Kerne und Gießen von Metallen

Nachdem Sie diesen Artikel gelesen haben, werden Sie Folgendes lernen: 1. Bedeutung der Kerne 2. Typen 3. Materialien 4. Drucke 5. Verschieben 6. Kapseln 7. Schüttelfrost.

Bedeutung der Kerne:

Kern ist eine vorbereitete Form der Form. Es wird verwendet, um innere Hohlräume, Aussparungen oder Vorsprünge im Gussteil bereitzustellen. Es wird normalerweise nach dem Entfernen des Musters in eine Form positioniert.

Ein Kern wird normalerweise aus Sand bester Qualität hergestellt und in der gewünschten Position im Formhohlraum platziert. Kerndrucke werden auf beiden Seiten des Musters hinzugefügt, um Eindrücke zu erzeugen, die es ermöglichen, den Kern an beiden Enden zu unterstützen und zu halten.

Wenn das geschmolzene Metall gegossen wird, fließt es um den Kern herum und füllt den Rest des Formhohlraums. Kerne sind extrem strengen Bedingungen ausgesetzt und müssen daher eine sehr hohe Erosionsbeständigkeit, außergewöhnlich hohe Festigkeit, gute Permeabilität, gute Feuerfestigkeit und ausreichende Zusammenfallbarkeit aufweisen.

Im Kern sind spezielle Entlüftungslöcher vorgesehen, damit Gase leicht entweichen können. Manchmal werden Kerne mit kohlenstoffarmen Stahldrähten oder sogar Gusseisengittern (bei großen Kernen) verstärkt, um Stabilität und Schrumpffestigkeit zu gewährleisten.

Arten von Kernen:

Im Allgemeinen gibt es zwei Arten von Kernen:

1. Grüner Sandkern:

Ein durch das Muster selbst gebildeter Kern aus demselben Sand, der für die Form verwendet wird, wird als grüner Sandkern bezeichnet. Das Muster ist so gestaltet, dass es den Kern aus grünem Sand bildet. Der heilige Teil des Musters erzeugt den grünen Sandkern. Sie ist in Abb. 3.11 (a) dargestellt.

2. Trockener Sandkern:

Ein Kern wird separat in Kernkästen aufbereitet und getrocknet, was als trockener Sandkern bezeichnet wird. Die trockenen Sandkerne werden auch Prozesskerne genannt. Sie sind in verschiedenen Größen, Formen und Ausführungen je nach Bedarf erhältlich. Ein trockener Sandkern ist in Abb. 3.11 dargestellt. (b).

Einige übliche Arten von Trockensandkernen sind:

(i) horizontaler Kern:

Der horizontale Kern ist der gebräuchlichste Kerntyp und liegt horizontal an der Trennfläche der Form. Die Enden des Kerns ruhen in den Sitzen, die der Kern auf das Muster druckt. Diese Art von Kern kann dem Turbulenzeffekt der gegossenen Metallschmelze standhalten. Ein horizontaler Kern für die Zahnradform ist in Abb. 3.11 (c) dargestellt.

(ii) vertikaler Kern:

Der vertikale Kern ist vertikal angeordnet, wobei ein Teil des Abschnitts im Sand liegt. Normalerweise wird die Oberseite und die Unterseite des Kerns verjüngt, auf der Oberseite jedoch größer als unten. Ein vertikaler Kern ist in Abb. 3.11 (d) dargestellt.

(iii) Balance Core:

Der Ausgleichskern erstreckt sich nur auf einer Seite der Form. Für den Balance-Kern ist nur ein Kerndruck auf dem Muster verfügbar. Dies ist am besten geeignet, wenn das Gussteil nur eine seitliche Öffnung hat. Dies dient zur Herstellung von Sacklöchern oder Aussparungen im Gussteil. Ein Ausgleichskern ist in Abb. 3.12 (e) dargestellt.

(iv) hängender Kern:

Der hängende Kern hängt senkrecht in der Form. Dies wird entweder durch Aufhängen von Drähten erreicht, oder der Kernkragen liegt in dem Kragenhohlraum, der im oberen Teil der Form erzeugt wird. Diese Art von Kern hat keine Unterstützung von unten. Ein hängender Kern ist in Abb. 3.11 (h) dargestellt.

(v) Drop Core:

Der Fallkern wird verwendet, wenn der Kern entweder über oder unter der Trennlinie platziert werden muss. Ein Drop-Core ist in Abb. 3.11 (J) dargestellt. Dieser Kern wird auch als Flügelkern, Schwanzkern, Stuhlkern usw. bezeichnet.

