Metallin valuprosessi

Valu on yksi varhaisimmista ihmisten tuntemista metallin muotoilumenetelmistä.Se tarkoittaa yleensä sulan metallin kaatamista tulenkestävään muottiin, jossa on valmistettavan muotoinen ontelo, ja sen antamista jähmettyä.Kunjähmettyneenä haluttu metalliesine otetaan pois tulenkestävästä muotista joko rikkomalla muotti tai irrottamalla muotti.Kiinteytettyä esinettä kutsutaan valuksi.Tätä prosessia kutsutaan myös perustamiseksi, ja modernia metalliosien valuun keskittyvää tehdasta kutsutaan nimellävalimo.

1. Valuprosessin historia
Valuprosessi löydettiin todennäköisesti noin vuonna 3500 eKr. Mesopotamiassa.Monissa osissa maailmaa tuona aikana kuparikirveitä ja muita litteitä esineitä käännettiin avoimissa kivimuotteissa tai paistettiin.savi.Nämä muotit olivat pääosin yksiosaisia.Mutta myöhempinä aikoina, kun piti tehdä pyöreitä esineitä, tällaiset muotit jaettiin kahteen tai useampaan osaan pyöreiden esineiden poistamisen helpottamiseksi.Pronssikausi (n. 2000 eKr.) toi paljon enemmän hienostuneisuutta valuprosessiin.Ensimmäistä kertaa ehkä keksittiin ydin onttojen taskujen tekemiseksi esineisiin.Nämä ytimet tehtiin leivotusta savesta.Myös cire perdue tai lost wax -prosessia käytettiin laajasti koristeiden valmistukseen ja hienoihin töihin.

Kiinalaiset ovat parantaneet valutekniikkaa huomattavasti noin vuodesta 1500 eKr.Sitä ennen ei ole todisteita mistään valutoiminnasta Kiinassa.Ne eivät näytä olleen mahtaviaHän on perehtynyt cire perdue -prosessiin eikä käyttänyt sitä laajasti, vaan sen sijaan erikoistunut moniosaisiin muotteihin erittäin monimutkaisten töiden tekemiseen.He käyttivät paljon aikaa muotin viimeistelyyn viimeistä yksityiskohtaa myöten, joten tuskinmuoteista tehdyssä valussa tarvittiin viimeistelytöitä.He luultavasti tekivät palamuotteja, joissa oli huolellisesti sovitettuja kappaleita, joita oli kolmekymmentä tai enemmän.Itse asiassa monia tällaisia ​​muotteja on kaivettu esiinarkeologisia kaivauksia eri puolilla Kiinaa.

Indus Valley Civilization tunnetaan myös laajasta kuparin ja pronssin valun käytöstä koristeissa, aseissa, työkaluissa ja työvälineissä.Mutta tekniikassa ei juurikaan parantunut.VaristaInduslaakson kohteista kaivetut esineet ja hahmot näyttävät tunteneen kaikki tunnetut valumenetelmät, kuten avomuotti, palamuotti ja cire perdue -prosessi.

Vaikka upokkaan teräksen keksimisen ansioksi voitiin antaa Intia, Intiassa ei paljoakaan havaittu rautaperustaja.On todisteita siitä, että raudan perustaminen oli alkanut noin 1000 eKr. Syyriassa ja Persiassa.Se näyttääettärautavaluIntiassa tekniikka on ollut käytössä Aleksanteri Suuren hyökkäyksen ajoilta, noin 300 eaa.

Kuuluisa rautapilari, joka tällä hetkellä sijaitsee lähellä Qutb-minaaria Delhissä, on esimerkki muinaisten intiaanien metallurgisista taidoista.Se on 7,2 m pitkä ja valmistettu puhtaasta takorautasta.Tämän oletetaan olevanGupta-dynastian Chandragupta II:n (375-413 jKr.) aika.Tämän ulkona seisovan pilarin ruostumisnopeus on käytännössä nolla ja jopa haudattu osa ruostuu erittäin hitaasti.Tämäon täytynyt ensin valettu ja sitten vasaralla lopulliseen muotoon.

