砂型：定義と分類|キャスティング|冶金

この記事では、以下について説明します。-1。砂型の定義2.砂型の分類3.金属の供給。

砂型の定義：

砂型は、次のように定義することができます-溶融金属が注がれ、固化することができる予備成形された砂容器。鋳造後、砂型から取り出され、砂型は一般的に破壊されます。金型は、金型上部の開口部に溶融金属を注入することによって充填され、重力によって金属が金型のすべての部分に流れることができるように適切な通路が作られます。

中小規模の鋳物は、一般的にフラスコで作られます。これは、上下のない長方形の箱型の容器です。フラスコは2つまたは3つの部分で作ることができ、部分はノックピンによって整列して保持されます。溶融金属の浮力がフラスコの上部を持ち上げるのを防ぐために、溶融金属を注入する前にフラスコをクランプする必要があります。

砂型の分類：

使用する材料に応じて、金型は次のように分類できます。

1.緑の砂型、

2.スキンドライモールド、

3.乾いた砂型、

4.セメント結合型、

5.金型。

1。緑砂型：

生砂型とは、溶湯を流し込む際に砂に水分が存在する砂型です。穀物は湿った粘土によって一緒に保持されます。水分レベルは注意深く管理する必要があります。これらは鋳造に使用され、事実上すべての鉄合金です。緑砂は多くの種類があり、小、中、そして多くの場合大きな型を作るために使用されます。

緑砂型は、これらの基本的な材料が安価であるため、製造するのに最も安価です。与えられた床面積からより大きな出力を得ることができます。これらは裏打ち作業や設備を必要としませんが、乾いた砂のコアを使用する必要があります。これらは乾いた砂型よりも柔らかく、鋳物が固化して冷えるときに収縮の自由度が高くなります。

また、成形にかかる時間も少なくて済みます。ただし、生砂型にはいくつかの欠点があります。つまり、他の型ほど強くないため、取り扱い中や金属の侵食によって損傷する可能性があります。砂に存在する水分は、ブローホール、ガスホールなどの鋳造物に特定の欠陥を引き起こす可能性もあります。

これらの型は長期間保管することはできません。生砂型から得られる鋳物の表面仕上げはあまり滑らかではありません。炭塵や有機物などの添加物も添加されることがあり、ローム成形と呼ばれます。

次の表（3.5）は、さまざまな目的での緑砂の組成を示しています。

一般的に使用される砂型鋳造の3つの方法は次のとおりです。

（a）オープンサンド法：

それは最も単純な形で、型全体が鋳造所の床または床レベルより上の砂のベッドで作られています。この方法は、主にフラットトップの単純なソリッドキャスティングに使用されます。

適切にレベリングした後、型を作るためにパターンを砂床に押し込みます。成形箱は不要で、金型上面は開放されています。型の一端に流し込み槽を作り、キャビティの側面にオーバーフローチャネルを切ります。

（b）ベッドイン方式：

この方法では、対処法、つまり砂の覆いが必要です。鋳物の上面が平坦でない場合に使用します。パターンは、鋳物工場の床の砂を打ち落とすか、部分的に砂で満たされたドラッグで型の空洞を形成します。抗力の上部が滑らかになり、別れの砂が広がります。柄の上にコープを置き、突っ込みます。

ランナーとライザーをカットし、コープボックスを持ち上げます。次に、パターンが引き抜かれ、ドラッグアンドコープモールドの表面が完成し、モールドを完成させるための正しい位置にコープが交換されます。

（c）ターンオーバー方法：

この方法は、一般的にソリッドパターンとスプリットパターンに使用されます。パターンの半分は、平らな面を成形ボードに置き、ドラッグを押し込んでロールオーバーします。次に、コープはパターンの残りの半分の上に配置され、突っ込んでロールオーバーされます。 2つのパターンの半分が振られて引き出されます。これで、金型を組み立てるためのドラッグにコープが配置されます。

2。スキンドライモールド：

これらは、乾いた砂で焼いた緑色の砂でできています。場合によっては、ヒーターまたはガストーチによって、突っ込んだ砂の表層から25mmの深さまで水分を乾燥させます。これらは大型の金型でより一般的であり、鋳造、実質的にすべての鉄および非鉄合金に使用できます。

これらは、乾式砂型よりも構築するのに費用がかかりませんが、特定のサイズの生砂型よりも高価です。乾式砂型鋳造と比較して、設備が少なく、材料が安価で、準備にかかる時間が短く、床面積が少ないという利点があります。ただし、これらは乾燥した砂のカビほど強力ではなく、水分が乾燥した皮膚を通って移動する可能性があるため、長期間保管することはできません。

3。乾いた砂型：

これらは、強度を高めるために水分を必要としない砂で作られています。中小規模の砂の混合物は、13部の床砂、8部の新しい砂、および1部の馬の糞尿またはおがくずで構成されています。重い作業の場合、これらの比率は11：9：1であり、非常に重い作業の場合、10：10：1です。

金型表面に糖蜜水を噴霧します。金型のすべての部分は、強度を高め、侵食に抵抗し、表面状態を改善するために、150〜300°Cの炉で（湿気が追い出されるまで）焼き付けられます。乾式砂型は多くの合金に使用できますが、より一般的には鋳鋼に使用されます。

これらは主に中小規模のオペレーションで使用されます。大規模な作業の場合、乾式砂型はセクションごとに作成され、ベーキング後に組み立てられます。乾いた砂型は強度が高く、損傷が少なく取り扱いが簡単で、長期間保管することもできます。

これらは金属の侵食に抵抗し、湿気に関連する欠陥の傾向が排除されます。これらの金型の欠点は、より高価な成形材料を必要とし、人件費が高く、追加の操作、設備、およびスペースが必要になることです。

4。セメント結合型：

これらの型では、ポルトランドセメントで接着されたケイ砂が成形材料として使用され、空気中で乾燥します。これらの金型は、非常に大規模な鉄の作業やピット成形、およびその他の場合、ベーキングが不可能な場合に最も一般的に使用されます。強度が高く、乾いた砂のすべての利点を備えています。

これらの金型には、空気乾燥操作用の追加スペースを用意する必要があります。これらの金型で使用されている材料は、他の金型のように再び使用することはできないため、プロセスに費用がかかります。

5。金型：

これらは、ダイカスト、永久鋳型、および遠心鋳造プロセスに使用されます。

砂型への金属の供給：

特に鋳造がサイズと形状が複雑な場合、供給の問題に対処することは、健全な鋳造を確実にするための最も重要な側面です。大量の金属からの熱の引き抜き速度が遅いため、問題が発生します。これにより、温度勾配が最小限に抑えられ、フィーダーに向かって方向性を持って凝固することが困難になります。

凍結範囲が短い合金では方向性凝固が容易ですが、凍結範囲が広い合金では非常に困難です。フィーダーとライザーの位置、凝固中に孤立する可能性のある厚い部分に高温の液体を供給し、最初に温度勾配を確立することは非常に重要です。金型内の悪寒、絶縁パッド、テーパー部分を使用して、温度勾配を人為的に確立できる場合があります。

T _s のようなセクションに収縮空洞が形成される可能性が高いことに注意してください。 このような場合、金属の体積が多くなり、熱が逃げることができる表面積が減少するため、凝固に時間がかかる交差点など。したがって、解決策は、金属の体積が減少し、熱が逃げることができる表面積が増加する形状を提供することにあります。

クロスの場合、リブの位置をずらすか、クロスの中心にコア穴を導入するか、壁がストレートリブよりも薄い円形のウェブを使用することで、最良の結果を得ることができます。固化する最後の部分にフィーダーからの金属が供給されることを確認する必要があります。したがって、フィーダー、ゲート、およびチャネルの設計、サイズ設定、および配置が最も重要です。

通常、摂食の問題は経験によって最もよく解決されますが、経験を積んで開発されたいくつかの科学的および経験的規則は、この問題に取り組む際の良いガイドとして役立つことがわかります。

（i）熱伝達アプローチ（平方根時間効果）：

（ii）Chvorinovのルール：

Chvorinovの規則によると、均一な皮膚の厚さ、

したがって、同じ界面境界条件が成立する形状の場合、Chvorinovの法則によれば、凝固時間は体積と表面積の比の2乗に正比例します。

フィーダー内の金属が最後に固化するようにするために、

同じ体積の場合、同じ体積の表面積が減少するため、次の形状の凝固時間は徐々に増加します。

私。プレート、

ii。バー、

iii。直方体、

iv。短いシリンダー、

v。球。

ただし、理論的には球体は固化するのに最も時間がかかりますが、フィーダーには適していません。短いシリンダーが最も近くにあり、成形を容易にするためにテーパーが付けられています。