są idealne do zastosowań o wysokiej wydajności.

• Typowe zastosowania: Bloki silnika samochodowego, głowice cylindrów, oraz części wymagające skomplikowanych kanałów chłodzenia lub smarowania.
• Kluczowe korzyści: Wąskie tolerancje (± 0,1 mm), gładkie wykończenie powierzchni, i zmniejszone zużycie materiału.

Rdzenie związane z żywicą

Używany w bez pieczenia I Zimna skrzynka Procesy rodowe, rdzenie związane z żywicą zapewniają wysoką wytrzymałość i spójność wymiarową.

W metodzie bez pieczenia, Katalizatory chemiczne wyleczają mieszankę risów piasku w temperaturze pokojowej, podczas gdy metoda zimnego pudełka używa gazu (Zazwyczaj opary aminowe) Aby stwardnieć żywicę w ciągu kilku minut.

• Zalety: Szybkie czasy cyklu, Doskonała siła mechaniczna, odpowiedni do produkcji o dużej objętości.
• Przemysły: Automobilowy, ciężkie maszyny, odlew pompy i zaworów.

CO₂ Rdzenie (Rdzenie krzemianowe sodu)

Rdzenie Co₂ wykonuje się przez zmieszanie piasku z krzemianem sodu i utwardzając mieszaninę poprzez wstrzyknięcie gazu dwutlenku węgla. Proces ten szybko ustawia rdzeń, umożliwiając szybkie czasy zwrotne.

• Mocne strony: Szybka produkcja, Silna początkowa twardość.
• Rozważania: Trudne do odzyskania; rdzenie mogą być kruche i podatne na wchłanianie wilgoci.
• Typowe zastosowania: Krótkie lub pilne zadania wymagające szybkiej dostępności podstawowej.

Składane rdzenie

Zaprojektowany do rozpadu lub osłabienia podczas lub po zestaleniu, Zamienne rdzenie upraszczają usunięcie i zmniejszają ryzyko uszkodzenia odlewu.

Te rdzenie w odlewie piasku często obejmują dodatki do paliwach lub wrażliwych termicznie, które rozkładają się podczas fazy chłodzenia odlewu.

• Aplikacje: Duże lub złożone odlewy z głębokimi, Wąskie cechy wewnętrzne - takie jak silniki morskie lub obudowy strukturalne.
• Korzyści: Zmniejsz stres podczas zestalania, Zapobiegaj wewnętrznym pękaniu, i ułatwia nokaut.

Rdzenie wspomagane przez powomi

Dla ciężkich lub nieobsługiwanych geometrii rdzenia, Kapiszki metalowe służą do utrzymania pozycji rdzenia podczas napełniania pleśni.

Kapiszki działają jako przekładki między ścianą rdzenia i pleśni i zostały zaprojektowane tak, aby łączyć się z odlewem bez uszczerbku dla integralności metalurgicznej.

• Przypadki użycia: Duże odlewy przemysłowe, takie jak obudowy turbiny lub ramki silnika, gdzie przesunięcie rdzeniowe spowodowałoby nieścisłości wymiarowe.
• Zalety: Zapobiega ruchowi pod ciśnieniem metalu; utrzymuje wewnętrzną precyzję.

4. Podstawowe spoiwa i metody utwardzania

5. Podstawowe właściwości i kryteria wydajności

Rdzenie w odlewie piasku muszą zaspokoić wymagającą kombinację mechaniczny, termiczny, I wymiarowy Wymagania dotyczące wytworzenia odlewów bez wady.

Poniżej, Badamy pięć kluczowych właściwości - i ich typowe wartości docelowe - które odlewnie monitorują, aby zapewnić podstawową wydajność.

Wytrzymałość

Rdzenie potrzebują wystarczającej integralności, aby odporić na molne ciśnienia metalowe, ale rozpadają się czysto podczas wstrząsu.

• Zielona siła (Przed suchym lekarstwem)

• • Typowy zakres: 0.2–0,4 MPa (30–60 psi)
  • Znaczenie: Zapewnia, że ​​rdzenie przetrwa i montaż pleśni bez zniekształceń.