2. Edut ja rajoitukset
Valuprosessia käytetään laajasti valmistuksessa sen monien etujen vuoksi.Sula materiaali virtaa mihin tahansa pieneen osaan muotin ontelossa ja sellaisenaan kaikkiin monimutkaisiin muotoihin - sisäinentai ulkoinen – voidaan tehdä valuprosessilla.On mahdollista valaa käytännössä mitä tahansa materiaalia, oli se sitten rauta- tai ei-rautapitoista.Lisäksi muottien valumiseen tarvittavat työkalut ovat hyvin yksinkertaisia ​​jaedullinen.Tästä syystä se on ihanteellinen menetelmä koetuotantoon tai pienen erän tuotantoon.Valuprosessissa on mahdollista sijoittaa materiaalimäärä juuri sinne, missä sitä tarvitaan.Tuloksenasuunnittelussa voidaan saavuttaa painonpudotus.Castingsjäähtyvät yleensä tasaisesti kaikilta puolilta, joten niillä ei odoteta olevan suuntaominaisuuksia.On tiettyjä metalleja ja metalliseoksiajoita voidaan käsitellä vain valamalla, ei millään muulla prosessilla, kuten takomalla, metallurgisten näkökohtien vuoksi.Valukappaleita voidaan tehdä kaikenkokoisina ja -painoisina, jopa 200 tonniin asti.

Kuitenkin mittatarkkuus ja pintakäsittely saavutetaan normaalillahiekkavaluprosessiei monissa tapauksissa riittäisi lopulliseen soveltamiseen.Näiden tapausten huomioon ottamiseksi joitakin erityisiä valujaprosesseja, kuten painevalua, on kehitetty, joiden yksityiskohdat esitetään myöhemmissä luvuissa.Myös hiekkavaluprosessi on jossain määrin työvoimavaltainen ja siksi siihen on suunnattu monia parannuksia,kuten konemuovaus ja valimomekanisointi.Joillakin materiaaleilla on usein vaikea poistaa kosteudesta johtuvia vikojahiekkavalut.

3. Casting-ehdot
Seuraavissa luvuissa nähdään hiekkavalun yksityiskohdat, jotka edustavat valun perusprosessia.Ennen kuin mennään prosessin yksityiskohtiin, olisi määriteltävä joukko sanaston sanasanojasopiva.

Pullo– Muottipullo on sellainen, joka pitää hiekkamuotin ehjänä.Riippuen pullon asennosta muottirakenteessa, siihen viitataan useilla nimillä, kuten drag, cope ja cheek.Se koostuu puustatilapäisiin sovelluksiin tai yleisemmin metallista pitkäaikaiseen käyttöön.
Raahata– Alempi muottipullo
Selviydy– Ylempi muottipullo
Poski– Kolmiosaisessa muovauksessa käytettävä välimuovauspullo.
Kuvio– Pattern on kopio lopullisesta objektista, joka tehdään tietyin muokkauksin.Muotin onkalo valmistetaan kuvion avulla.
Jakolinja– Tämä on jakoviiva kahden muottipullon välillä, joista hiekkamuotit muodostuvat.Jaetussa kuviossa se on myös jakoviiva kuvion kahden puolikkaan välillä
Alalauta– Tämä on tavallisesti puusta valmistettu lauta, jota käytetään muotin valmistuksen alussa.Kuvio säilytetään ensin pohjalaudalla, sille ripotetaan hiekkaa ja sitten tehdään rampaus vedossa.
Hiekka päin– Pieni määrä hiilipitoista materiaalia ripottuna valuontelon sisäpinnalle antamaan valuille parempi pintakäsittely
Muovaushiekka– Se on juuri valmistettu tulenkestävä materiaali, jota käytetään muotin ontelon valmistukseen.Se on sekoitus silikasavea ja kosteutta sopivissa suhteissa haluttujen tulosten saavuttamiseksi ja se ympäröimallia muotin valmistuksen aikana.
Taustahiekka– Se muodostaa suurimman osan muotissa olevasta tulenkestävästä materiaalista.Tämä koostuu käytetystä ja poltetusta hiekasta.
Ydin– Sitä käytetään onttojen onteloiden tekemiseen valukappaleisiin.
Kaatoallas– Muotin yläosassa pieni suppilomainen ontelo, johon sula metalli kaadetaan.
Spure– Kanava, jonka kautta kaatoaltaalta sula metalli saavuttaa muotin ontelon.Monissa tapauksissa se ohjaa metallin virtausta muottiin.
Juoksija– Erotustason käytävät, joiden kautta sulan metallin virtausta säädetään ennen kuin ne saavuttavat muottipesän.
Portti– Varsinainen sisääntulokohta, jonka kautta sula metalli tulee muotin onteloon.
Seppele– Kappaleita käytetään hylsyjen tukemiseen muotin ontelon sisällä huolehtimaan omasta painostaan ​​ja voittamaan metallostaattiset voimat.
Rentoudu– Kylmät ovat metalliesineitä, jotka asetetaan muottiin lisäämään valukappaleiden jäähtymisnopeutta tasaisen tai halutun jäähdytysnopeuden aikaansaamiseksi.
Nousulaite– Se on valussa oleva sulan metallin säiliö, jotta kuuma metalli voi virrata takaisin muotin onteloon, kun metallin tilavuus pienenee jähmettymisen vuoksi

