The traditional method of casting m

The traditional method of casting metals is in sand molds and has been used for
millennia. Sand casting is still the most prevalent form of casting; in the United
States alone, about 15 million metric tons of metal are cast by this method each year.
Typical applications of sand casting include machine bases, large turbine impellers,
propellers, plumbing fixtures, and a wide variety of other products and components.
The capabilities of sand casting are given in Table 11.2.
Sand casting basically consists of (a) placing a pattern, having the shape of the part
to be cast, in sand to make an imprint, (b) incorporating a gating system, (c) removing
the pattern and filling the mold cavity with molten metal, (d) allowing the metal to
cool until it solidifies, (e) breaking away the sand mold, and (f) removing the casting
(Fig. 11.2).
Sands. Most sand-casting operations use silica sand (SiO2 ) as the mold material.
Sand is inexpensive and is suitable as a mold material because of its high-temperature
characteristics and high melting point. There are two general types of sand: naturally
bonded (bank sand) and synthetic (lake sand). Because its composition can be
controlled more accurately, synthetic sand is preferred by most foundries.
Several factors are important in the selection of sand for molds, and certain tradeoffs
with respect to properties have to be considered. Sand having fine, round grains
can be packed closely and thus forms a smooth mold surface. Although fine-grained
sand enhances mold strength, the fine grains also lower mold permeability (where fluids
and gases can pass through pores). Good permeability of molds and cores allows
gases and steam evolved during the casting process to escape easily. The mold also
should have good collapsibility, in order to
allow the casting to shrink while it is cooling,
and thus prevent defects in the casting, such as
hot tearing and cracking shown in Fig. 10.12.
FIGURE 11.3 Schematic illustration of a sand mold, showing various
features.
Types of Sand Molds. Sand molds (Fig. 11.3)
are characterized by the types of sand that
comprise them and by the methods used to
produce them. There are three basic types of
sand molds: (a) green-sand, (b) cold-box, and
(c) no-bake molds. The most common mold
material is green molding sand, a mixture of
sand, clay, and water. The term “green” refers
to the fact that the sand in the mold is moist or
damp while the metal is poured into it.
Green-sand molding is the least expensive
method of making molds, and the sand is
recycled easily for subsequent reuse. In the
skin-dried method, the mold surfaces are dried, either by storing the mold in air or
by drying it with torches. Because of their higher strength, these molds are generally
used for large castings.
In the cold-box mold process, various organic and inorganic binders are blended
into the sand to bond the grains chemically for greater strength. These molds are more
dimensionally accurate than green-sand molds, but are more expensive to make.
In the no-bake mold process, a synthetic liquid resin is mixed with the sand, and
the mixture hardens at room temperature. Because the bonding of the mold in this
and in the cold-box process takes place without heat, they are called cold-setting
processes.
Sand molds can be oven dried (baked) prior to pouring the molten metal; they
then become stronger than green-sand molds and impart better dimensional accuracy
and surface finish to the casting. However, this method has drawbacks in that (a) distortion
of the mold is greater; (b) the castings are more susceptible to hot tearing,
because of the lower collapsibility of the mold; and (c) the production rate is lower,
because of the considerable drying time required.
The major features of molds in sand casting are:
1. The flask, which supports the mold itself. Two-piece molds consist of a cope
on top and a drag on the bottom; the seam between them is the parting line.
When more than two pieces are used in a sand mold, the additional parts are
called cheeks.
2. A pouring basin or pouring cup, into which the molten metal is poured.
3. A sprue, through which the molten metal flows downward.
4. The runner system, which has channels that carry the molten metal from the
sprue to the mold cavity. Gates are the inlets into the mold cavity.
5. Risers, which supply additional molten metal to the casting as it shrinks during
solidification. Two types of risers—a blind riser and an open riser—are shown
in Fig. 11.3.
6. Cores, which are inserts made from sand; they are placed in the mold to form
hollow regions or otherwise define the interior surface of the casting. Cores
also are used on the outside of the casting to form features, such as lettering or
numbering.
QR Code 11. 1 Sand core
production. (Source: Courtesy
of Alcast Technologies,
Ltd.)
7. Vents, which are placed in molds to carry off gases produced when the molten metal c

Kết quả (Việt) 1:

Các phương pháp truyền thống của đúc kim loại trong khuôn cát và đã được sử dụng choThiên niên kỷ. Cát đúc vẫn là hình thức phổ biến nhất của đúc; ở Hoa KỳKỳ một mình, khoảng 15 triệu tấn kim loại được đúc bằng phương pháp này mỗi năm.Các ứng dụng tiêu biểu của cát đúc bao gồm các cơ sở máy, cánh bơm lớn tua-bin,cánh quạt, đồ đạc ống nước, và một loạt các sản phẩm và linh kiện khác.Khả năng của đúc cát được đưa ra trong bảng 11.2.Cát đúc về cơ bản bao gồm (a) đặt một mô hình, có hình dạng của phầnđược đúc cát để làm cho nhánh nhà xuất bản một, (b) kết hợp với một hệ thống gating, (c) loại bỏCác mô hình và làm đầy khoang nấm mốc với kim loại nóng chảy, (d) cho phép kim loạimát cho đến khi nó củng cố, (e) vi phạm đi cát khuôn, và (f) loại bỏ các đúc(Hình 11.2).Cát. Đặt sand-casting hoạt động sử dụng silica cát (SiO2) như là vật liệu khuôn.Cát là rẻ và phù hợp như là một vật liệu khuôn vì nhiệt độ cao của nóđặc điểm và điểm nóng chảy cao. Có hai loại cát tướng: tự nhiênkho ngoại quan (ngân hàng cát) và tổng hợp (hồ cát). Vì thành phần của nó có thểkiểm soát chính xác hơn, tổng hợp cát được ưa thích bởi hầu hết foundries.Một số yếu tố rất quan trọng trong việc lựa chọn của cát khuôn mẫu, và cân bằng nhất địnhĐối với tài sản có thể được xem xét. Cát có tốt đẹp, vòng loại ngũ cốccó thể được đóng gói chặt chẽ và do đó tạo thành một bề mặt mịn khuôn. Mặc dù chi tiếtCát tăng cường sức mạnh của nấm mốc, phạt ngũ cốc cũng thấp hơn khuôn thấm (nơi chất lỏngvà khí có thể vượt qua thông qua các lỗ chân lông). Tốt tính thấm của khuôn và lõi cho phépkhí và hơi nước phát triển trong quá trình đúc để thoát khỏi một cách dễ dàng. Nấm mốc cũngcần phải có tốt collapsibility, đểcho phép các đúc thu hẹp lại trong khi nó là làm mát,và do đó ngăn ngừa các Khuyết tật trong đúc, chẳng hạn nhưnóng rách và nứt Hiển thị trong hình 10,12.HÌNH 11.3 sơ đồ minh họa của một khuôn cát, Hiển thị khác nhauCác tính năng.Các loại cát khuôn mẫu. Cát khuôn mẫu (hình 11.3)được đặc trưng bởi các loại cát đóbao gồm họ và bằng các phương pháp được sử dụng đểsản xuất chúng. Có ba loại hình cơ bảncát khuôn: (a) màu xanh lá cây-cát, (b) hộp lạnh, và(c) no-bake khuôn mẫu. Các mốc phổ biến nhấtvật liệu này là màu xanh lá cây đúc cát, một hỗn hợp củacát, đất sét và nước. Thuật ngữ "xanh" dùngđể thực tế là cát tại các mốc ẩm hoặcẩm ướt trong khi kim loại được đổ vào nó.Màu xanh lá cây cát đúc là ít tốn kémphương pháp làm khuôn mẫu, và cáttái chế một cách dễ dàng để tái sử dụng tiếp theo. Trong cácphương pháp sấy khô da, khuôn mặt được sấy khô, hoặc bằng cách lưu trữ các mốc trong không khí hoặcbằng cách làm khô nó bằng ngọn đuốc. Vì độ bền cao, những khuôn mẫu nói chungđược sử dụng để đúc lớn.Trong quá trình lạnh-hộp khuôn, đính hữu cơ và vô cơ khác nhau được pha trộnvào cát để liên kết các hạt hóa học cho sức mạnh lớn hơn. Các khuôn có nhiềuchiều chính xác hơn so với màu xanh lá cây-cát khuôn mẫu, nhưng là tốn kém hơn để thực hiện.Trong quá trình no-bake khuôn, một loại nhựa tổng hợp chất lỏng được trộn với cát, vàhỗn hợp cứng lại ở nhiệt độ phòng. Bởi vì các liên kết của các mốc nàyvà trong hộp lạnh quá trình diễn ra nếu không có nhiệt, chúng được gọi là khung cảnh lạnhquy trình.Cát khuôn mẫu có thể là lò sấy khô (nướng) trước khi đổ kim loại nóng chảy; họsau đó trở nên mạnh mẽ hơn so với màu xanh lá cây-cát khuôn mẫu và truyền đạt tốt hơn chính xác chiềuvà bề mặt kết thúc để đúc. Tuy nhiên, phương pháp này có nhược điểm trong đó sự biến dạng (a)của khuôn là lớn hơn; (b) các đúc dễ bị nóng rách,vì collapsibility thấp hơn của nấm mốc; và (c) tỷ lệ sản xuất thấp hơn,bởi vì đáng kể thời gian sấy cần thiết.Các tính năng chính của khuôn trong cát đúc là:1. flask, mà hỗ trợ các mốc chính nó. Bồn cầu hai khối khuôn mẫu bao gồm một đối phótrên đầu trang và kéo về phía dưới; mối nối giữa chúng là dòng chia tay.Khi nhiều hơn hai phần được sử dụng trong một khuôn cát, các bộ phận bổ sung làgọi là má.2. một lòng chảo đổ hoặc đổ cup, vào đó kim loại nóng chảy được đổ.3. một sprue, mà qua đó kim loại nóng chảy chảy xuống.4. Hệ thống á hậu, có các kênh mang kim loại nóng chảy từ cácsprue vào khoang nấm mốc. Cổng có cửa hút gió vào khoang nấm mốc.5. risers, cung cấp bổ sung các kim loại nóng chảy để đúc như nó co lại trongsolidification. Hai loại risers — riser mù và một riser mở — sẽ được hiển thịtrong hình 11.3.6. lõi, được chèn được làm từ cát; chúng được đặt trong khuôn mẫurỗng vùng hoặc nếu không xác định các bề mặt nội thất của các đúc. Lõicũng được sử dụng bên ngoài đúc mẫu tính năng, chẳng hạn như ký tự hoặcđánh số.Mã QR 11. 1 lõi cátsản xuất. (Nguồn: lịch sựcông nghệ Alcast,Công ty TNHH)7. lỗ thông hơi, mà được đặt trong các khuôn mẫu để mang ra khí sản xuất khi c kim loại nóng chảy