• Sucha siła (po leczeniu spoiwa)

• • Typowy zakres: 2–6 MPa (300–900 psi) do rdzeniowych rdzeni
  • Znaczenie: Musi wytrzymać ładunki hydrostatyczne 1.5 MPA w odlewakach stalowych.

• Gorąca siła (w 700–1200 ° C.)

• • Zatrzymanie: ≥ 50% o wytrzymałości suchej w temperaturze odlewu
  • Znaczenie: Zapobiega deformacji rdzenia lub erozji w bezpośrednim kontakcie ze stopionym metalem.

Przepuszczalność

Gaz wytwarzany podczas nalewania (para, Co₂) musi uciec bez tworzenia porowatości.

• Numer przepuszczalności (Pn)

• • Zielone rdzenie: 150–350 pn
  • Powłoka & Rdzenie żywicy: 100–250 pn

• Zbyt niski (< 100): Gazy pułapki, prowadząc do dziur.
• Za wysoko (> 400): Zmniejsza siłę rdzenia, Ryzykowanie erozji.

Zamożność

Kontrolowane upadek rdzenia ułatwia wstrząs i pomieści metalowy kurczenie się.

• Wskaźnik składania się: 0.5–2,0 mm deformacja przy standardowym obciążeniu
• Mechanizmy:

• • Zielone rdzenie: Polegać na deformacji wilgoci i gliny.
  • Rdzenie żywicy: Użyj dodatków zbiegających (Pył węglowy) lub słabe warstwy.

• Korzyść: Zmniejsza stres wewnętrzny - zapobiegając gorącym łzom w głębokich wnękach.

Dokładność wymiarowa

Precyzja funkcji wewnętrznych dyktuje dodatki do obróbki po obserwacji.

Stabilność termiczna

Rdzenie muszą zachować integralność w szybkim strumieniu ciepła ze stopionego metalu.

• Współczynnik rozszerzalności cieplnej: 2.5–4,5 × 10⁻⁶/k (Core Sand vs.. metal)
• Krnąbrność:

• • Rdzenie z krzemionki: aż do 1,200 °C
  • Rdzenie wzmocnione cyrkonem lub chromitem: > 1,700 °C

• Znaczenie: Minimalizuje zmianę rdzenia spowodowane nierównomiernym rozszerzeniem termicznym.

6. Jak utrzymywane są rdzenie?

Zapewnienie, że rdzenie pozostają dokładnie ustawione podczas nalewania, a zestalenie jest krytyczne: Nawet niewielka zmiana może zniekształcić wewnętrzne fragmenty lub spowodować, że metal atakuje wnękę rdzeniową.

Odlewnie polegają na kombinacji Rejestracja mechaniczna, Wsporniki metalowe, I AIDS wiązania Aby bezpiecznie zablokować rdzenie w formie.

Rejestracja mechaniczna z podstawowymi wydrukami

Każdy wzór obejmuje wystające „podstawowe wydruki”, które tworzą pasujące wgłębienia w Cope i Drag. Te odbitki:

• Znajdź rdzeń we wszystkich trzech osiach, zapobieganie ruchom bocznym lub pionowym
• Obciążenia przenoszące nosząc wagę rdzenia i ciśnienie stopionego metalowego (aż do 1.5 MPA w stali)
• Standardowe wymiary zazwyczaj rozciągaj 5–15 mm do ściany formy, obrabiane do ± 0.2 MM dla niezawodnych miejsc siedzących

Zamykając formę, podstawowe siedzenia w kieszeni, dostarczanie powtarzalnego, Zatrzymanie zakłóceń, które nie wymagają dodatkowego sprzętu.

Wsporniki metalowe: Kaplet i rękawy

Kiedy siły hydrostatyczne grożą unoszeniem się lub erozji rdzeni, Odlewnie wdrażania metalowych obsługi:

• Wiadra to małe metalowe filary - często wytłoczone z tego samego stopu co odlew - umieszczony w regularnych odstępach czasu (co 50–100 mm).
  Wypełniają lukę między rdzeniem i ścianą pleśniową, niosąc zarówno masę rdzenia, jak i ciśnienia metalowe.
• Rękawy składają się z cienkich metalowych rur, które przesuwają się na wrażliwe sekcje rdzenia, Chłod piasek przed uderzeniem metalu o wysokiej prędkości i wzmacnianiu struktury rdzenia.

Po zestaleniu, Kapiszki pozostają osadzone i są usuwane przez obróbkę lub pozostawione jako minimalne wtrącenia; Rękawy są zwykle ekstrahowane z piaskiem.

AIDS wiązania: Kleje i gliniane foki

Dla lekkich lub precyzyjnych rdzeni, Same wsparcie mechaniczne mogą okazać się niewystarczające. W tych przypadkach:

• Kleje kleju—Sabryczne kropki krzemianu sodu lub zastrzeżonego kleju żywicy - odnaczące stopy rdzenia na powierzchni formy, Oferowanie początkowej zielonej siły bez utrudniania przepuszczalności.
• Pieczęci poślizgu gliny- Cienka powłoka zawiesiny bentonitowej nakładana wokół nadruków rdzenia - tarcia i uszczelniają wszelkie szczeliny mikroskopowe, zapobieganie migrowaniu drobnego piasku do wnęki podczas zamykania.

Obie metody wymagają minimalnego materiału, ale radykalnie zmniejszają rdzeń „pływak” podczas obsługi pleśni i wypełnienia metalowego.

7. Montaż podstawowy i integracja pleśni

Bezproblemowa integracja rdzeni do formy jest kluczowa dla osiągnięcia dokładnych geometrii wewnętrznych i unikania wad, takich jak błędne umorzenie, Zmiana rdzenia, lub penetracja metalu.

Techniki umieszczania rdzenia

Ręczne umiejscowienie

• Pinsy wyrównujące & Lokalizatory: Użyj precyzyjnych pinów na połówki oporu i cope, aby poprowadzić rdzenie na pozycję.
• Potwierdzenie dotykowe: Operatorzy powinni poczuć podstawowe „miejsce” na jego wydrukach, Następnie delikatnie dotknij, aby zapewnić pełne zaangażowanie.

Zautomatyzowana obsługa

• Robotyczne chwytaki: Wyposażone w próżniowe lub mechaniczne palce, roboty wybiera, Orient, i umieść podstawowe zespoły z ± 0.1 Dokładność MM.
• Programowalne sekwencje: Zintegruj systemy wizji w celu weryfikacji orientacji i wykrywania obcych obiektów przed umieszczeniem.

Gotowość do pleśni

Przed zamknięciem radzenia, Potwierdź, że forma jest w pełni przygotowana do zaakceptowania zarówno rdzenia, jak i stopionego metalu:

• Inspekcja wentylacyjna: Upewnij się wszystkie podstawowe otwory wentylacyjne (Ø 0,5–1 mm) a otwory wentylacyjne są wolne od gromadzenia się piasku, aby ułatwić ucieczkę gazu.
• Fillowanie wsteczne & Uszczelka: Obsługuj zewnętrzne powierzchnie rdzeniowe poprzez wycofanie się z luźnym piaskiem lub za pomocą podkładu grochu dla rdzeni skorupy, zapobieganie deformacji rdzenia pod ciśnieniem metalu.
• Prześwig linii rozstania: Sprawdź, czy żadne mosty piasku ani zanieczyszczenia nie zajmują linii rozstań, które mogą przesuwać podstawowe wydruki lub spowodować niedopasowania.

Wiązanie i uszczelnienie rdzenia

• Klejenie zastosowanie DAB: Dla małych lub cienkich rdzeni, Zastosowanie kremu sodowego lub zastrzeżonego kleju gliny w interfejsach rdzeniowych, aby zapobiec „pływaniu” rdzenia podczas zamykania pleśni.
• Gliniane filety poślizgowe: W zielonych formach, Posmaruj cienką warstwę gniewu bentonitu wokół szwów rdzenia; To uszczelnia luki i dodaje oporu tarcia.