(vi) Kusskern:

Der Kiss-Kern wird verwendet, wenn eine Anzahl von Löchern mit geringerer Dimensionsgenauigkeit erforderlich ist. In diesem Fall werden keine Kerndrucke bereitgestellt und folglich ist für den Kern kein Sitz verfügbar. Der Kern wird ungefähr zwischen dem Griff und dem Widerstand in Position gehalten und wird daher als Kiss-Kern bezeichnet.

Ein Kusskern ist in Abb. 3.11 (g) dargestellt:

Kernmaterialien:

Die Zusammensetzungen des Kernmaterials sind die Mischung aus Sand, Bindemitteln und Zusatzstoffen. Kernsande sind Siliciumdioxid, Zirkon, Olivin usw. und Kernbindemittel sind Kernöle, Harze, Melasse, Dextrin usw., die im Allgemeinen zur Herstellung von Kernmaterialien verwendet werden.

Sand enthält mehr als 5% Ton und verringert nicht nur die Permeabilität, sondern auch die Kollapsierbarkeit und ist daher nicht für die Kernherstellung geeignet.

Der üblicherweise verwendete Kernsand ist eine Mischung aus folgenden Elementen:

(i) Kernsand:

Der Sand kann grüner Sand sein für kleinere Gussteile und eine Mischung aus Lehm, grünem Sand und Betonien für schwereres Gießen. Die Kerne sind im Ofen hinterlegt, um ihre Feuchtigkeit abzutrocknen. Die trockenen Sandkerne sind stärker als Grün und Kerne. Außerdem ist der Sand mit abgerundeten Körnern am besten für die Kernherstellung geeignet, da er eine bessere Permeabilität aufweist als der eckige Sand der Körner.

(ii) Ölsand:

Ölsand kann für fast jede Sandgussanwendung verwendet werden.

Eine typische Zusammensetzung von Ölsand ist:

Sand 95 - 96%

Getreidemehl 1 - 1, 05%

Kernöl 1 - 1, 5%

Wasser 1 - 2%

Bentonit 0, 1 - 0, 3%

Ölsand ist bei der Kernherstellung sehr beliebt, weil:

(a) Sie bekommen gute Kraft.

(b) Sie bieten eine hervorragende Oberflächengüte.

(iii) Harzsand:

Hierbei handelt es sich um duroplastische oder thermoplastische Bindemittel wie Kolophonium, Phenol, Harnstoff, Furan, Formaldehyd usw., um gute Bindungen an Sand zu erhalten. Sie werden aufgrund ihrer hohen Festigkeit, geringen Gasbildung, hervorragenden Faltbarkeit, Beständigkeit gegen Feuchtigkeitsabsorption, besserer Dimensionsgenauigkeit beim Gießen usw. allgemein üblich.

(iv) CO ₂ - Natriumsilicatsand:

Quarzsand und Natriumsilicat (3-4%) werden im Kern gerammt und dann wird CO ₂ -Gas durch Sand geleitet, um den Kern hart zu machen. Solche Kerne werden für sehr große Gussteile verwendet. Sie brauchen nicht zu trocknen und sind daher eine sehr schnelle Methode der Kernherstellung.

(v) Kernbinder:

Natursand hat keine ausreichenden Bindungseigenschaften und daher werden einige Bindemittel verwendet, um die Bindefestigkeit von Kernsand zu verbessern. Die Funktion von Bindemitteln besteht darin, die Sandkörner zusammenzuhalten und dem Kern eine bessere Festigkeit zu verleihen.

Es werden zwei Arten von Bindemitteln verwendet:

ein. Anorganische Bindemittel:

Dazu gehören Schamott, Bentonit, Limonit, Silikapulver, Eisenoxid, Aluminiumoxid usw. Sie sind sehr feines Pulver und werden häufig verwendet.

b. Organische Bindemittel:

Dazu gehören Kernöle wie Erdöl, Pflanzenöl, Leinöl, Maisöl, Malasse und Dextrin. Organische Bindemittel werden schnell härter und sorgen für gute Festigkeit.

(vi) Kernadditive:

Neben Kernsand und Kernbindemittel werden einige Zusatzstoffe verwendet, um die besonderen Eigenschaften des Kerns zu verbessern.

Die Zusatzstoffe sind:

(a) Kaolin oder Schamotte zur Verbesserung der Stabilität.

