什么是沙子铸造中的核心?

1. 介绍

沙子铸造中的核心用作内部建筑师，这些内部建筑师塑造了金属零件的隐藏特征 - 内部空腔, 底切, 和流体通道 - 单模无法单独实现.

历史上, 工匠将简单的木材或粘土插入模具中，直到古罗马;

今天, 铸造厂采用先进的沙核技术来产生复杂的几何形状,

例如发动机冷却液夹克, 液压歧管通道, 和涡轮刀片冷却电路, 不可能进行成本效益.

在现代行动中, 核心占总霉菌量的25–35％, 反映其在解锁设计复杂性和降低下游加工方面的关键作用.

2. 什么是核心?

在 沙子铸造, 一个 核 是一个精确的形状, 放置在霉菌腔内的基于砂的插入物创建 内部空隙, 例如段落, 底切, 或空心部分, 单独的模具不能形成.

而模具定义了铸件 外部的 几何学, 核心确定其 内部的 特征.

核心与. 模具

而 模具 定义演员的外部形状, 这 核 创建内部功能:

• 模具: 空心腔是通过在图案的外部包装沙子形成的.
• 核: 倒入模具内的沙子组件，然后倒入封闭金属流动, 产生空隙一次.

芯必须与模具无缝集成, 抵抗熔融金属压力 (到 0.6 MPA 在铝制铸件中) 稍后干净地破裂以进行震动.

3. 沙子铸造中的核心类型

沙子铸造中的核心有几种设计, 每个量身定制以创建特定的内部功能 - 从简单的孔到复杂的冷却通道.

选择正确的核心类型余额 物质使用, 精确, 力量, 和 清洁 要求.

实心核心

固体是最基本的类型, 在铸件中形成简单的空心特征的理想选择.

它们通常是由均匀的沙子混合物制成的.

由于它们的几何形状, 它们具有成本效益，易于生产, 使它们适用于管道部分等组件, 阀门, 或具有直通腔的机械块.

• 优势: 简单的制造, 基本形状的低成本.
• 限制: 高材料使用; 由于缺乏可折叠性，很难从深腔或狭窄的腔中删除.

壳芯

壳芯是通过将树脂涂层的沙子与加热的金属芯盒沉积的精确工程芯, 创建一个刚性, 薄壁壳具有高维精度.

这种方法提供了出色的表面表面和强度, 使外壳核心非常适合高性能应用.

• 常用用途: 汽车发动机块, 气缸盖, 以及需要复杂的冷却或润滑通道的零件.
• 关键好处: 紧张的公差 (±0.1 mm), 光滑的表面饰面, 并减少材料消耗.

树脂键入的核心

用于 无烤 和 冷盒 核心制造过程, 树脂键的核心提供高强度和尺寸一致性.

在No-Bake方法中, 化学催化剂在室温下治愈沙质混合物, 冷盒方法使用气体 (通常是胺蒸气) 在几分钟内硬化树脂.

• 优势: 快速周期时间, 出色的机械强度, 适合大批量生产.
• 行业: 汽车, 重型机械, 泵和阀门.

co₂核心 (硅酸钠岩心)

通过与硅酸钠混合沙子并通过注入二氧化碳气体来制成岩心。. 这个过程迅速设定了核心, 启用快速周转时间.

• 优势: 快速生产, 强烈的初始硬度.
• 考虑因素: 难以收回; 核心可能易碎，容易吸收水分.
• 典型用途: 短期或紧急工作需要快速核心可用性.

可折叠的核心

设计用于在固化期间或之后瓦解或削弱, 可折叠的核心简化了去除并降低了铸造损坏的风险.

沙子铸造中的这些内核通常包括可燃或热敏感的添加剂，这些添加剂在铸造的冷却阶段分解.

• 申请: 大型或复杂的铸件, 内部功能狭窄 - 诸如海洋发动机或结构外壳.
• 好处: 减轻固化期间的压力, 防止内部破裂, 并放松核心淘汰赛.

chach辅助核心

对于重或不支持的核心几何形状, 金属夹在模具填充过程中用于维持核心位置.

chape是核心和霉菌壁之间的垫片，旨在与铸件融合而不损害冶金完整性.

• 用例: 大型工业铸件, 例如涡轮机或发动机框架, 核心变化否则会导致维度不准确.
• 优势: 防止金属压力下的运动; 保持内部精度.

