Soğutma kalıbı, metal dökmek için yeniden kullanılabilir bir kalıptır. Çıkarılabilir (iki parçadan oluşur) veya değil (sallama kalıbı) olabilir. Basınçlı döküm, kabuk döküme göre bir takım avantajlara sahiptir, ancak bazı dezavantajlar da vardır, örneğin, dökme demir dökülürken, dökümler ek ısıl işlem gerektirir.
Faydalar
Döküm oluşumu sırasında ergimiş metalden kalıba yoğun bir ısı transferi olur. Bu, kum dökümlere kıyasla daha yüksek yoğunluk, metalin daha iyi mekanik özellikleri, daha yüksek hassasiyet, daha iyi yapı ve daha az pürüzlülük ile sonuçlanır.
Kalıp döküm işlemi, metal kalıbın (soğuk kalıp) yeniden kullanılabilmesi açısından da farklıdır. Kalıbın çalışma yüzeyinin daha doğru bir şekilde gerçekleştirilmesi nedeniyle yüksek mukavemetli malzemeden yapılmıştır. Bu, dökümlerin yüzey kalitesini iyileştirir ve kalıbın yüksek termal iletkenliği nedeniyle dökümler hızla katılaşır.
Kum kalıplara göre basınçlı dökümün bir diğer avantajı, elde edilen dökümlerin daha az mekanik olarak işlenmesidir ve bu, kalıplama malzemelerinin tüketimini az altır.
Sağlık ve ekoloji
Soğuk kalıplama, işlemden dolayı işgücü verimliliğini 2-3 kat artırırkarışımın hazırlanması, ürünlerin temizlenmesi ve kalıplanması gibi zaman alıcı işlemler hariçtir. Üretim alanı da azaldığından, yeni atölyelerin onarım ve inşa maliyeti önemli ölçüde düşüyor.
Kalıp çakma, döküm temizleme ve ufalama gibi birçok sağlıksız iş işlemi süreçten çıkarılır. Bu, yalnızca çalışma koşullarının iyileştirilmesine değil, aynı zamanda çevre kirliliğinin az altılmasına da katkıda bulunur.
Kusurlar
Soğuk kalıbın üretimi, işlemin karmaşıklığı nedeniyle oldukça pahalıdır. Dökümlerde eksikler varsa, tasarımı karmaşıklaştırma ihtiyacı nedeniyle kalıbın maliyeti artar: uçlar, tek kullanımlık kum ve ayrık metal çubuklar kullanılır.
Bir kalıbın ömrü, içinde elde edilebilecek kaliteli dökümlerin sayısı ile belirlenir. Şeklin kararlılığı, özellikle çelik ve dökme demir döküm işleminde, sürecin ekonomik fizibilitesini belirler. Kalıpların ömrünü artırmak, bu üretim alanındaki temel teknolojik zorluklardan biridir.
Eriyiğin hızlı soğuması ve kalınlaşması nedeniyle, bir kalıba döküldüğünde uzun ince duvarlı ürünler elde etmek zordur. Bu ayrıca dökme demirin sert, ağartılmış bir tabaka elde etmesine neden olur. Şekil dövülebilir, bu da dökümlerde gerilimlere ve çatlaklara neden olabilir. Tek kullanımlık kum maçalar kullanıldığında, dökümlerin doğruluğu azalır, maça ile temas noktasında yüzey pürüzlülüğü artar.
Kaliteli dökümler
Döküm ve kalıp, yüksek verimlilikle etkileşime girer. Döküm, kum kalıpta kalıba göre çok daha uzun süre sertleşir ve soğur, ancak kum kalıbın doldurulabilirliği genellikle daha iyidir, bu da sıvı olmayan dökümlerin kalıp dökümü ile üretim sürecini daha zahmetli hale getirir ve ayrıca bu tür kısıtlamalar getirir. döküm boyutu ve minimum kalınlık duvarları gibi parametreler. Alüminyum basınçlı döküm (bakır ve diğer demir dışı metallerin yanı sıra) Rusya'da en popüler olanıdır.
Ancak, hızlı soğutmanın bir sonucu olarak, gözeneksiz, ince taneli bir yapı elde edilebilir, bu da sadece mukavemeti değil, aynı zamanda ortaya çıkan dökümün sünekliğini de arttırır. Dökme demir ürünlerinin soğuk döküm ile imalatında bir takım problemler ortaya çıkar: dökümlerdeki özel kristalleşme nedeniyle karbür oluşumu, ferrit-grafit ötektiği mümkündür. Bu, dökme demirin tokluğunu ve aşınma direncini az altır. Bu tür dökümlerde ağartılmış yüzey tabakası çok serttir, bu nedenle ürünler sadece ısıl işlemden (tavlama) sonra kesilmeye uygundur, bu da üşümeyi ortadan kaldırır.
Şekil yapısı
Soğutma kalıbı, kural olarak, kelepçelerle (pimlerle) sabitlenen iki yarım kalıptır ve erimiş metali dökmeye başlamadan hemen önce yarım kalıplar kilitlerle sabitlenir. Karlar, dökümü sözde havalandırma ve havalandırma tapaları aracılığıyla besler. Bağlayıcı işlevi olmayan metal kalıplara sallama kalıpları denir.
