Kärnor och gjutning av metaller

Efter att ha läst den här artikeln kommer du att lära dig om: - 1. Betydelse av kärnen 2. Typer 3. Material 4. Utskrifter 5. Skiftande 6. Kapell 7. Chills.

Betydelsen av kärnor:

Kärnan är en förberedd form av formen. Den används för att tillhandahålla inre håligheter, urtag eller utsprång i gjutningen. Det är vanligtvis placerat i en form efter avlägsnandet av mönstret.

En kärna tillverkas vanligtvis av den bästa kvalitetssanden och placeras i önskat läge i formhålan. Kärntryck läggs till på båda sidor av mönstret för att skapa visningar som gör att kärnan kan stödjas och hållas i båda ändarna.

När den smälta metallen hälls, strömmar den runt kärnan och fyller resten av formhålan. Kärnor utsätts för extremt svåra förhållanden, och de måste därför ha mycket hög motståndskraft mot erosion, exceptionellt hög hållfasthet, god permeabilitet, bra refraktighet och adekvat hopfällbarhet.

Särskilda ventilationshål är anordnade på kärnan för att tillåta gaser att fly lätt. Ibland förstärks kärnor med stålrör med låg koldioxid eller till och med gjutjärnslister (vid stora kärnor) för att säkerställa stabilitet och motståndskraft mot krympning.

Typer av kärnor:

I allmänhet är kärnor av två typer:

1. Grön Sandkärna:

En kärna som bildas av själva mönstret, i samma sand som används för mögel är känd som grön sandkärna. Mönstret är så konstruerat att det ger kärnan i grön sand. Den halliga delen i mönstret ger den gröna sandkärnan. Det visas i figur 3.11 (a).

2. torr sandkärna:

En kärna är framställd separat i kärnlådor och torkad, kallas torr sandkärna. De torra sandkärnorna är också kända som processkärnor. De finns i olika storlekar, former och mönster enligt önskemål. Torr sandkärna visas i figur 3.11. (B).

Några vanliga typer av torra sandkärnor är:

(i) Horisontell kärna:

Den horisontella kärnan är den vanligaste typen av kärna och placeras horisontellt vid formningsytan på formen. Kärnans ändar vila i de stolar som finns i kärntryck på mönstret. Denna typ av kärna kan motstå turbulenseffekten av den smälta metallen hällda. En horisontell kärna för kugghjulformen visas i figur 3.11 (c).

(ii) Vertikal kärna:

Den vertikala kärnan är placerad vertikalt med en del av sin del ligger i sanden. Vanligtvis hålls övre och nedre delen av kärnan avsmalnande men avsmalnande på den övre sidan, större dem i botten. En vertikal kärna visas i figur 3.11 (d).

(iii) Balanskärna:

Balanskärnan sträcker sig endast ena sidan av formen. Endast ett kärntryck finns tillgängligt på mönstret för balanskärna. Detta är bäst lämpat för gjutning har endast en sidöppning. Detta används för att producera blindhål eller urtag i gjutningen. En balanskärna visas i figur 3.12 (e).

(iv) Hängande kärna:

Den hängande kärnan är upphängd vertikalt i formen. Detta uppnås antingen genom att hänga ledningar eller kärnborrstöd i kragehålan skapad i formens övre del. Denna typ av kärna har inte bottenstöd. En hängande kärna visas i figur 3.11 (h).

(v) Drop Core:

Droppkärnan används när kärnan måste placeras antingen ovanför eller under delningslinjen. En droppkärna visas i figur 3.11 (J). Denna kärna är också känd som vinge kärna, svans kärna, stol kärna, etc.

(vi) Kiss Core:

Kysskärnan används när ett antal hål med mindre dimensionell noggrannhet krävs. I detta fall tillhandahålls inga kärnutskrifter och följaktligen finns ingen plats för kärnan. Kärnan hålls i position ungefär mellan taket och dra och därmed hänvisat till kisskärnan.

En kysskärna visas i figur 3.11 (g):

Kärnmaterial:

Kompositionerna av kärnmaterial är blandningen av sand, bindemedel och tillsatser. Core sanden är kiseldioxid, zirkon, Olivine etc. och kärnbindemedel är kärnoljor, hartser, melass, dextrin etc., används vanligtvis för framställning av kärnmaterial.

Sand innehåller mer än 5% lera minskar inte bara permeabilitet utan även hopfällbarhet och därmed inte lämplig för kärnaframställning.

Den vanliga kärnsanden är en blandning av följande föremål:

(i) Core Sand:

Sanden kan vara grön sand för mindre gjutningar och blandning av brandlera, grön sand och betonier för tyngre gjutning. Kärnorna är ugnsstödda för att torka bort dess fukt. De torra sandkärnorna är starka än gröna och kärnor. Sanden med rundade korn är också lämpligast för kärnframställning eftersom de har bättre permeabilitet än vinkelsandssanden.

(ii) Oljesand:

Oljesand kan användas för nästan alla sandgjutningsapplikationer.

En typisk komposition av oljesand är:

Sand 95 - 96%

Kornmjöl 1 - 1, 05%

Kärnolja 1 - 1, 5%

Vatten 1 - 2%

Bentonit 0, 1-0, 3%

Oljesand är väldigt populär i kärnframställning eftersom:

(a) De får bra styrka.

(b) De ger utmärkt ytfinish.

(iii) harts sand

Dessa är värmehärdande eller termoplastiska bindemedel såsom kolofonium, fenol, karbamid, furan, formaldehyd etc. används för att erhålla goda bindningar till sand. De blir vanliga vid användning på grund av deras höghållfasta, låga gasbildningar, utmärkt hopfällbarhet, motståndskraft mot fuktabsorption, bättre dimensionell noggrannhet vid gjutning etc.

(iv) CO ₂ - Natriumsilikat Sand:

Kiselsand och natriumsilikat (3-4%) rammar i kärnan och sedan transporteras CO ₂ -gas genom sand för att göra kärnan hård. Sådana typer av kärnor används för mycket stora gjutningar. De behöver inte torka och är därför mycket snabb metod för kärnframställning,

(v) Kärnbindemedel:

Naturlig sand har inte tillräckliga bindningsegenskaper och därför används några bindemedel för att förbättra bindningsstyrkan hos kärnsand. Funktionerna av bindemedel är att hålla sandkornen tillsammans och för att ge bättre styrka till kärnan.

Det finns två typer av bindemedel som används:

en. Oorganiska bindemedel:

De inkluderar brandlera, bentonit, limonit, kiseldioxidpulver, järnoxid, aluminiumoxid etc. De är mycket fina pulver och används i allmänhet.

b. Organiska bindemedel:

De innefattar kärnoljor som petroleumolja, vegetabilisk olja, linolja, majsolja, malass och dextrin. Organiska bindemedel blir hårdare snabbt och ger god styrka.

(vi) Kärnadditiv:

Förutom kärnsand och kärnbindemedel används vissa tillsatser för att förbättra kärnans speciella egenskaper.

Tillsatserna är:

(a) Kaolin eller brandlera för att förbättra stabiliteten.

(b) Järnoxid (Fe2O3) och aluminiumoxid (Al2O3) för att förbättra hethållfastheten.

(d) Molasser för att förbättra bindningsegenskaper.

(e) Organiska tillsatser för att förbättra kollapsbarhet som råstoft.

(f) Silikapulver, färg och grafit bunden med harts används för att förbättra ytfinishen.

Egenskaper för bra kärnmaterial:

En bra torr sandkärna måste ha följande egenskaper för att framgångsrikt kunna användas i gjutningsprocessen:

1. Starkt:

Det ska vara tillräckligt starkt för att motstå smält metallens turbulenskraft. Det ska vara erosionsbeständigt.

2. Hårdhet:

Det ska vara kapabelt att vara bakat för att få bra hårdhetsstyrka.

3. permeabilitet:

Det måste vara permeabelt för att möjliggöra lätt utsläpp av de bildade gaserna.

4. Refraktoritet:

Den måste vara mycket eldfast i sin karaktär för att klara hög temperatur hos den smälta metallen.

5. Dimensionsstabilitet:

Den ska vara stabil i dimensionens noggrannhet, form och storlek under hällning och stelning.

6. Minsta gasformation:

Kärnmaterial ska generera minsta gaser, samtidigt som de utsätts för smält metall vid gjutning.

7. Bra ytfinish:

Kärnytan ska vara jämn, så att gjutningen får en bra yta.

8. Tillräckligt sammanfaller:

Kärnor måste vara tillräckligt hopfällbara dvs lätt avlägsnande av kärnan från gjutningen efter stelning.

Core Prints:

Kärntryckningarna är extra utsprång på mönstret som bildar ett urtag i formen för att hålla och placera kärnan i sin rätt position. Det finns flera typer av kärntryck, t.ex. vertikala, horisontella, balansera, hänga och släppa kärntryck.

Core Shifting:

Kärnorna, medan de innehåller en metall, skiftar sin position på grund av den smula metallens turbulenta verkan. På grund av den smälta metallens uppåtriktade drag tenderar tunna kärnor att flyta lätt och förskjutas från deras rätt position.

För att undvika att förflytta sig ökar kärnans vikt genom att bädda in stålstänger, ståltrådar, tunna rör etc. under kärnframställning. Detta kallas förstärkning av kärnan.

Core Chaplets:

Om kärnlängden är lång och ändstöden ligger på högre avstånd till varandra kommer kärnan att sänka under hällning av varm smält metall.

I sådana fall används kapslar för att övervinna dessa defekter. Chaplets är så konstruerade att de ger stöd till kärnan och begränsar dem från att sakta.

Kapslarna är gjorda av samma material som gjutmetallen för att bli en integrerad del av gjutningen. Några vanligen använda kapellar visas n Fig. 3.14.

Core Chills:

Kärnkylningarna är metallstyckena, antingen insatta eller placerade för att röra ytan av gjutningen för att påskynda stelningsförfarandet vid den speciella delen där den är långsam. Det tunnare området stelnar snabbare, vilket skapar spänningar och förvrängning av gjutningen.

Därför är det nödvändigt att tillhandahålla ett medel som kommer att enhetlig stelningen (kylning) i alla delar av gjutningen.

Kylskadorna har följande två typer:

(i) Intern kylning:

En intern chill placeras i en form på plats där området är relativt stort för att hjälpa likformig stelning genom gjutningen.

Detta visas i figur 3.15: