Kernen en gieten van metalen

Na het lezen van dit artikel zul je leren over: - 1. Betekenis van kernen 2. Types 3. Materialen 4. Prints 5. Verschuiven 6. Chaplets 7. Rillingen.

Betekenis van kernen:

Kern is een vooraf voorbereide vorm van de mal. Het wordt gebruikt om inwendige holtes, uitsparingen of uitsteeksels in het gietstuk aan te brengen. Het wordt meestal in een mal geplaatst nadat het patroon is verwijderd.

Een kern wordt meestal gemaakt van de beste kwaliteit zand en wordt in de gewenste vorm in de vormholte geplaatst. Aan beide zijden van het patroon worden kernafdrukken toegevoegd om afdrukken te maken waarmee de kern aan beide uiteinden kan worden ondersteund en vastgehouden.

Wanneer het gesmolten metaal wordt gegoten, stroomt het rond de kern en vult de rest van de vormholte. Kernen worden onderworpen aan extreem zware omstandigheden, en ze moeten daarom een zeer hoge weerstand tegen erosie, uitzonderlijk hoge sterkte, goede permeabiliteit, goede vuurvastheid en adequate inklapbaarheid bezitten.

Op de kern zijn speciale ventilatieopeningen aangebracht om gassen gemakkelijk te laten ontsnappen. Soms worden kernen versterkt met koolstofarme staaldraden of zelfs gietijzeren roosters (in het geval van grote kernen) om stabiliteit en weerstand tegen krimpen te garanderen.

Typen kernen:

Over het algemeen zijn er twee soorten cores:

1. Groene zandkern:

Een kern gevormd door het patroon zelf, in hetzelfde zand gebruikt voor de mal, wordt de groene zandkern genoemd. Het patroon is zo ontworpen dat het de kern van groen zand vormt. Het heilige deel in het patroon produceert de groene zandkern. Het wordt getoond in Fig. 3.11 (a).

2. Droge zandkern:

Een kern wordt afzonderlijk in kerndozen bereid en gedroogd, staat bekend als droge zandkern. De droge zandkernen zijn ook bekend als proceskernen. Ze zijn verkrijgbaar in verschillende maten, vormen en ontwerpen volgens de kavevereisten. De droge zandkern wordt getoond in Fig. 3.11. (B).

Enkele veel voorkomende typen droogzandige kernen zijn:

(i) Horizontale kern:

De horizontale kern is het meest gebruikelijke type kern en is horizontaal geplaatst bij het scheidingsoppervlak van de vorm. De uiteinden van de kern rusten in de zittingen die worden verschaft door de kernafdrukken op het patroon. Dit type kern kan het turbulentie-effect van het gesmolten metaal weerstaan. Een horizontale kern voor tandwielvorm is in figuur 3.11 (c) weergegeven.

(ii) Verticale kern:

De verticale kern wordt verticaal geplaatst met een deel van hun gedeelte in het zand. Meestal worden de boven- en onderkant van de kern taps gehouden, maar taps toelopend op de bovenkant, vergroot deze aan de onderkant. Een verticale kern wordt getoond in Fig. 3.11 (d).

(iii) Balance Core:

De balanskern strekt zich slechts uit aan één kant van de mal. Er is slechts één basisafdruk beschikbaar op het patroon voor de balanskern. Dit is het best geschikt omdat het gietstuk slechts één zijopening heeft. Dit wordt gebruikt voor het produceren van blinde gaten of uitsparingen in het gietstuk. Een balanskern wordt getoond in Fig. 3.12 (e).

(iv) Hangende kern:

De hangende kern hangt verticaal in de mal. Dit wordt bereikt door hangende draden of de kernkraag rust in de kraagholte gecreëerd in het bovenste deel van de vorm. Dit type kern heeft geen ondersteuning voor de onderkant. Een hangende kern wordt getoond in Fig. 3.11 (h).

(v) Drop Core:

De drop-kern wordt gebruikt wanneer de kern boven of onder de scheidingslijn moet worden geplaatst. Een druppel kern wordt getoond in Fig. 3.11 (J). Deze kern is ook bekend als vleugelkern, staartkern, stoelkern, enz.

