Shell-støbning: grundlæggende støbeforme

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 10:22

Støbning i skalforme kaldes også skalstøbning. Og i udlandet kaldes denne arbejdsmetode Shell.

Generelle oplysninger

I nutidens industriindustri bruges mange forskellige støbemetoder. Udover skalstøbning anvendes også investeringsstøbning samt i metalforme og flere andre metoder. Den overordnede fordel ved disse støbemetoder, sammenlignet med sandstøbning, er, at de resulterer i mere nøjagtige slutmaterialer med hensyn til form såvel som dimensioner. Derudover reduceres antallet af ruheder på overfladen af sådanne produkter. I mere sjældne tilfælde, men alligevel sker det, at behovet for efterfølgende bearbejdning efter smeltning er elimineret. Ud over alt bidrager brugen af støbning i skalforme og andre metoder til, at denne proces kan mekaniseres så meget som muligt, hvorved dens automatisering også øges. Og dette øger naturligvis produktiviteten i enhver industrifacilitet.

Shell-casting

Hvis vi taler specifikt om dettemetode, blev den først introduceret på fabrikker tilbage i 1953. På nuværende tidspunkt bruges metoden ret bredt. Det er for eksempel støbning i skalforme, der producerer de fleste dele til Kirovets traktoren. Alle dele, der fremstilles ved hjælp af denne metode, er af højeste kvalitet af stål eller støbejern. Skalstøbning er en metode, hvor det endelige resultat af støbningen har en form bestående af to sandharpiksskaller. Også denne metode til fremstilling af dele bruges kun i tilfælde, hvor det er nødvendigt at skabe en del med små eller mellemstore dimensioner, men samtidig med høj nøjagtighed. Eksempler på anvendelser for denne støbemetode er motordele eller tyndvæggede støbegods.

The Essence of the Way

Med denne arbejdsmetode kan du få forskellige dele til ventilatorer, motorer, pumper eller tekstilmaskiner. Den maksimale længde af det modtagne produkt må dog ikke overstige 1 meter, og det må ikke være tungere end 200 kg.

Essensen af støbning i skalforme er baseret på visse egenskaber ved termohærdende harpikser, som er en del af sand-harpiksblandinger. Fordelen ved at bruge sådanne komponenter er, at disse harpikser har tendens til hurtigt og permanent at hærde, når de behandles med en temperatur på 200-250 grader Celsius.

Lav en skalform til støbning

For at lave en form til efterfølgende støbning er det nødvendigt at have finkornet kvartssand, som kommer med tilsætning af en termohærdende harpiks, som er dens forbindelseselement for at opnå en fuldgyldig skalform. Disse materialer, især harpiksen, er valgt, fordi de hærder, når de passerer en vis temperaturbarriere. Fremstillingsprocessen er som følger. Først opvarmes harpiksen til 140-160 grader Celsius. Under påvirkning af et sådant miljø bliver det til en flydende klæbemasse, der fuldstændigt omslutter kvartssandformen.

Omfanget af støbning i skalforme er ret bredt, og derfor bringes processen med fremstilling af forme til automatisk eller automatiseret.

Efter at formen er helt dækket med harpiks, øges temperaturen til 200-250 grader Celsius. Denne temperaturtærskel er ganske nok til, at klæbemassen irreversibelt hærder og danner en form. Yderligere, når processen med at støbe dele begynder, det vil sige når det smeltede metal kommer ind i formen, når temperaturen i det omkring 600 grader. Denne tilstand er nok til at sikre, at harpiksen ikke smelter, men brænder ud, mens den efterlader porer på selve formen, hvilket letter udslip af gasser.

Fordele og ulemper ved skalstøbning

Som enhver anden fremstillingsproces har denne sine fordele og ulemper. Hvis vi sammenligner denne indstøbningsmetode for eksempel med indstøbningalmindelige sandforme, der er flere fordele:

• Den første og ret væsentlige forskel er nøjagtighedsklassen, som er 7-9. Derudover forbedres overfladefinishen af den opnåede del op til 3-6. Derudover reduceres tillæg, som er tilladt for efterfølgende bearbejdning af den resulterende del efter støbning.
• Et af de store plusser er en betydelig reduktion i lønomkostningerne til fremstilling af støbegods.
• Denne støbemetode reducerer forbruget af støbematerialer, samt mængden af metal på grund af, at størrelsen af portkanalerne er reduceret.
• Reducerede mængden af ægteskabsproduktion markant.

Der er dog nogle ulemper ved at støbe i skalforme. Disse omfatter:

• Skalformens levetid - 1 støbning.
• Omkostningerne ved at støbe sand er ret høje.
• Høj procentdel af skadelige gasser.

Korpusdannelsesproces

Kropsdannelsesprocessen udføres i seks trin:

1. Det første trin er processen med at hælde blandingen på en varm metalmodel, samt processen med at holde den i flere ti sekunder, indtil der dannes en tynd, stærk skorpe omkring delen. Oftest er modeller lavet af støbejern, og deres opvarmning udføres op til 230-315 grader.
2. Derefter er det nødvendigt at udføre en operation for at fjerne overskydende formsand. Tykkelsen af skorpen skal til sidst være fra 10 til 20mm. Det afhænger af blandingens opholdstid på modellen, samt af temperaturen.
3. Derefter er det nødvendigt at overføre modelpladen sammen med formen til ovnen, hvor de vil være indtil slutningen af hærdningsprocessen. Ved afslutningen af denne procedure skal styrken af skallen være mellem 2,4 og 3,1 MPa.
4. Efter at være blevet fjernet fra ovnen, forskydes den hærdede skal fra pladen. En speciel pusher bruges til denne procedure.
5. Derefter fastgøres to eller flere modeller sammen ved hjælp af en form for klemme eller ved limning. Disse forme kan bruges til støbning i skalforme eller blot opbevares. Næsten ubegrænset holdbarhed.
6. Før støbeprocessen påbegyndes i den færdige form, hældes der shot i dem, hvilket er med til at forhindre eller ødelægge formen under yderligere udhældning.

Castingdetaljer

Det er værd at starte med, at typiske tolerancer, der er tilladt ved fremstilling af værktøj, kan være 0,5 mm. Overfladeruhed er tilladt i området fra 0,3 til 0,4 mikron. Sådanne grænser er begrundet i, at der anvendes finkornet sand. Også værd at bemærke: brugen af harpiks bidrager i høj grad til, at overfladen er meget glat.

Produktionsmængder

For at være involveret i produktionen af sådanne forme og dele, er det nødvendigt at sørge for installationen af en formmodel. Den nødvendige tid til installation er mindre end en uge. Efter installationen er afsluttet, kan outputmængdennå fra 5 til 50 stykker i timen. Sådanne produktionsmængder pr. time er ret reelle, men for dette er det nødvendigt at forberede støbeprocessen i overensstemmelse hermed. De vigtigste materialer, der kræves til støbning, er støbejern, aluminium, kobber samt legeringer af disse typer metaller. Et andet nødvendigt materiale vil være en legering, der bruger aluminium og magnesium.