Ostateczne kontrole montażu

Przed nalewaniem, Przeprowadź systematyczną kontrolę, aby potwierdzić integralność rdzenia i wyrównanie pleśni:

• GO/NO -GO MIEDSKI: Wskaźniki poślizgu nad odciskami rdzeniowymi w celu zweryfikowania prawidłowej głębokości siedzenia.
• Inspekcja wizualna z oświetleniem: Świeć pola pod kątem w wnęce formy, aby podkreślić źle wyrównane rdzenie, luźne kapitel, lub luki.
• Dynamiczny test wibracji: Lekko wibruj zespół pleśni; odpowiednio zabezpieczone rdzenie pozostaną nieruchome, podczas gdy luźne rdzenie ujawniają się.

8. Wady powszechne związane z rdzeniem & Środki zaradcze

9. Rekultywacja i zrównoważony rozwój podstawowego piasku

• Reklamacja fizyczna (Zielone): Szorowanie i badanie ścierania odzyskują 70–80 % Dziewicza jakość.
• Reklamacja termiczna (Rdzenie żywicy): 600–800 ° C spala wiążki; daje 60–70 % piasek wielokrotnego użytku.
• Strategia mieszania: Mieszaj 20–30 % Dziewica z odzyskaną, aby utrzymać wydajność, jednocześnie zmniejszając składowiska 60%.

10. Zastosowania i studia przypadków

1. Bloki silnika samochodowego: Składane rdzenie w osiągniętych kurtkach wodnych ± 0.5 MM 1.5 M Span, Zmniejszenie czasu obróbki 25%.
2. Kolektory hydrauliczne: Zimno -box rdzenie żywicy wyeliminowane 70 % wad gazowych w przecinających się kanałach, poprawa wydajności.
3. Kanały chłodzenia turbiny: 3Rowe rdzenie piasku z zintegrowanym z wytworzonym wiązaniem epoksydowym ± 0.1 Dokładność MM i odcinaj czas realizacji 8 tygodnie do 2 tygodnie.

11. Wniosek

Rdzenie tworzą Ukryta infrastruktura złożonych komponentów z piasku, Włączanie skomplikowanych funkcji wewnętrznych, które napędzają wydajność motoryzacyjną, lotniczy, i sektory przemysłowe.

Wybierając odpowiednie typy piasku, spoiwa, i metody montażu - i poprzez rygorystyczne kontrolowanie podstawowych właściwości i rekultywacji - Foundries osiągają wysoką postanowienie, Odlewy wolne od wad.

Patrząc w przyszłość, Wykonanie rdzenia addytywnego, przyjazne ekologiczne segregatory, oraz obietnica monitorowania nieruchomości w czasie rzeczywistym, aby rozwinąć podstawową technologię, Wspieranie coraz bardziej wyrafinowanych projektów.

 

Często zadawane pytania

Jakie są rdzenie w odlewie piasku?

A rdzeń jest specjalnie ukształtowaną wkładką wykonaną z piasku i segregatorów, umieszczone wewnątrz wnęki formy, aby tworzyć wewnętrzne puste przestrzenie, podcięcia, lub złożone geometrie wewnętrzne w odlewie.

Rdzenie umożliwiają produkcję pustych komponentów, takich jak rury, bloki silnika, i ciała zaworów.

Czym różni się rdzeń od formy?

Podczas pleśń tworzy zewnętrzny kształt odlewu, the rdzeń tworzy cechy wewnętrzne.

Formy są na ogół większe i definiują kontury zewnętrzne, podczas gdy rdzenie są umieszczane wewnątrz wnęki pleśni, tworząc wnęki, dziury, i przejścia.

Jakie materiały są używane do rdzenia rdzeni?

Większość rdzeni jest wykonana z Piasek krzemionkowy o wysokiej czystości w połączeniu z System spoiwa,

takie jak glina bentonitowa (dla zielonego piasku), żywice termosetowe (do rdzeni skorupy lub zimnej skrzynki), lub krzemian sodu (dla rdzeni Co₂).

Dodatki można wykorzystać do zwiększenia siły, przepuszczalność, lub zamieszanie.