(vi) Kiss Core:

De kuskern wordt gebruikt wanneer een aantal gaten met een lagere maatnauwkeurigheid vereist is. In dit geval zijn er geen kernafdrukken aanwezig en bijgevolg is er geen stoel beschikbaar voor de kern. De kern wordt op zijn plaats gehouden ongeveer tussen het hoofd en de weerstand en wordt daarom aangeduid als kuskern.

Een kuskern wordt getoond in Fig. 3.11 (g):

Kernmaterialen:

De samenstellingen van kernmateriaal zijn het mengsel van zand, bindmiddelen en additieven. Kernzanden zijn silica, zirkoon, Olivine enz. En kernbindmiddelen zijn kernoliën, harsen, melasse, dextrine enz. Worden in het algemeen gebruikt voor de bereiding van kernmaterialen.

Zand bevat meer dan 5% klei vermindert niet alleen de doorlaatbaarheid maar ook de inklapbaarheid en is daarom niet geschikt voor het maken van de kern.

Het veel gebruikte kernzand is een mengsel van de volgende items:

(i) Kernzand:

Het zand kan groen zand zijn voor kleinere gietstukken en een mengsel van vuurklei, groen zand en betonies voor zwaarder gieten. De kernen worden met de oven gesteund om het vocht ervan weg te drogen. De droge zandkernen zijn sterker dan groen en kernen. Ook is het zand met afgeronde korrels het best geschikt voor het maken van de kern omdat ze een betere doorlaatbaarheid hebben dan het hoekige korrelszand.

(ii) Oliezand:

Oliezand kan worden gebruikt voor vrijwel elke zandgiettoepassing.

Een typische samenstelling van oliezand is:

Zand 95 - 96%

Ontbijtgranen 1 - 1.05%

Kernolie 1 - 1, 5%

Water 1 - 2%

Bentoniet 0.1-0.3%

Oliezand is erg populair bij het maken van kernproducten, omdat:

(a) Ze krijgen goede kracht.

(b) Ze zorgen voor een uitstekende oppervlakteafwerking.

(iii) Harszand:

Dit zijn thermohardende of thermoplastische bindmiddelen zoals colofonium, fenol, ureum, furan, formaldehyde enz. Worden gebruikt om goede bindingen te verkrijgen om te schuren. Ze worden gebruikelijk door hun hoge sterkte, lage gasvorming, uitstekende inklapbaarheid, weerstand tegen vochtabsorptie, betere maatnauwkeurigheid bij gieten, enz.

(iv) CO ₂ - Natriumsilicaat Sand:

Silica-zand en natriumsilicaat (3-4%) worden in de kern geramd en vervolgens wordt CO ₂ -gas door zand gevoerd om de kern hard te maken. Dergelijke soorten kernen worden gebruikt voor zeer grote gietstukken. Ze hoeven niet te drogen en is dus een zeer snelle methode om te maken,

(v) Core Binders:

Natuurlijk zand heeft niet voldoende bindende eigenschappen en daarom worden sommige bindmiddelen gebruikt om de bindsterkte van kernzand te verbeteren. De functies van bindmiddelen zijn om de zandkorrels bij elkaar te houden en om de kern beter te maken.

Er zijn twee typen bindmiddelen die worden gebruikt:

een. Anorganische bindmiddelen:

Ze omvatten vuurklei, bentoniet, limoniet, silicapoeder, ijzeroxide, aluminiumoxide, enz. Ze zijn zeer fijn poeder en worden in de volksmond gebruikt.

b. Organische bindmiddelen:

Ze omvatten kernoliën zoals aardolie, plantaardige olie, lijnzaadolie, maïsolie, malasses en dextrine. Organische bindmiddelen worden harder hard en zorgen voor een goede sterkte.

(vi) kernadditieven:

Naast kernzand en kernbindmiddel worden enkele additieven gebruikt om de speciale eigenschappen van de kern te verbeteren.

De additieven zijn:

(a) Kaolien of vuurklei om de stabiliteit te verbeteren.

(b) IJzeroxide (Fe ₂ O ₃ ) en aluminiumoxide (Al ₂ O ₃ ) om de sterkte te verbeteren.

(d) Melasse om bindingseigenschappen te verbeteren.

(e) organische additieven om de opvouwbaarheid te verbeteren, zoals ruw stof.

(f) Silica poeder, verf en grafiet gebonden met hars worden gebruikt om de oppervlakteafwerking te verbeteren.

Eigenschappen van goede kernmaterialen:

Een goede droge zandkern moet de volgende eigenschappen hebben om succesvol te kunnen worden gebruikt in het gietproces:

1. sterk:

Het moet sterk genoeg zijn om bestand te zijn tegen de turbulentie van gesmolten metaal. Het moet bestand zijn tegen erosie.

2. Hardheid:

Het moet in staat zijn om te worden gebakken om een goede hardheidssterkte te verkrijgen.

3. Permeabiliteit:

Het moet doorlaatbaar zijn om gemakkelijk de gevormde gassen te laten ontsnappen.

4. Refractoriness:

Het moet in hoge mate vuurvast van aard zijn om bestand te zijn tegen hoge temperaturen van het gesmolten metaal.

5. Dimensiestabiliteit:

Het moet stabiel zijn qua maatnauwkeurigheid, vorm en grootte tijdens gieten en stollen.

6. Minimale gasvorming:

Kernmateriaal moet minimale gassen genereren, terwijl het wordt onderworpen aan gesmolten metaal tijdens het gietproces.

7. Goede afwerking van het oppervlak:

Het kernoppervlak moet glad genoeg zijn om een goede oppervlakteafwerking van het gietstuk te bieden.

8. Voldoende inklapbaar:

De kernen moeten voldoende inklapbaar zijn, dwz gemakkelijk verwijderen van de kern uit het gietstuk na stolling.

Core Prints:

De kernafdrukken zijn extra uitsteeksels op het patroon die een uitsparing in de vorm vormen om de kern in de juiste positie te houden en te positioneren. Er zijn verschillende soorten kernafdrukken, bijv. Verticale, horizontale, in evenwicht brengende, hangende en neerhangende kernafdrukken.

Core Shifting:

De kernen, terwijl ze een metaal bevatten, verschuiven hun positie vanwege de turbulente werking van het gesmolten metaal. Ook vanwege de opwaartse stuwkracht van het gesmolten metaal hebben dunne kernen de neiging om gemakkelijk te zweven en verschoven van hun juiste positie.

Om verschuiven te voorkomen, wordt het gewicht van de kern verhoogd door stalen staven, staaldraden, dunne pijpen, enz. In te bouwen tijdens het maken van de kern. Dit staat bekend als het versterken van de kern.

Core Chaplets:

Als de kernlengte lang is en de eindsteunen zich op grotere afstand van elkaar bevinden, zal de kern uitzakken tijdens het gieten van heet gesmolten metaal.

In dergelijke gevallen worden chaplets gebruikt om deze gebreken te verhelpen. Chaplets zijn zo ontworpen om de kern te ondersteunen en te voorkomen dat ze doorhangen.

De kapjes zijn gemaakt van hetzelfde materiaal als het gietmetaal om een integraal onderdeel van het gietstuk te worden. Enkele veel gebruikte chaplets worden getoond in Fig. 3.14.

Core Chills:

De kern rillingen zijn de metalen stukken, hetzij ingevoegd of geplaatst om het oppervlak van het gietstuk aan te raken om het stollingsproces te versnellen in dat specifieke gedeelte waar het langzaam is. Het dunnere gebied stolt sneller, waardoor spanningen en vervorming van het gietstuk ontstaan.

Daarom is het noodzakelijk om een middel te verschaffen dat de stolling (koeling) snelheid op alle secties van het gietstuk uniform zal maken.

De rillingen zijn van de volgende twee soorten:

(i) Interne kilte:

Een interne kou wordt geplaatst in een mal op zijn plaats waar het gebied verhoudingsgewijs groot is om uniforme stolling door het gehele gietstuk te helpen.

Dit wordt getoond in Fig. 3.15: