
Песчаный стержень для литья – ключевой компонент, используемый в процессе литья для формирования внутренних полостей, отверстий или сложных форм в отливке, обычно изготавливается из песка, помещается внутрь литейной формы, песчаное ядро заворачивается после заливки жидкого металла, и удаляется путем очистки после охлаждения, таким образом, оставляя желаемую внутреннюю структуру.
Песчаный стержень для литья - ключевой компонент, используемый в процессе литья для формирования внутренних полостей, отверстий или сложных форм в отливке, обычно изготавливается из песка, помещается внутрь литейной формы, песчаное ядро заворачивается после заливки жидкого металла, и удаляется путем очистки после охлаждения, таким образом, оставляя желаемую внутреннюю структуру.Ниже приводится подробный анализ материала, классификация, производственный процесс, применение и другие аспекты:
1. Формирование внутренней полости отливок: например, отверстия цилиндров блоков цилиндров, внутренние отверстия труб и т.д.
2. Формирование сложных структур: для деталей с канавками, бобышками или фасонными каналами (например, охлаждающие отверстия в лопатках турбин).
3. Вспомогательные разделительные и вентиляционные отверстия: часть песчаного сердечника может выступать в качестве разделительной поверхности или через внутренние вентиляционные отверстия способствовать отводу жидкого металлического наполнителя.
1. Основные материалы
● Кварцевый песок: наиболее часто используемый, высокая огнеупорность (1750 ℃), низкая стоимость, для чугуна, литой стали и так далее.
● Цирконовый песок: высокая огнеупорность (1850 ℃), низкое тепловое расширение, используется для литья стали, высоколегированных отливок.
● Хромитовый песок: устойчив к эрозии щелочного шлака, подходит для отливок из ковкого чугуна.
● Связующие смолы: фенольные смолы, фурановые смолы и т. д. для обеспечения прочности песчаного стержня (термореактивные или холоднотвердеющие).
● Добавки: покрытия (например, графит, циркониевый порошок) для улучшения качества поверхности.
2. Основные свойства
● Прочность: способность выдерживать внешнее воздействие при вымывании металлической жидкости и обработке во избежание разрушения.
● Газопроницаемость: позволяет газу, образующемуся при заливке, выходить наружу и предотвращает появление дефектов пористости в отливке.
● Огнеупорность: не размягчается и не плавится в высокотемпературной металлической жидкости, что позволяет избежать налипания песка.
● Разрушаемость: легко удаляется из внутренней полости после остывания отливки, что снижает сложность очистки.
Классификация по процессу производства
| Тип | Характеристики процесса | Сценарии применения |
| Песчаные керны в обогреваемом керноприемнике | Смоляной песок (фенольная смола + уротропин), отверждаемый в нагреваемом стержневом ящике (200-300°C), обеспечивает высокую прочность и производительность. | Блок автомобильного двигателя, корпус насоса и другие детали средней партии. |
| Песчаный сердечник с холодным сердечником | Отверждение песчаной смолы газом (например, триэтиламином) при комнатной температуре без нагрева и с низким энергопотреблением. | Сложные конструктивные детали (например, сердечник водяной рубашки головки цилиндра). |
| Сердечник оболочки | Тонкая оболочка типа песчаного сердечника (5-15 мм), наносится на нагретый шаблон с помощью ковша или впрыска песка, с гладкой поверхностью и высокой точностью. | Клапан, коробка передач и другие точные детали. |
Горячая коробка ядра песка ядро, процесс заключается в следующем:
1. Подготовка стержневого ящика
Разогрейте ящик для стержней (металлический) до 200-300°C и нанесите спрей с разделителем формы (например, силиконовое масло).
2. Засыпка и уплотнение песка
Песок со смолой впрыскивается в керноприемник на высокой скорости пескоструйным аппаратом, и сжатый воздух уплотняет частицы песка, формируя заготовку керна.
3. Нагрев и отверждение
Ящик с сердечником выдерживается при температуре в течение 1-3 минут, смола отверждается под воздействием тепла, и сердечник приобретает первоначальную прочность.
4. Подъем формы
Откройте ящик с сердечником, достаньте песчаный сердечник, часть сложного песчаного сердечника необходимо плавно вытолкнуть с помощью выталкивающего механизма.
5. Постобработка
Обрежьте заусенцы, нанесите огнеупорное покрытие (например, циркониевый порошок), высушите в печи (150-200°C) в течение 2-4 часов для дальнейшего повышения прочности.
6. Комбинирование и позиционирование
Несколько песчаных сердечников собираются в единое целое с помощью позиционирующих штифтов и связующих элементов и должны быть точно зафиксированы (например, с помощью опоры для сердечника) при установке в литейную форму, чтобы предотвратить смещение во время заливки.
● Головка сердечника: продолжение двух концов песчаного сердечника используется для размещения и поддержки в литейной форме, чтобы избежать нависания и прогиба.
● Вытяжной канал: откройте вентиляционные отверстия внутри песчаного сердечника (например, с помощью вощеной проволоки или стальной трубы) или спроектируйте вытяжные отверстия в головке сердечника, чтобы обеспечить отвод газов.
● Принцип разделения: сложный песчаный сердечник разделяется на несколько частей, что удобно для производства и комбинирования (например, песчаный сердечник головки блока цилиндров двигателя может быть разделен на сердечник водяной рубашки и сердечник воздушного канала).
● Точность размеров: погрешность размеров песчаного сердечника должна контролироваться в пределах ±0,5 мм (±0,2 мм для высокоточных отливок), что обеспечивается точностью ящика сердечника и параметрами процесса (такими как температура нагрева и время затвердевания).
| Распространенные дефекты | Причины | Меры |
| Разрушение ядра песка | Недостаточная прочность, неравномерное усилие при перемещении или засыпке песка. | Увеличьте количество смолы, оптимизируйте структуру стержневого ящика, уменьшите столкновение при перемещении. |
| Воздушные отверстия | Плохая воздухопроницаемость, газ не может выйти. | Добавьте вентиляционные отверстия и используйте дышащие материалы (например, наполненную коксом кость). |
| Липкий песок | Недостаточное огнеупорное покрытие или низкая тугоплавкость песчаной сердцевины. | Нанесите несколько слоев краски и замените песок на песок с высокой тугоплавкостью (например, цирконовый песок). |
| Превышение размеров | Износ сердечника, нестабильная температура нагрева. | Регулярно проводите капитальный ремонт стержневой коробки, калибруйте систему контроля температуры и контролируйте время затвердевания. |
Песчаный стержень для литья как процесс литья "душевных деталей", его производительность напрямую влияет на качество отливок, с развитием материалов и процессов, движется в направлении высокоточного, низкоэнергетического, интеллектуального развития, в автомобильной, аэрокосмической и других высокотехнологичных областях производства все большее значение.