Очистка литых деталей — как работает удаление песка с помощью дробеструйной обработки?
После процесса литья обязательно необходимо провести очистку: надежно удалите песок!
Удаление песка относится к классическим методам дробеструйной очистки и также называется выемкой песка. Часто оно служит предварительной стадией резки или процесса нанесения покрытия и применяется в различных отраслях, таких как автомобилестроение, машиностроение и авиакосмическая промышленность.
Хотя песчаное литье является старейшим и наиболее распространенным литейным методом, наряду с ним также используются центрифугальное литье, точное литье, ядерное литье и другие специфические методы производства. Каждый конкретный литейный процесс предъявляет свои особые требования к полной очистке литой заготовки, для которой почти всегда подходит дробеструйная обработка.
Для удаления песка требуется энергоемкий процесс с проникающим абразивом, который наиболее эффективно можно реализовать с помощью турбинной или центробежной дробеструйной установки.
Конкретные детали, которые в промышленной практике часто требуют быстрого удаления песка, включают блоки двигателей от автомобильной промышленности до судостроения, каналы для масла и охлаждающей воды, детали подвески, компоненты двигателей или корпуса коробок передач.
Почему удаление песка с литых деталей — это экстремальная нагрузка для каждой дробеструйной установки?
Удаление песка с деталей литейного производства предъявляет высокие требования к прочности дробеструйной установки. Острые и твердые литейные пески, агрессивный абразив и остатки на деталях, такие как окалина, вызывают высокий износ оборудования. Поэтому в установках для удаления песка с литых деталей необходимо обеспечить постоянное удаление крупных частиц, таких как остатки ядер и заусенцев, с одной стороны, и песка — с другой. Регулярное техническое обслуживание обязательно.
Особенно стойкими и долговечными оказались дробеструйные камеры из мангановой стали, которые могут быть дополнительно оснащены защитными плитами из чугуна. Они обеспечивают длительный срок службы машины даже при интенсивной дробеструйной обработке. Еще одним эффективным и новым подходом к борьбе с износом внутренней части дробеструйной камеры является заполнение зон дна стальными шарами. Они лучше отводят абразив и предотвращают попадание мелких фракций в цикл абразива.
Турбины также подвергаются высоким нагрузкам при удалении песка с литых деталей. Особенно подходящими для сложных задач удаления песка являются центробежные диски серии Rutten. Они изготовлены из твердосплавных сплавов и обеспечивают в 16 раз больший срок службы по сравнению с простыми стандартными турбинами. Также доказали свою эффективность турбины Evolution с прямыми лопатками для максимального пропуска абразива при очистке металлических отливок. Современные высокопроизводительные турбины по сравнению со стандартными служат в 8 раз дольше.
Какие существуют литейные методы и какие требования они предъявляют к дробеструйной обработке?
Гибко и экономично: песчаное литье и удаление песка с литых деталей
С долей рынка около 60 % в чугунолитейных заводах песчаное литье является доминирующим литейным методом в Германии. При песчаном литье металл заливается в полость, определенную жесткой формой из песка. После остывания металла песок сбивается, и литая деталь извлекается и подвергается дальнейшей обработке.
Из-за того, что песчаная форма после однократного использования разрушается, точное воспроизведение деталей невозможно, поэтому этот метод менее подходит для мелкосерийного производства. Однако для среднесерийного производства, прототипов и крупных единичных изделий, таких как компоненты двигателей и коробок передач, а также тяжелые блоки двигателей для судостроения, песчаное литье идеально подходит. Преимущества метода включают относительно низкую стоимость производства деталей и высокую гибкость форм. Недостатки — низкая точность размеров и сравнительно плохое качество поверхности.
Очистка песчаных отливок требует чрезвычайно прочных турбинных или центробежных дробеструйных установок, так как на литой детали остаются остатки формы и литникового песка, которые очень острые и постоянно трутся о футеровку камеры, турбины и остальные компоненты установки. Но есть еще одна сложность: из-за высоких температур, возникающих в процессе песчаного литья, может происходить сплавление песка формы и поверхности, которые необходимо удалить, чтобы обеспечить дальнейшую обработку деталей без повреждения используемых для этого инструментов. Для удаления этих сплавлений требуется интенсивная дробеструйная обработка — часто в течение длительного времени. При этом поверхность обрабатываемого материала не должна повреждаться, поэтому одновременно требуется точность и твердость.
Эти требования достигаются за счет настройки количества турбин, их точной ориентации, пропускной способности абразива, которая может достигать 500 кг в минуту на турбину, и определения оптимальной скорости прохождения деталей через установку.
Особенности удаления песка при литье алюминиевых сплавов
При удалении песка с легких металлов, таких как алюминиевое песчаное литье и магниевое литье, необходимо учитывать совместимость абразива с материалом: эти металлы мягкие, поэтому выбранный абразив должен быть адаптирован к более мягкому материалу. Доказали свою эффективность, например, абразив из алюминиевой/цинковой проволоки или мелкий нержавеющий абразив. Также важен выбор соответствующего метода дробеструйной обработки: давление и время обработки должны быть минимальными, чтобы избежать снятия поверхности и деформации. Кроме того, мелкая алюминиевая и магниевая пыль легко воспламеняется, поэтому необходимо принять меры по предотвращению пожаров и взрывов в виде специальных фильтрационных систем.
Удаление песка с деталей, полученных методами центрифугального и точного литья
Центрифугальное литье подходит для мелких литых деталей, требующих высокой точности размеров и хорошего качества поверхности. При центрифугальном литье жидкий металл — например, алюминий, магний, цинк или медь — заливается не в песчаную форму, а в постоянную форму — кокиль. Однако песок также используется здесь — например, для формирования сложных внутренних геометрий.
Этот песчаный сердечник можно удалить методом дробеструйной обработки. Хотя качество поверхности деталей, полученных методом центрифугального литья, лучше, чем у песчаных отливок, часто требуется и для этого литейного метода комплексная обработка поверхности, включающая удаление остатков песка сердечника, смазочных материалов и часто оксидных слоев.
Точное литье — это метод точного литья, при котором с использованием восковой модели изготавливаются высокоточные и сложные металлические детали с гладкой поверхностью. Эти детали также необходимо очистить перед дальнейшей обработкой. Если при этом удаляются остатки керамических или песчаных форм, то здесь также говорят об удалении песка. Однако условия здесь менее жесткие, чем при дробеструйной обработке песчаных отливок.
Удаление формы песка при ядерном литье
Наибольшая проблема в литейной практике — удаление песчаных ядер из каналов и полостей, используемых для моделирования сложных геометрий или зацеплений во время производства. Ядра после литья часто сильно связаны с соответствующим металлическим отливом и обладают высокой прочностью. Разделение — трудоемкий этап, требующий опыта и зрелой технологии. Особенно новым и эффективным решением, позволяющим быстро удалять песок из внутренней части деталей, является двухосевой манипулятор. Новаторская фиксация деталей позволяет надежно захватывать их и вращать вокруг нескольких осей. Также возможно позиционирование детали так, чтобы можно было непосредственно обрабатывать зацепления или отверстия, обеспечивая точное удаление песка из внутренней части детали.
Что вам нужно знать об удалении песка?
Часто задаваемые вопросы
Что такое удаление песка в литейном производстве?
При удалении песка удаляются остатки формы и ядра, а также другие литейные остатки с литых деталей. Процесс готовит детали к последующим этапам обработки, таким как резка, отделка поверхности или нанесение покрытия.
Почему для удаления песка используется дробеструйная обработка?
Дробеструйная обработка — это наиболее эффективный и универсальный метод очистки песчаных отливок. Она подходит почти для любой размерности и формы деталей, обеспечивает равномерную поверхность и одновременно может создавать шероховатость поверхности для покрытий или лаков.
Какие методы дробеструйной обработки используются?
В основном используется турбинная (центробежная) дробеструйная обработка. Пневматическая или влажная дробеструйная обработка применяется для чувствительных или специальных применений, например, для лопаток турбин в авиации.
Как долго длится удаление песка?
Продолжительность зависит от размера, формы и загрязнения. Современные установки обычно требуют только одного прохода. В зависимости от размера детали время обработки на деталь составляет от 20 секунд до пяти минут.
Какие абразивы используются?
Чаще всего используются металлические абразивы, такие как круглый или угловатый чугун в различных фракциях. Выбор зависит от материала детали, желаемой поверхности и загрязнения.
Как проверяется качество?
Визуальный контроль, измерение шероховатости (Ra-, Rz-значения) и при необходимости проверка адгезии покрытия на окрашенных деталях. Типичные Rz-значения для чугунных отливок составляют от 50 до 75 мкм.
Можно ли повторно использовать абразив?
Да. Абразив очищается в замкнутых циклах и повторно используется. Особенно хорошо для этого подходят металлические абразивы.
Отличается ли очистка или удаление песка в зависимости от литейного метода?
Да. Песчаное литье требует интенсивной обработки, точное литье — мягкого удаления керамических оболочек. По сравнению с этим центрифугальное и кокильное литье требуют меньшего объема послеобработки.
Как часто необходимо обслуживать дробеструйные установки?
Регулярное обслуживание критически важно, особенно в литейной практике установки сильно нагружены. Стандартно проводится ежегодная инспекция; при высокой нагрузке короткие интервалы более целесообразны. Современные установки благодаря защитным покрытиям достигают более длительных циклов обслуживания.
Какова энергоэффективность современной технологии удаления песка?
Новые турбинные системы снижают энергопотребление на 25 % и общие эксплуатационные расходы более чем на 30 %, особенно при проектах модернизации.
Можно ли одинаково удалять песок со всех литых материалов?
Нет. Мягкие сплавы, такие как алюминий или магний, требуют мягких параметров, тогда как чугун и стальные отливки можно обрабатывать более интенсивно.
Используйте Поиск решения, чтобы найти подходящую систему для вашего метода обработки.