4. Hiekkamuotin valmistusmenettely
Tyypillisen hiekkamuotin valmistusmenettely kuvataan seuraavissa vaiheissa:

Ensin asetetaan pohjalauta joko muovausalustalle tai lattialle, jolloin pinta tasaantuu.Vedämuovauspulloa pidetään ylösalaisin pohjalevyllä yhdessä vetoosan kanssakuvio pullon keskellä taululla.Kuvion ja pullon seinämien välillä tulee olla riittävästi tilaa, jonka tulee olla luokkaa 50-100 mm.Päälle ripottelee kuivaa pintahiekkaalevy ja kuvio muodostavat tarttumattoman kerroksen.Juuri valmistettua, vaadittua laatua olevaa muovaushiekkaa kaadetaan nyt veteen ja kuvion päälle 30-50 mm:n paksuuteen.Loput pullosta ontäytetty kokonaan varahiekalla ja puristettu tasaisesti hiekan tiivistämiseksi.Hiekan rampaus tulee tehdä oikein, jotta se ei tiivisty liian kovaksi, mikä vaikeuttaa kaasujen poistumista,eikä liian löysä, jotta muotissa ei olisi tarpeeksi lujuutta.Kun junttaus on päättynyt, pullossa oleva ylimääräinen hiekka kaavitaan kokonaan litteällä tangolla pullon reunojen tasolle.

Nyt ilmanpoistolangalla, joka on halkaisijaltaan 1-2 mm terävä pää, vedetään ilmareiät pullon koko syvyyteen sekä kuvioon kaasujen poistamisen helpottamiseksi. valun aikanajähmettyminen.Tämä viimeistelee vedon valmistelun.

Valmis vedetty pullo on nyt rullattu pohjalevylle paljastaen kuvion kuvan osoittamalla tavalla.Hiekan reunat kuvion ympäriltä korjataan liukulla ja kuvion puolet asetetaan päälle.vedä kuvio kohdistamalla se tappien avulla.Vetimen päällä oleva cope-pullo sijoittuu jälleen linjaan tappien avulla.Kuiva erotushiekka sirotellaan koko vedon ja kuvion päälle.

Pienellä, noin 50 mm:n etäisyydellä kuviosta on syöttötappi kanavan kulkua varten.Myös nosturitappia säilytetään tarvittaessa sopivassa paikassa ja juuri valmistettua muovaushiekkaa vastaavanlainenvedosta yhdessä taustahiekan kanssa sirotellaan.Hiekka rampataan perusteellisesti, ylimääräinen hiekka kaavitaan ja tuuletusreiät tehdään joka puolelle koukkua kuten vetoa.

Syöttötappi ja e nousutappi vedetään varovasti pullosta.Myöhemmin kaatoallas leikataan läheltä kaivon yläosaa.Cope on erotettu vedosta ja irtonaisesta hiekasta cope and drag -liittymässävastusta puhalletaan pois palkeen avulla.Nyt kahva- ja vetokuvion puolikkaat vedetään pois käyttämällä vetopiikkejä ja räpäyttämällä kuviota ympäriinsä suurentaakseen hieman muotin onteloa niin, ettämuotin seinät eivät ole pilaantuneet vetäytymiskuvion vuoksi.Kiskot ja portit leikataan muottiin varovasti muottia pilaamatta.Kaikki ylimääräinen tai irtonainen hiekka, joka löytyy kiskoista ja muotin ontelosta, puhalletaanpois palkeilla.Nyt pintahiekka tahnana levitetään kaikkialle muottipesään ja kiskoille, mikä antaisi valmiille valulle hyvän pinnan.

Kuiva hiekkaydin valmistetaan ydinlaatikolla.Sopivan paistamisen jälkeen se asetetaan muottipesään kuvan osoittamalla tavalla.Ketju vaihdetaan veteen huolehtien näiden kahden kohdistuksestanastat.Kärjen päällä pidetään sopiva paino, joka huolehtii ylöspäin suuntautuvasta metallostaattisesta voimasta sulan metallin kaatamisen aikana.Kuvan mukainen muotti on nyt valmis kaadettavaksi.