Металл куюу: процесси, ыкмалары, ыкмалары

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2023-12-17 10:34

Металл - бардык заманбап цивилизациянын негизи. Бир жылдын ичинде азыркы адамзат ушундай көлөмдөгү темирди бөлүп алып, иштетет, аны бүткүл дүйнө жок дегенде бир-эки кылымга чейин тандап алат. Жана бул муктаждык толук негиздүү, анткени курулуштун өзү эле укмуштуудай көп болотту талап кылат. Мындай шарттарда металл куюу дайыма жакшырып жаткандыгы таң калыштуу эмес.

Бир аз тарых

Темирдин эң негизги өзгөчөлүгүн кабыл алуу, катып калуу, ага «сунушталган» формасы байыркы заманда эле байкалган. Бүгүнкү күндө дээрлик бардык окумуштуулар адамдын металл менен алгачкы таанышуусу метеориттердин аркасында болгон деп эсептешет. Метеориттик темир эригич жана иштетүү оңой болгон, ошондуктан куюунун негиздерин айрым жаңы цивилизациялар көп убакыт мурун изилдеп келишкен.

Биздин өлкөдө металл куюу кылымдар бою кадыр-барктуу жана ардактуу иш болуп келген, адамдар бул өнөргө ар дайым чоң урмат менен мамиле жасап келишкен. Орус чеберлеринин куюу чеберчилигинин шедеври болгон «Царь замбирек» менен «Царь коңгуроосу» элге кеңири таанымал, булар бири эч качан шыңгырап, экинчиси атпаса да. Улуу Петрдин тушунда Уралдын кастерлериармия үчүн ишенимдүү курал-жарак берүүчү катары өзгөчө атак-даңкка ээ болгон. Бирок алар бул наамды азыр да туура алып жүрүшөт. Металл куюунун негизги түрлөрүн карап чыгуудан мурун, чийки заттын талап кылынган мүнөздөмөлөрү жөнүндө бир нече сөз айтуу керек.

Куюу үчүн металл кандай болушу керек

Куюу үчүн колдонула турган металлдын эң негизги касиети анын суюктугу. Эритилген формадагы эритме бир тигельден экинчи тигелге мүмкүн болушунча оңой агып, анын эң кичине оюктарын толтурууга тийиш. Суюктук канчалык жогору болсо, даяр буюмда ошончолук ичке дубалдарды жасоого болот. начар жайылып металл менен, ал бир топ кыйын. Кадимки шарттарда, ал формадагы бардык боштуктарды толтургандан алда канча эрте басып алат. Бул металл эритмелерин куюуда өнөр жайчылар туш болгон кыйынчылык.

Чойун куюучу заводдун сүйүктүү материалы болуп калганы таң калыштуу эмес. Себеби, бул эритме эң сонун суюктукка ээ, аны менен иштөө салыштырмалуу жеңил. Болот ушунчалык суюктуктан алыс, ошондуктан калыпты толук толтуруу үчүн (көңдөйлөр жана боштуктар болбошу үчүн) ар кандай амалдарды колдонууга туура келет.

Эң жөнөкөй учурда, үйдө металл куюу талап кылынганда, чийки заттар эритип, майда бөлүкчөлөр менен сууга куюлат: мына ушундайча, атап айтканда, балык уулоо үчүн чөктүргүчтөрдү жасоого болот. Бирок бул ыкма курал-жарак өнөр жайында да кеңири колдонулат! Контуру боюнча муздаткыч мунарага окшош атайын мунаранын чокусунан эригенметалл. Структуранын бийиктиги ушунчалык кемчиликсиз пайда болгон, ансыз деле муздаган тамчы жерге жетет. Катуу өнөр жайлык масштабда ушундайча өндүрүлөт.

Жерден чыгаруу ыкмасы

Эң жөнөкөй жана байыркы ыкма бул металлды жерге куюу. Бирок анын "жөнөкөйлүгү" салыштырмалуу шарттуу түшүнүк, анткени бул иш өтө талыкпай даярдыкты талап кылат. Бул эмнени билдирет?

Биринчиден, моделдик цехте келечектеги кастингдин толук өлчөмдөгү жана эң деталдуу модели жасалат. Мындан тышкары, анын өлчөмү металл муздаганда чечип, анткени, алынышы керек продукт бир аз көбүрөөк болушу керек. Эреже катары, модель эки жарымынан ажыратылат.