4. 核心粘合剂和固化方法

5. 核心特性和绩效标准

沙子铸件中的核心必须满足苛刻的组合 机械的, 热的, 和 尺寸 产生无缺陷铸件的要求.

以下, 我们探索铸造厂监视的五个关键属性以及它们的典型目标值，以确保核心性能.

力量

核心需要足够的完整性来抵抗熔融的压力，但在摇晃过程中干净地分解.

• 绿色力量 (在干燥之前)

• • 典型范围: 0.2–0.4 MPA (30–60 psi)
  • 重要性: 确保核心在处理和模具组件的情况下存活而不会失真.

• 干强度 (粘合剂治疗后)

• • 典型范围: 2–6 MPA (300–900 psi) 用于树脂键的核心
  • 重要性: 必须承受静静力负荷 1.5 MPA钢铁铸件.

• 热力 (在700–1,200°C)

• • 保留: ≥ 50% 在铸造温度下的干强度
  • 重要性: 直接与熔融金属接触时，可以防止核心变形或侵蚀.

渗透性

浇注期间产生的气体 (蒸汽, Co₂) 必须逃脱而不形成孔隙率.

• 渗透率数 (PN)

• • 绿色核心: 150–350 PN
  • 壳 & 树脂内核: 100–250 pn

• 太低 (< 100): 捕获气体, 导致吹孔.
• 太高 (> 400): 降低核心强度, 冒侵蚀的风险.

可折叠性

核心的受控崩溃可以减轻摇动并容纳金属收缩.

• 可折叠度度量: 0.5–2.0毫米在标准负载下变形
• 机制:

• • 绿色核心: 依靠水分和粘土结构变形.
  • 树脂内核: 使用逃犯添加剂 (煤尘) 或薄层.

• 益处: 减少内部压力 - 深腔中的热眼泪.

维度的准确性

内部功能的精度决定了播后机加工津贴.

热稳定性

芯必须在熔融金属的快速热通量下保持完整性.

• 热膨胀系数: 2.5–4.5×10⁻⁶/k (核心沙与. 金属)
• 磨性:

• • 基于二氧化硅的核心: 到 1,200 °C
  • 锆石或铬铁矿增强核心: > 1,700 °C

• 重要性: 最大程度地减少因热膨胀而引起的核心转移.

6. 核心如何持有到位?

确保核心保持精确的位置，整个倒入和凝固至关重要: 即使是轻微的转变也会扭曲内部通道或导致金属侵入核心腔.

铸造厂依靠 机械注册, 金属支撑, 和 粘结辅助工具 牢固地将核心锁在模具中.

机械注册，核心印刷品

每个模式都包括伸出的“核心打印”，这些“核心印刷”在COPE中创建匹配的凹槽并拖动. 这些印刷品:

• 找到核心 在所有三个轴上, 防止横向或垂直运动
• 转移负载 通过承受核心的重量和熔融压力 (到 1.5 MPA在钢中)
• 标准维度 通常将5–15毫米延伸到模具墙, 加工到± 0.2 MM可靠座位

通过关闭模具, 核心打印座椅进入口袋, 提供可重复的, 干扰拟合不需要其他硬件.

金属支撑: chap和袖子

当静液压力威胁要漂浮或侵蚀岩心, 铸造厂部署金属支撑:

• 水桶 是小型金属支柱 - 通常与铸件相同的合金盖章 - 定期间隔 (每50-100毫米).
  他们弥合了核心和霉菌墙之间的缝隙, 同时承担核心压力和金属压力.
• 袖子 由薄壁的金属管组成，这些金属管滑过脆弱的核心部分, 屏蔽高速金属撞击的沙子，并加强核心的结构.

固化后, 夹夹保持嵌入式并通过加工去除，要么以最小的夹杂物去除; 袖子通常用沙子提取.

粘结辅助工具: 粘合剂和粘土密封

对于轻巧或精确的核心, 仅机械支撑可能不足. 在这些情况下:

• 粘合剂 - 硅酸钠或专有树脂胶的小点 - 确定核心脚到模具表面, 提供初始的绿色强度而不阻碍渗透性.
• 粘土滑封 - 在核心印刷品周围施加的膨润土浆料的薄涂层 - 增强摩擦并密封任何微观间隙, 在关闭期间防止细沙迁移到腔内.

两种方法都需要最小的材料，但在霉菌处理和金属填充期间大大减少了核心“浮动”.

7. 核心组装和模具整合

将核心无缝整合到模具中是至关重要的, 核心移动, 或金属穿透.

核心位置技术

手动放置

• 对准别针 & 定位器: 在阻力和应对半部使用精密的销钉将芯引导到位.
• 触觉确认: 操作员应该在其印刷品上感受到核心的“座位”, 然后轻拍以确保全面参与.

自动处理

• 机器人抓手: 配备真空或机械手指, 机器人选择, 东方, 并将核心组件放在± 0.1 MM精度.
• 可编程序列: 集成视觉系统以验证定向和检测外来对象.

霉菌准备

在关闭COPE之前拖拉, 确认模具已准备好接受核心和熔融金属:

• 排气检查: 确保所有核心通风口 (Ø0.5–1毫米) 霉菌通风口没有沙子积聚，可以促进气体逃生.
• 反填充 & 包装: 通过用松散的沙子或使用豌豆盖的壳芯来支持外部核心表面, 防止金属压力下的核心变形.
• 分开清除: 验证没有沙子桥或碎屑占据分开线, 可能会改变核心打印或导致不匹配.

核心结合和密封

• 粘合剂DAB应用: 对于小或薄的核心, 在核心印刷接口处的硅酸盐或专有粘土粘合剂，以防止模具关闭期间核心“浮动”.
• 粘土滑片: 在绿色的模具中, 刷一层稀薄的膨润土浆液; 这会封闭缝隙并增加摩擦电阻.

最终组装检查

倒入之前, 执行系统检查以确认核心完整性和模具对齐:

• 去/no -go仪表: 在核心打印上进行滑动仪，以验证正确的座位深度.
• 照明视觉检查: 将倾斜的光闪到霉菌腔，以突出显示未对准的核心, 宽松的cha子, 或差距.
• 动态振动测试: 轻轻振动模具组件; 正确固定的核心将保持不动, 而松散的核心露出自己.

8. 共同的核心相关缺陷 & 补救措施

9. 核心沙的填海和可持续性

• 身体填海 (绿色): 磨损擦洗和筛查恢复70-80 % 处女质量.
• 热开垦 (树脂内核): 600–800°C燃烧粘合剂; 产量60–70 % 可重复使用的沙子.
• 混合策略: 混合20–30 % 处女带回以保持性能，同时减少垃圾填埋场 60%.

10. 申请和案例研究

1. 汽车发动机块: 在水夹克中可折叠的核心可实现± 0.5 毫米结束 1.5 m跨度, 减少加工时间 25%.
2. 液压歧管: 冷盒树脂芯消除了 70 % 相交通道中的气体缺陷, 提高产量.
3. 涡轮冷却通道: 3与环氧粘合剂整合的D纹状砂芯产生± 0.1 MM准确性并缩短了交货时间 8 几周 2 几周.

11. 结论

芯形成 隐藏的基础架构 复杂的沙播组件, 启用复杂的内部功能，以驱动汽车的性能, 航天, 和工业部门.

通过选择适当的沙子类型, 粘合剂, 和组装方法，以及严格控制核心特性和填海的方法，造成了高精度, 无缺陷铸件.

展望未来, 加性核心制造, 环保粘合剂, 和实时的物业监控承诺可以推进核心技术, 支持越来越复杂的设计.

 

常见问题解答

什么是沙子铸造中的核心?

一个 核 是由沙子和粘合剂制成的特殊形状的插入物, 放置在霉菌腔内以创建内部空隙, 底切, 或铸件中复杂的内部几何形状.

核心使空心部件（如管道）能够生产, 发动机块, 和阀体.

核心与模具有何不同?

而 模具 形成铸件的外部形状, 这 核 创建内部功能.

霉菌通常更大，并定义外部轮廓, 而岩心被放置在霉菌腔内以形成腔, 孔, 和通道.

什么材料用于制造核心?

大多数芯是由 高纯二氧化硅砂 结合一个 活页夹系统,

例如膨润土粘土 (对于绿沙), 热固性树脂 (用于外壳或冷盒芯), 或硅酸钠 (用于co₂核心).

添加剂可用于增强力量, 渗透性, 或可折叠.