Dökmeden önce kalıbın çalışma yüzeyiKalıbı sıcaklıktaki keskin bir artıştan termal şoktan koruyan bir madde tabakası ile muamele edilir. Bu önlem aynı zamanda dökümün kalıba sıkışmasını da engeller.
Çelik ve dökme demir
Çelik ve dökme demirin kalıp dökümü, refrakter kaplama olarak toz kuvars, grafit, su camı ve refrakter kil kullanılarak yapılır. Dökmeden önce, kalıp, dökümün duvar kalınlığına ve kullanılan alaşıma bağlı olarak belirli bir sıcaklığa ısıtılmalıdır.
Kalıp malzemesinin karşılaması gereken temel gereksinim, erimiş metal dökülürken kaçınılmaz olan ısı şoklarına karşı dirençtir. Kalıp imalatında pik döküm, sfero, yapısal, karbon ve alaşımlı çeliklerin yanı sıra bakır ve alüminyum alaşımları kullanılmaktadır.
Astarlı soğuk kalıp
Bu, kabuk ve kalıp dökümün avantajlarını birleştiren ve her iki yöntemin dezavantajlarının ortadan kaldırıldığı bir teknoloji türüdür. Bu teknoloji sadece çatlama direnci ile değil, aynı zamanda yüksek hassasiyette dökümler üretmeyi mümkün kılan süneklik ile de karakterize edilir ve kabuk döküm ile karşılaştırıldığında, pahalı kalıplama malzemesi minimum düzeyde tüketilir.
Astarlı metal kalıp, dökümün metal modeli ile kalıbın iç yüzeyi arasındaki boşluk doldurularak yapılır. En sık kullanılan kumlama ve jöle yöntemleri. Doldurma için, bağlayıcının fenol-formaldehit reçinesi (%2-2.6) olduğu bir kum-reçine karışımı alınır veürotropin (ağırlıkça yaklaşık %10), ayrıca kendiliğinden sertleşen (bağlayıcı - sıvı cam) ve seramik bileşikler (bağlayıcı - etil silikat). 200 derece sıcaklığa sahip soğuk kalıp ve döküm modeli, karışımın ısısını aktararak sertleşen ve 3-5 mm kalınlığında bir astar tabakası oluşturur. Dökümlerde boşluk oluşturmak için sıradan veya kabuk çubuklar kullanılır.
Döküm süreci
Bir refrakter malzeme tabakasıyla kaplanmış soğuk kalıp ısınır. Çalışma sıcaklığı en az iki yüz derece olmalıdır, ancak sadece döküm için kullanılan alaşıma değil, aynı zamanda dökümün boyutlarına, et kalınlığına ve ondan istenen özelliklere de bağlıdır. Isıtmadan sonra, kalıba çubuklar, seramik veya kum takılabilir, eğer bu, elbette, döküm planına göre gerekliyse ve daha sonra kalıp yarımları özel kelepçelerle bağlanır ve sıkıca kilitlenir. Döküm bir kalıp makinesinde yapılıyorsa kendi kalıp kilitleme mekanizması kullanılır. Bu hazırlık önlemlerinden sonra erimiş metal soğuk kalıba dökülebilir.
Döküm zaten bir miktar güç kazandığında, metal çubuklar ondan kısmen çıkarılabilir. Bu daha sonra, katılaşan metalden üzerlerindeki basıncın azalması nedeniyle maçaların dökümlerden nihai olarak çıkarılmasını kolaylaştırır.
Döküm istenilen sıcaklığa soğuduktan sonra kalıp açılabilir. Bu aşamada metal çubuklar çıkarılır ve dökümler kalıptan çıkarılır. Kum çekirdekleri nakavt edildi, karlar, yükselticiler ve ladinlerkesilir ve ürünün kalite kontrolü yapılır, ardından tüm süreç tekrar edilebilir.
Yeni bir döküm yapmadan önce, ayırma düzlemi ve kalıp yüzeyi dikkatlice incelenir. Refrakter bileşim vardiya başına bir veya iki kez uygulanır, ancak çalışma yüzeyinden ayrılma durumunda tabakanın eski haline getirilmesi gerekir. Ürün ince cidarlı ise kalıp kuvvetli bir şekilde soğutulur; yapılan döküm yeterince masifse, o zaman kalıp çalışma sıcaklığının üzerinde ısınabilir ve daha sonra özel olarak sağlanan soğutma sistemleri kullanılır, böylece her durumda bir sonraki dökümden önce kalıp soğutulur.
Soğuk döküm, dökümün istenen sıcaklığa soğutulması işlemi dışında karmaşık ve zaman alıcı işlemler içermez. İşlemlerin çoğu makineler tarafından otomatik olarak yapılabilmektedir ki bu yöntemin önemli avantajlarından biridir ancak asıl olan kalıbın tek seferlik bir form olmamasıdır.