Бул жасалгандан кийин атайын калыптоо күмү даярдалат. Эгерде келечектеги продукт ички боштуктарга жана боштуктарга ээ болушу керек болсо, анда таякчаларды, ошондой эле кошумча калыптандыруучу кошулманы даярдоо керек. Алар даяр бөлүгүндө "бош" болгон жерлерди убактылуу толтурушу керек. Эгер сиз үй шартында металл куюуга кызыксаңыз, бул фактыны эстен чыгарбаңыз, анткени антпесе буга чейин толтурулган колбаны басым менен үзүп салууга болот жана мунун кесепети эң кайгылуу болушу мүмкүн.

Калыпталуучу кумдар эмнеден жасалган?

Негизин ар кандай сорттогу кумдар жана чопо, ошондой эле бириктиргичтер түзөт. Алардын ролун табигый жана синтетикалык майлар, кургаткыч май, чайыр, канифоль жана ал тургай чайыр аткара алат.

Кийинки милдети калыптарды жасоо болгон калыпчылардын учуру келет. Түшүндүрүп берсеңизженил болсо, мындай жасалат: жыгач ящик алынып, ага калыптын жарымы салынат (ал да ажыратылат), моделдин дубалдары менен калыптын ортосундагы боштуктар калыптоочу композиция менен тыгылып калат.

Ошол эле экинчи жарымы менен жасалат жана эки бөлүгүн тең төөнөгүчтөр менен бекитиңиз. Белгилей кетчү нерсе, эки атайын конус куюлган учурда жогору турган форманын бөлүгүнө киргизилген. Алардын бири эриген металлды куюу үчүн, экинчиси - кеңейүүчү газдарды чыгаруу үчүн колдонулат.

Даярдоо фазасынын аягы

Эми операциянын эң маанилүү бөлүгүнө убакыт келди. Колбалар кумдун бүтүндүгүн бузууга жол бербөөгө аракет кылып, абдан кылдаттык менен бөлүнгөн. Андан кийин, келечектеги бөлүгүнүн эки так жана деталдуу издери жерде калат. Андан кийин алар атайын боёк менен капталган. Бул эриген металл кум жерге тике тийбеши үчүн жасалат. Металл куюу технологиясы буга жол бербеши керек, антпесе даяр продукциянын сапаты бир топ начарлап кетиши мүмкүн.

Эгер бул зарыл болсо, ошол эле учурда эритмени куюу үчүн зарыл болгон кошумча өтмөк кесилет. Колбалар кайрадан бүктөлүп, мүмкүн болушунча бекем туташтырылган. Кум бир аз кургаганда, куюп баштасаңыз болот.

Тышкы экранга чыгаруу

Биринчиден, купелдерде, башкача айтканда, атайын мештерде чоюн бланктары эритет. Эгерде болот куюу талап кылынса, анда сырьё домна, мартен, инвертор жана башка мештерде эритет. Кирүү үчүнтүстүү металлдардын эритүү абалы, атайын эритүүчү приборлорду колдонуңуз.

Баары, тышкы экранга чыгара баштасаңыз болот. Эгерде бир гана форма болсо, анда эритинди ага чөмүч менен жекече куюлат. Башка учурларда, эреже катары, конвейер уюштурулат: же бланкалары бар лента чөмүчтүн астына өтөт, же чөмүч колбалардын катарларынын үстүнөн жылат. Мунун баары өндүрүштү уюштурууга гана көз каранды. Мезгил келип, металл муздагандан кийин калыптан чыгарылат. Негизи, бул ыкма үйдө металл куюу талап кылынган учурларда идеалдуу келет (мисалы, уста үчүн). Мындай шарттарда мындан кемчиликсиз нерсе баары бир жетишпейт.

Кум жармалоочу же майдалоочу машиналар даяр продукциядан кабырчыктарды жана жабышкан калыптоочу кумду кетирет. Айтмакчы, бул ыкма Улуу Ата Мекендик согуш маалында танктарды чыгарууда активдүү колдонулган. Куйма мунаралар ушундайча чыгарылып, бул процесстин жөнөкөйлүгү жана жасоого жөндөмдүүлүгү фронтко абдан керек болгон көп сандагы аскердик машиналарды чыгарууга мүмкүндүк берди. Металл куюунун дагы кандай түрлөрү бар?

Белгилүү кастинг

Бирок азыр алар куюлган буюмдарды чыгарууда алда канча прогрессивдуу жана технологиялык прогрессивдуу ыкмаларды колдонушат. Мисалы, металлды муздаткыч калыпка куюу. Негизинен, бул ыкма көп жагынан жогоруда айтылганга окшош, анткени бул учурда куюу калыптары да колдонулат. Ошол эле учурда гана алар металл, бул ири өндүрүш процессин бир топ жөнөкөйлөтөт.

Ошентип, конустар жана таякчалар эки жарымга салынат (металл куюу жана боштуктарды түзүү үчүн) жанаанан аларды бири-бирине бекем бекит. Баары, сиз жумушка ала аласыз. Бул ыкманын өзгөчөлүгү - бул жерде эриген металл өтө тез катып калат, калыптарды мажбурлап муздатуу мүмкүнчүлүгү бар, демек, чыгаруу процесси алда канча тезирээк болот. Калыптарды жана кумдарды жекече даярдоого көп убакыт коротпостон, бир эле калып менен жүздөгөн, балким миңдеген куюуларды ала аласыз.

Усулдун кээ бир кемчиликтери

Бул куюу ыкмасынын кемчилиги ага эриген формадагы суюктуктун жогорулашы менен мүнөздөлгөн металлдардын түрлөрүнө гана ылайыктуу болуп саналат. Мисалы, болот үчүн басымдуу куюу гана ылайыктуу (төмөндө бул жөнүндө), анткени бул материал такыр эле жакшы суюктукка ээ эмес. Кысылган абанын таасири астында болоттун эң "ийилгич" сорттору талап кылынган форманы алда канча жакшыраак алышат. Жаман жери, кадимки муздак калыптын мындай экстремалдык өндүрүш шарттарына туруштук бере албайт жана кулап калат. Ошондуктан, биз төмөндө талкуулай турган атайын өндүрүш ыкмасын колдонушуңуз керек.

Инъекциялык калыптоо

Металлдарды басым астында куюу кандай жүргүзүлөт? Биз жогоруда кээ бир аспектилерди карап чыктык, бирок дагы эле бул маселени кененирээк ачып берүү зарыл. Баары абдан жөнөкөй. Биринчиден, көп баскычтуу, татаал ички формага ээ боло турган сапаттуу болоттон жасалган куюлуучу калып керек. Экинчиден, бизге жети жүздөн жети жүз МП чейин жеткире алган насостук жабдуулар керек.

Негизги артыкчылыгыбул эритүү ыкмасы жогорку өндүрүмдүүлүгү болуп саналат. Инжектордук форманы дагы эмне камсыз кылат? Мында металл алда канча аз сарпталат, ал эми даяр буюмдун беттик сапаты абдан жакшы. Акыркы жагдай тазалоо жана майдалоонун татаал жана бир топ каргашалуу процедурасынан баш тартууну билдирет. Даяр продукцияларды жана тетиктерди өндүрүү үчүн бул өндүрүш ыкмасы үчүн кандай материалдар эң жакшы материалдар?

Көбүнчө колдонулган эритмелер алюминий, цинк, жез жана калай-коргошун (түстүү металлдарды куюу) негизинде түзүлөт. Алардын эрүү температурасы салыштырмалуу төмөн, ошондуктан бүт процесстин өтө жогорку өндүрүштүк жөндөмдүүлүгүнө жетишилет. Мындан тышкары, бул чийки зат муздатуу боюнча салыштырмалуу аз чөкмө бар. Бул заманбап технологияны өндүрүүдө өтө маанилүү болгон өтө кичинекей толеранттуулуктагы тетиктерди чыгарууга мүмкүн экенин билдирет.

Бул ыкманын татаалдыгы, даяр продукцияны калыптардан бөлгөндө бузулушу мүмкүн. Мындан тышкары, бул ыкма салыштырмалуу аз дубал калыңдыгы менен бөлүктөрүн өндүрүү үчүн гана ылайыктуу болуп саналат. Чындыгында металлдын калың катмары өтө бирдей эмес катып калат, бул кабыктардын жана көңдөйлөрдүн пайда болушун алдын ала аныктайт.

Басым менен куюу үчүн орнотуулардын түрлөрү

Металл буюмдарын куюунун бул ыкмасында колдонулган бардык машиналар эки чоң топко бөлүнөт: ысык жана муздак куюу камерасы бар. "Ысык" сорт көбүнчө цинк негизиндеги эритмелер үчүн гана колдонулушу мүмкүн. Бул учурда куюу камерасынын өзү ысык металлга чөмүлдүрүлөт. Басым астындааба же атайын поршень менен куюлуучу көңдөйгө агып кетет.