(b) Eisenoxid (Fe ₂ O ₃ ) und Aluminiumoxid (Al ₂ O ₃ ) zur Verbesserung der Heißfestigkeit.

(d) Melasse zur Verbesserung der Bindungseigenschaften.

(e) organische Zusätze zur Verbesserung der Faltbarkeit wie Rohstaub.

(f) Zur Verbesserung der Oberflächengüte werden Silicapulver, Farben und mit Harz gebundener Graphit verwendet.

Eigenschaften guter Kernmaterialien:

Ein guter trockener Sandkern muss folgende Eigenschaften aufweisen, um erfolgreich im Gießprozess eingesetzt zu werden:

1. stark:

Es sollte stark genug sein, um der Turbulenzkraft von geschmolzenem Metall standzuhalten. Es sollte erosionsbeständig sein.

2. Härte:

Es sollte in der Lage sein, gebacken zu werden, um eine gute Härte zu erreichen.

3. Durchlässigkeit:

Es muss durchlässig sein, damit die gebildeten Gase leicht entweichen können.

4. Feuerfestigkeit:

Es muss von Natur aus hochschmelzend sein, um hohen Temperaturen der Metallschmelze standzuhalten.

5. Dimensionsstabilität:

Es sollte während des Gießens und Erstarrens in Bezug auf Maßhaltigkeit, Form und Größe stabil sein.

6. Minimale Gasbildung:

Das Kernmaterial sollte ein Minimum an Gasen erzeugen, während es im Gussprozess geschmolzenem Metall ausgesetzt wird.

7. Gutes Oberflächenende:

Die Kernoberfläche sollte glatt genug sein, um eine gute Oberflächengüte des Gussteils zu erzielen.

8. Ausreichend zusammenlegbar:

Die Kerne müssen ausreichend zusammenlegbar sein, dh der Kern kann nach dem Erstarren leicht aus dem Gussstück entfernt werden.

Kerndrucke:

Die Kerndrucke sind zusätzliche Vorsprünge auf dem Muster, die Aussparungen in der Form bilden, um den Kern in seiner richtigen Position zu halten und zu positionieren. Es gibt verschiedene Arten von Kerndrucken, z. B. vertikale, horizontale, Auswucht-, Hänge- und Drop-Kerndrucke.

Kernverschiebung:

Während die Kerne ein Metall enthalten, verschieben sie ihre Position aufgrund der turbulenten Wirkung der Metallschmelze. Aufgrund des Schubes des geschmolzenen Metalls nach oben neigen dünne Kerne dazu, leicht zu schweben und aus ihrer rechten Position verschoben zu werden.

Um ein Verschieben zu vermeiden, wird das Gewicht des Kerns durch Einbetten von Stahlstäben, Stahldrähten, dünnen Rohren usw. während der Kernherstellung erhöht. Dies ist als Verstärkung des Kerns bekannt.

Kernkapellen:

Wenn die Kernlänge groß ist und die Endstützen einen höheren Abstand zueinander haben, sackt der Kern während des Gießens von heißem geschmolzenem Metall ab.

In solchen Fällen werden zur Überwindung dieser Defekte Kapellen verwendet. Chaplets sind so konzipiert, dass sie dem Kern Halt geben und ihn am Durchhängen hindern.

Die Kapseln bestehen aus demselben Material wie das Gussmetall, um ein integraler Bestandteil des Gussstücks zu werden. Einige häufig verwendete Kapellen sind in Abb. 3.14 dargestellt.

Core Chills:

Die Kernschüttungen sind die Metallteile, die entweder eingesetzt oder so angeordnet sind, dass sie die Oberfläche des Gussteils berühren, um den Erstarrungsprozess an diesem bestimmten Abschnitt zu beschleunigen, wo er langsam ist. Der dünnere Bereich verfestigt sich schneller und erzeugt Spannungen und Verzerrungen des Gusses.

Daher ist es notwendig, ein Mittel bereitzustellen, das die Verfestigungs- (Kühl-) Geschwindigkeit in allen Abschnitten des Gussteils vereinheitlicht.

Es gibt zwei Arten von Schüttelfrost:

(i) Interne Kühlung:

Ein innerer Kühler wird an einer Stelle in eine Form eingebracht, wo der Bereich vergleichsweise groß ist, um eine gleichmäßige Erstarrung während des Gusses zu unterstützen.

Dies ist in Abb. 3.15 dargestellt: