La colata è uno dei primi metodi di modellatura dei metalli conosciuti dagli esseri umani.In genere significa versare del metallo fuso in uno stampo refrattario con una cavità della forma da realizzare, e lasciarlo solidificare.quandosolidificato, l'oggetto metallico desiderato viene estratto dallo stampo refrattario o rompendo lo stampo o smontando lo stampo.L'oggetto solidificato è chiamato colata.Questo processo è anche chiamato fondazione e viene chiamata la moderna fabbrica che si concentra sulla fusione di parti metallichefonderia.
1. Storia del processo di colata
Il processo di fusione fu probabilmente scoperto intorno al 3500 aC in Mesopotamia.In molte parti del mondo in quel periodo, asce di rame e altri oggetti piatti venivano torniti in stampi aperti di pietra o cotti al forno.argilla.Questi stampi erano essenzialmente in un unico pezzo.Ma in epoche successive, quando si richiedeva la realizzazione di oggetti rotondi, tali stampi venivano divisi in due o più parti per facilitare il ritiro degli oggetti rotondiL'età del bronzo (2000 aC circa) ha portato molto più raffinatezza nel processo di fusione.Forse per la prima volta è stato inventato un nucleo per realizzare tasche cave negli oggetti.Questi nuclei erano fatti di argilla cotta.Inoltre, il processo di cera persa o cera persa era ampiamente utilizzato per realizzare ornamenti e lavori raffinati.
La tecnologia di fusione è stata notevolmente migliorata dai cinesi intorno al 1500 a.C.Prima di allora, non ci sono prove di alcuna attività di colata trovata in Cina.Non sembrano essere stati grandiosiconosceva il processo del cire perdue né lo utilizzava ampiamente, ma si specializzava invece in stampi multi-pezzo per realizzare lavori molto complessi.Hanno dedicato molto tempo a perfezionare lo stampo fino all'ultimo dettaglio, quindi difficilmentequalsiasi lavoro di finitura è stato necessario sulla colata ricavata dagli stampi.Probabilmente realizzavano stampi per pezzi contenenti pezzi accuratamente montati, numerando trenta o più.In effetti, molti di questi stampi sono stati portati alla lucedurante gli scavi archeologici in varie parti della Cina.
La civiltà della valle dell'Indo è anche nota per il suo ampio uso della fusione di rame e bronzo per ornamenti, armi, strumenti e utensili.Ma non c'era molto di miglioramento nella tecnologia.Dal variuoi oggetti e figurine che sono stati scavati dai siti della valle dell'Indo, sembra che conoscessero tutti i metodi di colata conosciuti come lo stampo aperto, lo stampo a pezzi e il processo di cere perdue.
Sebbene all'India si possa attribuire l'invenzione dell'acciaio per crogioli, in India non era evidente molto della fondazione del ferro.Ci sono prove che la fondazione del ferro fosse iniziata intorno al 1000 aC in Siria e Persia.SembraQuelloghisala tecnologia in India è stata utilizzata dai tempi dell'invasione di Alessandro Magno, intorno al 300 a.C.
Il famoso pilastro di ferro attualmente situato vicino al minar di Qutb a Delhi è un esempio delle abilità metallurgiche degli antichi indiani.È lungo 7,2 m ed è realizzato in pura ghisa malleabile.Si presume che questo sia delperiodo di Chandragupta II (375-413 d.C.) della dinastia Gupta.Il tasso di ruggine di questo pilastro, che si trova all'esterno all'aria aperta, è praticamente zero e anche la parte interrata si arrugginisce a un ritmo estremamente lento.Questodeve essere stato prima colato e poi martellato fino alla forma finale.
2. Vantaggi e Limitazioni
Il processo di colata è ampiamente utilizzato nella produzione a causa dei suoi numerosi vantaggi.Il materiale fuso scorre in qualsiasi piccola sezione nella cavità dello stampo e, come tale, in qualsiasi forma intricata, internao esterno-può essere realizzato con il processo di colata.È possibile colare praticamente qualsiasi materiale sia esso ferroso o non ferroso.Inoltre, gli strumenti necessari per la colata di stampi sono molto semplici epoco costoso.Di conseguenza, per la produzione di prova o la produzione di un piccolo lotto, è un metodo ideale.È possibile, nel processo di colata, posizionare la quantità di materiale esattamente dove è richiesta.Di conseguenzaè possibile ottenere una riduzione del peso nel design.Castingsono generalmente raffreddati in modo uniforme da tutti i lati e quindi non dovrebbero avere proprietà direzionali.Ci sono alcuni metalli e legheche può essere lavorato solo per colata e non con qualsiasi altro processo come la forgiatura a causa delle considerazioni metallurgiche.Si possono realizzare fusioni di qualsiasi dimensione e peso, anche fino a 200 tonnellate.
Tuttavia, l'accuratezza dimensionale e la finitura superficiale ottenute da normaleprocesso di colata in sabbianon sarebbe adeguato per l'applicazione finale in molti casi.Per prendere in considerazione questi casi, qualche colata specialesono stati sviluppati processi come la pressocolata, i cui dettagli sono forniti nei capitoli successivi.Inoltre, il processo di colata in sabbia è in una certa misura laborioso e quindi molti miglioramenti sono mirati ad esso,come lo stampaggio di macchine e la meccanizzazione della fonderia.Con alcuni materiali è spesso difficile rimuovere i difetti derivanti dall'umidità presente all'internocolate in sabbia.
3. Termini di casting
Nei capitoli seguenti si vedranno i dettagli della colata in sabbia, che rappresenta il processo di base della colata.Prima di entrare nei dettagli del processo, sarebbe necessario definire un certo numero di parole del vocabolario di castingadeguata.
Borraccia– Una fiaschetta è quella che mantiene intatto lo stampo di sabbia.A seconda della posizione del pallone nella struttura dello stampo, viene indicato con vari nomi come trascinamento, piviale e guancia.È fatto di legnoper applicazioni temporanee o più in generale di metallo per impieghi a lungo termine.
Lagna– Matraccio di formatura inferiore
Far fronte– Flacone di formatura superiore
Guancia– Matraccio di formatura intermedio utilizzato nello stampaggio a tre pezzi.
Modello– Pattern è una replica dell'oggetto finale da realizzare con alcune modifiche.La cavità dello stampo è realizzata con l'aiuto del modello.
Linea di separazione– Questa è la linea di demarcazione tra le due muffole di formatura che compongono lo stampo in sabbia.Nel modello diviso è anche la linea di demarcazione tra le due metà del modello
Bordo inferiore– Si tratta di una tavola normalmente in legno, che viene utilizzata all'inizio della realizzazione dello stampo.Il modello viene prima mantenuto sul fondo, viene cosparsa di sabbia e quindi viene eseguita la speronamento nel trascinamento.
Di fronte alla sabbia– La piccola quantità di materiale carbonioso spruzzato sulla superficie interna della cavità di stampaggio per conferire una migliore finitura superficiale ai getti
Sabbia da modellare– È il materiale refrattario appena preparato utilizzato per realizzare la cavità dello stampo.È una miscela di argilla silicea e umidità in proporzioni adeguate per ottenere i risultati desiderati e circonda ildisegno durante la realizzazione dello stampo.
Sabbia di supporto– È ciò che costituisce la maggior parte del materiale refrattario presente nello stampo.Questo è composto da sabbia usata e bruciata.
Nucleo– Viene utilizzato per realizzare cavità cave nei getti.
Bacinella di colata– Una piccola cavità a forma di imbuto nella parte superiore dello stampo in cui viene versato il metallo fuso.
Puro– Il passaggio attraverso il quale il metallo fuso dalla vasca di colata raggiunge la cavità dello stampo.In molti casi controlla il flusso di metallo nello stampo.
Corridore– I passaggi nel piano di separazione attraverso i quali viene regolato il flusso del metallo fuso prima che raggiungano la cavità dello stampo.
Cancello– Il punto di ingresso effettivo attraverso il quale il metallo fuso entra nella cavità dello stampo.
Coroncina– Le coroncine vengono utilizzate per supportare le anime all'interno della cavità dello stampo per prendersi cura del proprio peso e vincere le forze metallostatiche.
Freddo– I brividi sono oggetti metallici, che vengono inseriti nello stampo per aumentare la velocità di raffreddamento dei getti per fornire la velocità di raffreddamento uniforme o desiderata.
riser– È un serbatoio di metallo fuso previsto nella colata in modo che il metallo caldo possa rifluire nella cavità dello stampo quando si verifica una riduzione del volume del metallo dovuta alla solidificazione
4. Procedura per la realizzazione di stampi in sabbia
La procedura per realizzare un tipico stampo in sabbia è descritta nei seguenti passaggi:
In primo luogo, un pannello inferiore viene posizionato sulla piattaforma di modanatura o sul pavimento, rendendo la superficie uniforme.La boccetta di stampaggio a trascinamento è tenuta capovolta sul pannello inferiore insieme alla parte di trascinamento delmotivo al centro del pallone sulla lavagna.Ci dovrebbe essere uno spazio sufficiente tra il modello e le pareti del pallone che dovrebbe essere dell'ordine di 50-100 mm.Viene cosparsa di sabbia asciuttala tavola e il motivo per fornire uno strato non appiccicoso.La sabbia da modellatura appena preparata della qualità richiesta viene ora versata nella resistenza e sul modello con uno spessore da 30 a 50 mm.Il resto della fiaschetta lo ècompletamente riempito con la sabbia di riserva e speronato uniformemente per compattare la sabbia.Lo speronamento della sabbia deve essere eseguito correttamente per non compattarla troppo duramente, il che rende difficoltosa la fuoriuscita dei gas,né troppo allentato, così che lo stampo non avrebbe abbastanza forza.Al termine dello speronamento, la sabbia in eccesso nel pallone viene completamente raschiata utilizzando una barra piatta fino al livello dei bordi del pallone.
Ora, con un filo di sfiato, che è un filo di diametro da 1 a 2 mm con un'estremità appuntita, vengono praticati fori di sfiato nel trascinamento per l'intera profondità del pallone e per il modello per facilitare la rimozione dei gas durante la colatasolidificazione.Questo completa la preparazione del trascinamento.
Il pallone di trascinamento finito viene ora rotolato sul pannello inferiore esponendo il motivo come mostrato nella foto.Usando una chiazza di petrolio, i bordi di sabbia attorno al motivo vengono riparati e la metà del piviale del motivo viene posizionata soprail modello di trascinamento, allineandolo con l'aiuto di spine di centraggio.La fiaschetta sopra il trascinatore si trova allineata di nuovo con l'aiuto dei perni.La sabbia di separazione asciutta viene cosparsa su tutta la resistenza e sul motivo.
Un perno della materozza per il passaggio della materozza si trova a una piccola distanza di circa 50 mm dal modello.Inoltre, il perno di sollevamento, se necessario, viene conservato in un luogo appropriato e sabbia per modellatura appena preparata simile a quelladella resistenza insieme alla sabbia di supporto viene spruzzato.La sabbia viene accuratamente speronata, la sabbia in eccesso raschiata e i fori di sfiato sono praticati dappertutto nel piviale come nel trascinamento.
Il perno di colata e il perno di riser e vengono estratti con cautela dal muffola.Successivamente, la vasca di colata viene tagliata vicino alla parte superiore della materozza.Il piviale è separato dal trascinamento e dall'eventuale sabbia sciolta sull'interfaccia del piviale e del trascinamentodella resistenza viene spazzato via con l'aiuto di soffietti.Ora, le metà della piviale e del modello di trascinamento vengono ritirate utilizzando le punte di trazione e picchiettando il motivo tutto intorno per allargare leggermente la cavità dello stampo in modo che ille pareti della muffa non sono rovinate dal modello di ritiro.Le guide e le porte vengono tagliate nello stampo con cura senza rovinare lo stampo.L'eventuale sabbia in eccesso o sciolta trovata nelle guide e nella cavità dello stampo viene soffiatavia usando il soffietto.Ora, la sabbia di rivestimento sotto forma di pasta viene applicata su tutta la cavità dello stampo e sulle guide, che darebbero al getto finito una buona finitura superficiale.
Un nucleo di sabbia secca viene preparato utilizzando una cassetta per anime.Dopo opportuna cottura, viene adagiato nella cavità dello stampo come da foto.Il piviale viene riposizionato sul trascinatore curando l'allineamento dei due tramite ilspille.Sulla cimasa viene mantenuto un peso adeguato per far fronte alla forza metallostatica verso l'alto durante la colata di metallo fuso.Lo stampo ora, come mostrato in foto, è pronto per la colata.
Tempo di pubblicazione: 25-dic-2020