Эреже катары, күчтүү инжектордук күч талап кылынбайт, 35-70 МПа чейин басым жетиштүү. Ошентип, бул учурда металл куюу үчүн калыптар бир топ жөнөкөй жана арзан болушу мүмкүн, бул буюмдун акыркы наркына абдан жагымдуу таасирин тийгизет. Муздак куюу калыптарында эриген металлды өзгөчө жогорку басым астында куюу камерасына терең «айдоо» керек. Ошол эле учурда, ал 700 МПа жетиши мүмкүн.

Инъекциялык формада жасалган тетиктер кайда колдонулат?

Алар бардык жерде. Телефондордо, компьютерлерде, камераларда жана кир жуугуч машиналарда бардык жерде ушул өзгөчө ыкма менен алынган деталдар бар. Айрыкча, машина курууда, анын ичинде авиация жана ал тургай космостук өнөр жайларга түздөн-түз байланыштуу болгондор кеңири колдонулат. Куюлган тетиктердин массасы бир нече граммдан 50 килограммга чейин (жана андан да жогору) өзгөрүшү мүмкүн. Металлдарды куюу жолу менен башка кандайдыр бир «иштетүү» колдонулушу мүмкүнбү? Ооба, дагы көптөгөн жолдор бар.

Мом куюу жоголду

Биз карап чыккан биринчи окуядагыдай эле, адам баласы ээриген металлды парафинден же момдон алдын ала даярдалган моделге куюунун ыкмасын байыркы замандан бери эле билет. Ал жөн гана колбага салынып, боштуктар калыптоо куму менен толтурулат. Эритме момду ээритип, эң идеалдуу түрдө негизги даярдалган материалдын көлөмүн толуктайт. Бул ыкма жакшы, анткени моделди колбадан чыгаруунун кереги жок. Мындан тышкары, ал жөн гана кемчиликсиз сапаттагы бөлүктөрүн алууга болот, бул куюу процессиметаллдарды автоматташтыруу салыштырмалуу оңой.

Shell casting

Эгерде куюу салыштырмалуу жөнөкөй болсо жана даяр продукциядан "космостук" күч талап кылынбаса, кабык калыптарга куюу ыкмасын колдонсо болот. Алар эзелтеден бери жасалып, негиз катары майда кварц күмү жана чайыр колдонулат. Бүгүнкү күндө, албетте, акыркы катары ар кандай синтетикалык кошулмалар колдонулат.

Андан кийин эки жарымдан турган жыйыла турган металл моделдер алынып, болжол менен 300 градус Цельсийге чейин ысытылган бетке коюлат. Андан кийин калыптоо аралашмасы (кумдан жана кургак чайырдан) ошол эле жерге куюлуп, металл моделдердин бетин толугу менен жаап турат. Жылуулуктун таасири астында чайыр эрип, кумдун калыңдыгында кыйла күчтүү “колба” пайда болот.

Баары бир аз муздагандан кийин металл куймаларын алып салууга болот, ал эми кумду «куруу» үчүн мешке жөнөтсө болот. Андан кийин жетишерлик күчтүү формалар алынат: алардын эки жарымын бириктирип, аларга эриген металлды куюуга болот. Металл куюунун дагы кандай ыкмалары бар?

Центрифугалык куюу

Мында эритме атайын формага куюлат, ал горизонталдык же вертикалдык проекцияда өтө жогорку ылдамдыкта айланат. Күчтүү бирдей колдонулган борбордон четтөөчү күчтөрдүн аракетинин натыйжасында металл калыптын бардык боштуктарына тегиз агып, ошону менен даяр продукциянын жогорку сапатына жетишет. Бул куюу ыкмасы түтүктөрдүн ар кандай түрлөрүн өндүрүү үчүн идеалдуу келет. Бул бир кыйла бирдей калыңдыгын түзүүгө мүмкүндүк беретдубалдар, буга "статикалык" ыкмаларды колдонуу менен жетишүү өтө кыйын.

Электрошлактарды куюу

Металлдарды куюунун заманбап деп атоого боло турган жолдору барбы? Электрослак куюу. Мында суюк металл адегенде мурда даярдалган чийки затка кубаттуу электр жаа разряддары менен аракет кылуу менен алынат. Арксыз ыкманы темир шлак менен чогулган жылуулуктан эригенде да колдонсо болот. Бирок акыркысына күчтүү разряддар таасир этет.

Мындан кийин бүт процессте аба менен эч качан байланышта болбогон суюк металл кристаллдашуу камерасына кирет, ал «айкалыштырып» да куюлуучу калып болуп саналат. Бул ыкма салыштырмалуу жөнөкөй жана массалык куюу үчүн колдонулат, аларды даярдоо үчүн көп шарттарды сактоо талап кылынбайт.

Вакуумдук толтуруу

Алтын, титан, дат баспас болот сыяктуу "жогорку" материалдарга гана тиешелүү. Бул учурда металл вакуум шартында эритип, андан кийин тез (ошол эле шарттарда) калыптарга бөлүштүрүлөт. Метод жакшы, анткени аны колдонууда аба көңдөйүнүн жана буюмдагы көңдөйлөрдүн пайда болушу дээрлик жокко чыгарылат, анткени ал жердеги газдардын саны минималдуу. Бул учурда куймалардын салмагы жүз же эки килограммдан ашпоого тийиш экенин эстен чыгарбоо керек.

Көбүрөөк бөлүктөрүн алса болобу?

Ооба, мындай технология бар. Бирок аны бир эле мезгилде жуз тонна болот иштетилген учурларда гана колдонууга болот.жана башкалар. Адегенде металл вакуумдук шарттарда эритип, андан кийин калыптарга эмес, атайын калыптоочу чөмүчкө куюлат, алар да алардын көңдөйүнө аба кирүүдөн корголгон.

Андан кийин даяр эритинди калыптарга бөлүштүрсө болот, андан аба да мурун насос менен сордурулуп алынган. Мындай технологиялык процесстин натыйжасында алынган болот бир топ кымбат турат. Ал эң жогорку сапаттагы бланкаларды жана тетиктерди алуу талап кылынганда, ошол эле куюунун кээ бир түрлөрү сыяктуу эле согуу үчүн колдонулат.

Газдаштырылган (күйүп кеткен) үлгүлөргө куюу

Куюунун сапаты жана жөнөкөйлүгү боюнча бул ыкма эң кирешелүү ыкмалардын бири болуп саналат, ошондуктан ал заманбап өнөр жайда барган сайын кеңири колдонулууда. Өндүрүшү жылдан-жылга көбөйүп жаткан мындай металл куюу Кытайда жана АКШда өзгөчө популярдуу, анткени бул эки өлкөнүн өнөр жай базалары жогорку сапаттагы болотко эң чоң муктаждык менен айырмаланат. Бул ыкманын артыкчылыгы, салмагы жана өлчөмү боюнча эч кандай чектөөлөрсүз куймаларды чыгарууга мүмкүндүк берет.

Көп жагынан бул ыкма жогоруда айтылгандарга окшош: мисалы, бул учурда негизги модел момдон же пластилинден эмес, азыр кеңири таралган көбүктөн колдонулат. Бул материалдын өзүнүн өзгөчөлүгү бар болгондуктан, туташтыргыч кум аралашмасы 50 кПа жакын басымда колбага салынат. Көбүнчө бул ыкма 100 граммдан эки тоннага чейинки салмактагы тетиктерди жасоо зарыл болгон учурларда колдонулат.

Бирок, биз буга чейин эле кээ бир катуу чектөөлөрдү айтканбызөлчөмү маалымат жок. Ошентип, бул куюу ыкмасын колдонуу менен, ал тургай, кеме кыймылдаткычтары үчүн компоненттери, эч качан "жупуну" өлчөмү боюнча өндүрүлүшү мүмкүн. Металл сырьёсунун ар бир тоннасына темендегудей елчемде кошумча материалдар сарпталат:

• Таза кум кварц - 50 кг.
• Өзгөчө жабышпаган каптоо - 25 кг.
• Гранулдашкан пенополистирол - 6 кг.
• Тыгыз полиэтилен пленкасы - 10 кв. м.

Бардык калыптоочу кумдар эч кандай кошумча кошулмалары жана кошумчалары жок таза кварц кумдары. Бул болжол менен 95-97% кайра колдонууга болот, бул экономиканы бир топ жакшыртат жана процесстин баасын төмөндөтөт.

Ошентип, металл куюу (процесстин физикасын биз жарым-жартылай караганбыз) «көп кырдуу» көрүнүш, анткени бүгүнкү күндө көптөгөн жаңы ыкмалар бар. Ошол эле учурда заманбап өнөр жай бир нече миң жыл мурун колдонулуп келген ыкмаларды колдонуп, аларды азыркы реалдуулуктарга бир аз ыңгайлаштырууда.