砂型鋳造プロセスの理解

砂型鋳造は、現存する最も古い鋳造プロセスです。金属、木、またはワックスで作られたパターンを使用して、生産に必要なアイテムのモデルを作成します。砂型鋳造プロセスは非常に面倒であり、砂型鋳造 (生産されたアイテム) を取り出すときに砂型が破壊されるため、生産速度が遅くなります。この鋳造プロセスは、パターン、砂型、炉、液体金属を利用しています。このプロセスでは、金型にキャビティを作成し、その中に溶融金属を注ぎます。

今日は、砂型鋳造プロセスに含まれるさまざまなステップを知ることができます。パターン作成、金型作成、準備、鋳造砂の種類、コープとドラッグ クランプ、コア作成、流し込み、冷却、砂型鋳造のトリミング段階を学びます。また、さまざまな種類の砂型鋳造ツールと、砂型鋳造プロセスの長所と短所についても学びます。

型紙作り

砂型鋳造プロセスの最初の段階は、パターン作成です。パターン作成は、生産されるアイテムのレプリカであるため、退屈で知的な作業のようです。鋳造の量と許容範囲に応じて、木材、金属、合成物などのさまざまな材料で作ることができます。安価で成形しやすい木材が最も一般的です。しかし、木型は巻きつきやすく、変形しやすいです。砂から早く摩耗する可能性があります。ホイスト、金属で作られたパターンは長持ちし、同じタイプのキャビティを作成するために再利用できるため、金型のコストを削減できます。しかし、それはより高価です。パターン作成では、熱収縮または収縮のためにそれに余裕が追加されます.

パターンの種類

パターンは通常、4 つの方法で作成されます。以下は、砂型鋳造プロセスで使用されるさまざまなタイプのパターンです。

ソリッド パターン:

ソリッド パターンは、作成する最も簡単なタイプのパターンです。パーツの完全なレプリカが 1 つのピースに含まれています。少量で必要な部品を生産するために使用されます。ただし、パーティング ラインとランナー システムは別々に決定する必要があり、金型を簡単に損傷する可能性があります。

分割パターン:

分割パターンは、パーツの 2 つの別個のレプリカです。 2 つのパーツがキャビティに配置され、1 つはコープに、もう 1 つはドラッグ (フラスコ) に配置されます。分割タイプのパターンにより、フラスコを簡単に分離し、パーティング ラインを決定できます。通常、適度な量が必要な複雑な部品に使用されます。

マッチ プレート パターン:

マッチ プレート パターンは、スプリット パターンとよく似ています。通常は金属と木材でできており、フラスコ内の金型キャビティを適切に配置するために使用されます。ランナー システムは、マッチ プレートに含めることができます。これらのタイプのパターンは大量に使用され、多くの場合、自動化されたプロセスで使用されます。最後に、

対応してドラッグするパターン:

コープとドラッグのタイプのパターンは、マッチ プレートのパターンに似ていますが、それぞれの半分が別々のプレートに取り付けられています。また、コープとドラグの金型キャビティの適切な位置合わせも保証します。ランナーはプレートに含まれています。これらのタイプのパターンは、より大きな鋳造に使用され、大量生産にも使用されます。プロセスが自動化されている場合にも使用されます。

型作り

砂型鋳造プロセスのこの段階では、耐火材料 (砂は広く適用可能です) がフラスコにロードまたは充填され、完全に圧縮された状態で型の周りに充填されます。次に、金型キャビティ内に形状を残して、パターンが除去されます。鋳型を作るために使用される砂は、注がれるときに溶融金属の重量を保持するのに十分な強度があり、鋳物が冷えて固まるときに壊れるほど脆いはずです.粘土と化学結合剤を使用して型を強化し、流し込みに耐えます。

柄が入った状態で上型と下型に砂を詰めると、上型と下型が分離し、型紙を簡単に取り除くことができます。キャビティの表面に耐火コーティング（耐熱材料）を追加して、より良い表面仕上げを生成し、金型が流し込み金属に耐えられるようにします。フラスコは結合され、キャビティ内に形状が残ります。

砂型鋳造砂の種類

金型製作に使用する砂には、さまざまな種類があります。通常、ケイ砂（sio2）は、キャビティ内の形状を維持するために一種のバインダーと混合されます。砂は鋳造に大きなメリットをもたらします。 4 つのタイプにつながる砂型のさまざまな準備があります。以下は、金型製作に使用される 4 種類の砂です。

グリーンサンド – 緑の砂は、砂、水、および粘土または結合剤の混合物です。砂は 90%、水 3%、粘土 7% で構成されています。最も安価で最も使用されています。

皮をむいて乾燥させた砂 – 皮付き乾燥砂は生砂の組成ですが、追加の結合材料が追加されています。金型の強度を上げるために、キャビティの表面を加熱乾燥させます。これにより、鋳造の精度が向上し、表面仕上げが完全になります。これらのタイプの砂型はより高価で、処理に時間がかかります。

乾いた砂 – 乾いた砂は、コールド ボックス型とも呼ばれます。砂は有機バインダーと混合されます。乾いた砂で作った型をオーブンで焼き固めます。ドライサンドタイプの鋳物砂は寸法精度が高いが高価。

焼き砂なし – 焼かない型はレジンに砂を混ぜて室温で固めます。

鋳物砂は鋳型の製造に使用され、鋳物の品質を決定します。これは通常、次のように説明されます:

• 形状を維持するための砂の強さ
• 透過性 (ガスを閉じ込めて砂から逃がす能力) は、砂粒の形状とサイズによって決まります。
• 溶融金属の割れに耐える熱安定性
• 砂の適合性。そして
• 別の砂型で砂を再利用できること

コーピング アンド ドラッグ クランプ

流し込み時に溶融金属に耐えるように設計された金型の準備後。キャビティの表面には特殊な砂がまき散らされており、金型が鋳物にピリングするのを防ぎます。中子は鋳物の中空部分です。材料の損失を避けるために、コープとドラグを強力にクランプする前に準備して配置します。

コア作り

この機会に、鋳造における中子作りについて詳しく説明させてください。コアは、鋳造品の内部の穴と通路です。コアがパターン内にある部分を覆うため、通常は砂でできています。コアは、溶融金属が注がれる前に金型で製造されます。コア プリントは、金型内でコアを所定の位置に保持できるパターンのはめ込みです。ただし、溶湯の浮力によりコアがずれることがあります。そのため、金型と一緒にコアを保持するのに役立つチャプレットでコアをサポートできます。この状況では、使用されるチャプレットは、注がれた溶融金属よりも高い融点を持っている必要があります。チャプレットは鋳造プロセスの最後に切り取られます。

注ぎ段階

この段階では、金型が準備された状態で、一定の温度の炉で金属を溶かします。つまり、クランプされ、ライザーとゲートウェイが切断されています。ゲートウェイとライザーは、溶融金属がスムーズに、または自由にキャビティに流れ込むように設計されています。また、酸化物や鋳造欠陥を防ぐ乱流を排除するのにも役立ちます。

るつぼ（高耐火物）で金属をある程度溶かします。るつぼトングを使用して炉から注ぎ出しシャンクに移動し、より良い注ぎ込みを保証します。注ぐことは手動または自動機で行うことができますが.キャビティ全体と金型内のすべてのチャネルを満たすのに十分な量の金属を溶かす必要があります。

冷却段階

溶融金属がキャビティに注がれた後、冷却が始まり、しばらくすると凝固します。溶融金属はキャビティの形状を取り、その形状を得るために凝固する。金型は、鋳物の厚さと金属の温度に基づいて推定できる冷却が経過した後の破損です。この段階で欠陥が発生する可能性があります。溶融金属の一部の冷却が速すぎると、亀裂、収縮、または不完全な部分が発生する可能性があるため、金型を作成するときと溶融金属を注ぐときに注意する必要があります。

ステージの削除 (速報)

鋳物は冷却され、所定の時間で凝固する。金型は簡単に割ることができ、鋳物が得られます。このプロセスはチェックアウトとも呼ばれます。破砕は通常、砂を振ってフラスコから投げ出す振動機によって行われます。鋳物には、それに付着した砂と酸化物の層が含まれている可能性があります。ショット ブラストを使用して、主に内部表面から砂を取り除き、表面の粗さを減らすことができます。

トリミング

溶融金属は、チャネル (ゲートウェイとライザー) を介してキャビティに注がれ、金型内のすべての部分がチャネルとして満たされることを思い出してください。チャンネル内の金属を切り落とし、鋳物を必要な寸法に切り落とす必要があります。鋳物は、裁断やのこ引き、またはトリミング プレスによって手動でトリミングできます。トリミング時間は、キャスティング エンベロープのサイズによって決まります。大きなキャスティングには、より長いトリミング時間が必要になる場合があります。

砂型鋳造の方法については、以下のビデオをご覧ください:

砂型鋳造プロセスの長所と短所

利点:

砂型鋳造は、欠陥が発生する可能性がありますが、他の鋳造プロセスよりも優れています。しかし、それでも大きな利点があります。砂型鋳造は、粘土が型に追加されると鋳造品に大きな強度を与え、砂がより緊密に結合するのを助けます.

砂型鋳造は、鋳造の冷却段階でのひび割れ、引き裂き、および収縮の可能性を減らすように設計されています。砂型鋳造プロセスは主に、エンジン ブロック、アイテムのケーシングまたはハウジングなどの自動車製品の製造に使用されます。砂型鋳造プロセスのその他の利点には次のものがあります。

• 鋳造には鉄と非鉄の両方の金属が使用されます。
• 低コストの生産
• 鋳造後の工具の低コスト
• 複雑な形状を作成できます。

短所

砂型鋳造の優れた利点にもかかわらず、いくつかの欠点がまだ発生します。以下は、さまざまな用途における砂型鋳造プロセスの欠点です。

• 精度の低さ
• 面倒なプロセスです
• 粗い表面仕上げ
• 金型は 1 回しか使用できません
• 遅い生産率
• 労働集約的

砂型鋳造ツールとその用途

以下は、さまざまな種類の砂型鋳造ツールとその用途です:

手のなぞなぞ – 一般的に、なぞなぞは、砂と砂の中の不要な粒子を分離するために使用されます。

シャベル :この砂型鋳造ツールは、砂を成形ボックスまたはフラスコに移すために使用されます。

ランマー :ランマーを使用して、パターンとフラスコの周りに砂を均一に詰めたり圧縮したりします。

スプルーピン – この砂型鋳造ツールは、金型に垂直の穴をあけるために使用されます。

ストライク バー – ストライクバーを使用して、フラスコの上部から余分な砂を取り除きます。

マレット – マレットを使用してドロー スパイクをパターンに打ち込み、型とパターンを簡単に分離できるようにラッピングします。

以上で、今回の砂型鋳造工程は終了です。お約束通り、鋳型製作、型製作、下準備、鋳物砂の種類、上型と引き締め、中子製作、流し込み、冷却、砂型鋳造のトリミング段階を説明します。砂型鋳造で使用されるツールについて言及し、砂型鋳造の長所と短所についても説明しました.

読んで十分だと思います。もしそうなら、親切に他の学生と共有してください。読んでいただきありがとうございます。また次回お会いしましょう。