Metallstøpeprosess

Støping er en av de tidligste metallformingsmetodene som er kjent for mennesker.Det betyr vanligvis å helle smeltet metall i en ildfast form med et hulrom av formen som skal lages, og la det stivne.Nårstørknet, tas den ønskede metallgjenstanden ut av den ildfaste formen enten ved å bryte formen eller ved å ta formen fra hverandre.Den størknede gjenstanden kalles støping.Denne prosessen kalles også grunnlegging, og den moderne fabrikken som fokuserer på støping av metalldeler kallesstøperi.

1. Historien om støpeprosessen
Støpeprosessen ble sannsynligvis oppdaget rundt ca 3500 f.Kr. i Mesopotamia.I mange deler av verden i den perioden ble kobberøkser og andre flate gjenstander slått ut i åpne former laget av stein eller baktleire.Disse formene var i hovedsak i ett stykke.Men i senere perioder, da det var nødvendig å lage runde gjenstander, ble slike former delt i to eller flere deler for å lette tilbaketrekkingen av de runde gjenstandeneBronsealderen (ca 2000 f.Kr.) brakte langt mer raffinement inn i støpeprosessen.For første gang ble det kanskje oppfunnet en kjerne for å lage hule lommer i gjenstandene.Disse kjernene var laget av bakt leire.Dessuten ble prosessen med cire perdue eller tapt voks mye brukt til å lage ornamenter og fint arbeid.

Støpeteknologien har blitt kraftig forbedret av kineserne fra rundt 1500 f.Kr.Før det er det ingen bevis for noen casting-aktivitet funnet i Kina.De ser ikke ut til å ha vært storekjent med cire perdue-prosessen og brukte den heller ikke mye, men spesialiserte seg i stedet på former i flere deler for å lage svært intrikate jobber.De brukte mye tid på å perfeksjonere formen til siste detalj så det knapteventuelt etterarbeid var nødvendig på støpingen laget av formene.De laget sannsynligvis stykkeformer som inneholdt nøye tilpassede stykker, nummer tretti eller mer.Faktisk har mange slike muggsopp blitt avdekketunder arkeologiske utgravninger i ulike deler av Kina.

Indus Valley Civilization er også kjent for sin omfattende bruk av støping av kobber og bronse til ornamenter, våpen, verktøy og redskaper.Men det var ikke mye forbedring i teknologien.Fra various gjenstander og figurer som ble gravd ut fra Indus-dalen, ser de ut til å ha vært kjent med alle de kjente støpemetodene som åpen mugg, stykke mugg og cire perdue-prosessen.

Selv om India kunne bli kreditert med oppfinnelsen av smeltedigelstål, var det ikke mye av jerngrunnlegging som var tydelig i India.Det er bevis på at jerngrunnleggelse hadde startet rundt 1000 f.Kr. i Syria og Persia.Det visesatjernstøpingteknologi i India har vært i bruk fra invasjonen av Alexander den store, rundt 300 f.Kr.

Den berømte jernsøylen som for tiden ligger nær Qutb-minaren i Delhi er et eksempel på de metallurgiske ferdighetene til gamle indianere.Den er 7,2 m lang og er laget av rent formbart jern.Dette antas å være avperioden av Chandragupta II (375-413 e.Kr.) av Gupta-dynastiet.Rusthastigheten til denne søylen, som står ute i friluft, er praktisk talt null, og til og med den nedgravde delen ruster ekstremt sakte.Dettemå først ha blitt støpt og deretter hamret til den endelige formen.

2. Fordeler og begrensninger
Støpeprosessen er mye brukt i produksjon på grunn av dens mange fordeler.Smeltet materiale flyter inn i en hvilken som helst liten seksjon i formhulen og som sådan, enhver intrikat form – interneller ekstern – kan lages med støpeprosessen.Det er mulig å støpe praktisk talt ethvert materiale, enten det er jernholdig eller ikke-jernholdig.Videre er de nødvendige verktøyene som kreves for å støpe former veldig enkle ogrimelig.Som et resultat, for prøveproduksjon eller produksjon av et lite parti, er det en ideell metode.Det er mulig i støpeprosessen å plassere mengden materiale der det er nøyaktig nødvendig.Som et resultatvektreduksjon i design kan oppnås.Castingsavkjøles generelt jevnt fra alle sider, og derfor forventes de ikke å ha noen retningsbestemte egenskaper.Det er visse metaller og legeringersom kun kan bearbeides ved støping og ikke ved noen annen prosess som smiing på grunn av metallurgiske hensyn.Støpegods av alle størrelser og vekter, til og med opptil 200 tonn kan lages.

Imidlertid oppnås dimensjonsnøyaktigheten og overflatefinishen ved normalsandstøpeprosessville ikke være tilstrekkelig for endelig søknad i mange tilfeller.For å ta disse tilfellene i betraktning, noen spesiell støpingprosesser som diecasting er utviklet, detaljene om disse er gitt i senere kapitler.Dessuten er sandstøpeprosessen til en viss grad arbeidskrevende, og derfor er mange forbedringer rettet mot den,som maskinstøping og støperimekanisering.Med noen materialer er det ofte vanskelig å fjerne defekter som oppstår på grunn av fuktigheten isandstøpegods.

3. Betingelser for casting
I de følgende kapitlene vil detaljene om sandstøping, som representerer den grunnleggende støpeprosessen, bli sett.Før du går inn i detaljene i prosessen, vil det være å definere en rekke casting vokabularordpassende.

Kolbe– En støpekolbe er en som holder sandformen intakt.Avhengig av plasseringen av kolben i formstrukturen, blir den referert til med forskjellige navn som drag, cope og cheek.Den er laget av trefor midlertidig bruk eller mer generelt av metall for langvarig bruk.
Dra– Nedre støpekolbe
Håndtere– Øvre støpekolbe
Kinn– Mellomstøpekolbe brukt i tredelt støping.
Mønster– Mønster er en kopi av det endelige objektet som skal lages med noen modifikasjoner.Formhulen lages ved hjelp av mønsteret.
Skillelinje– Dette er skillelinjen mellom de to støpekolbene som utgjør sandformen.I delt mønster er det også skillelinjen mellom de to halvdelene av mønsteret
Bunnbrett– Dette er et brett som vanligvis er laget av tre, som brukes i starten av støpeformen.Mønsteret holdes først på det nederste brettet, det drysses sand på og deretter rampes i draget.
Mot sand– Den lille mengden karbonholdig materiale drysset på den indre overflaten av støpehulen for å gi bedre overflatefinish til støpegodset
Støpe sand– Det er det nylagde ildfaste materialet som brukes til å lage formhulen.Det er en blanding av silika leire og fuktighet i passende proporsjoner for å få de ønskede resultatene, og den omgirmønster mens du lager formen.
Støttesand– Det er det som utgjør mesteparten av det ildfaste materialet som finnes i formen.Denne består av brukt og brent sand.
Kjerne– Den brukes til å lage hule hulrom i støpegods.
Hellebasseng– Et lite traktformet hulrom på toppen av formen som det smeltede metallet helles i.
Spure– Passasjen der det smeltede metallet fra hellebassenget når formhulen.I mange tilfeller styrer den flyten av metall inn i formen.
Løper– Passasjene i skilleplanet som flyten av smeltet metall reguleres gjennom før de når formhulen.
Port– Selve inngangspunktet der smeltet metall kommer inn i formhulen.
Chaplet– Kapletter brukes til å støtte kjerner inne i formhulen for å ta vare på sin egen vekt og overvinne de metallostatiske kreftene.
Slapp av– Frysninger er metalliske gjenstander som plasseres i formen for å øke kjølehastigheten til støpegods for å gi jevn eller ønsket kjølehastighet.
Riser– Det er et reservoar av smeltet metall i støpingen slik at varmt metall kan strømme tilbake inn i formhulen når det er en reduksjon i metallvolum på grunn av størkning

4. Fremgangsmåte for fremstilling av sandform
Prosedyren for å lage en typisk sandform er beskrevet i følgende trinn:

Først plasseres en bunnplate enten på støpeplattformen eller på gulvet, slik at overflaten blir jevn.Dragstøpekolben holdes opp ned på bunnplaten sammen med dragdelen avmønster i midten av kolben på brettet.Det bør være nok klaring mellom mønsteret og veggene i kolben, som bør være i størrelsesorden 50 til 100 mm.Tørr motstående sand drysses overbrettet og mønsteret for å gi et ikke-klebrig lag.Ny tilberedt formsand av nødvendig kvalitet helles nå i draget og på mønsteret til en tykkelse på 30 til 50 mm.Resten av dragkolben erfullstendig fylt med reservesanden og jevnt rammet for å komprimere sanden.Stamping av sanden bør gjøres riktig for ikke å komprimere den for hardt, noe som gjør det vanskelig å unnslippe gasser,heller ikke for løs, slik at formen ikke skulle ha nok styrke.Etter at stampingen er over, skrapes overflødig sand i kolben helt ved hjelp av en flat stang til nivået av kolbekantene.

Nå, med en ventilertråd, som er en ledning med en diameter på 1 til 2 mm med en spiss ende, lages ventilasjonshull i draget til hele dybden av kolben samt til mønsteret for å lette fjerning av gasser under støpingstørkning.Dette fullfører forberedelsen av draget.

Den ferdige dragkolben rulles nå over til det nederste brettet og eksponerer mønsteret som vist på bildet.Ved hjelp av en slick repareres sandkantene rundt mønsteret og kappehalvdelen av mønsteret legges overdragmønsteret, juster det ved hjelp av pluggstifter.Cope-kolben på toppen av draget er plassert på linje igjen ved hjelp av pinnene.Den tørre skillesanden drysses over hele draget og på mønsteret.

En innløpsstift for å lage innløpspassasjen er plassert i en liten avstand på ca. 50 mm fra mønsteret.Dessuten holdes stiften om nødvendig på et passende sted og nylaget støpesand som ligner på detav draget sammen med baksanden drysses.Sanden rammes grundig, overflødig sand skrapes og det lages ventilasjonshull over hele kappen som i draget.

Innløpsstiften og e-stigestiften trekkes forsiktig ut av kolben.Senere kuttes hellebassenget nær toppen av innløpet.Cope er atskilt fra drag og eventuell løs sand på cope og drag-grensesnittetav draget blåses av ved hjelp av belg.Nå trekkes kappen og dragmønsterhalvdelene tilbake ved å bruke trekkpiggene og banke mønsteret rundt for å forstørre formhulen litt slik atmuggvegger blir ikke ødelagt av uttrekksmønsteret.Løpene og portene kuttes forsiktig i formen uten å ødelegge formen.Eventuelt overflødig eller løs sand som finnes i løperne og mugghulen, blåsesbort ved hjelp av belgen.Nå påføres motsanden i form av en pasta over hele formhulen og løperne, noe som vil gi det ferdige støpet en god overflatefinish.

En tørr sandkjerne tilberedes ved hjelp av en kjerneboks.Etter passende baking legges den i formhulen som vist på bildet.Håndtaket erstattes på draget og tar seg av justeringen av de to ved hjelp avpinner.En passende vekt holdes på håndtaket for å ta vare på den oppadgående metallostatiske kraften under støping av smeltet metall.Formen er nå, som vist på bildet, klar til å helle.