Sandguss, auch Sandformguss genannt, ist das älteste bekannte Gussverfahren und seine Geschichte lässt sich bis ins Jahr 1000 v. Chr. zurückverfolgen. Das Ergebnis jahrhundertelanger Entwicklung ist, dass Sandformguss das vielseitigste und vielleicht am weitesten verbreitete Metallgussverfahren ist.
Grünsandguss ist nicht nur hinsichtlich der Produktgröße vielseitig, sondern kann auch ungewöhnlich komplexe oder feine Gussteile herstellen und kann zum Gießen fast aller Metalllegierungen verwendet werden.
Beim Sandguss werden geschmolzene Metalle wie Eisen, Stahl, Bronze, Messing, Aluminium, Magnesium und andere Nichteisenlegierungen üblicherweise in eine zweiteilige Form gegossen. Die Form wird hergestellt, indem Sand (normalerweise mit Ton als Bindemittel vermischt und mit Wasser angefeuchtet) um das Muster oder Modell des Endprodukts herum verdichtet wird. Die Form wird getrennt und das Muster entfernt. Setzen Sie die beiden Formhälften zusammen und füllen Sie den Hohlraum mit geschmolzenem Metall. Sobald das Metall ausreichend abgekühlt ist, öffnen Sie die Sandgussform, entfernen Sie den Sand und entnehmen Sie die Teile.
Es können mehrere identische Teile gleichzeitig gegossen werden, oder eine Reihe verschiedener Teile kann sich eine Gussform aus Grünsand teilen. Da zum Entfernen von Gussteilen Sandformen entfernt werden müssen, ist die Produktivität von Sandgussteilen im Allgemeinen gering. Aber neue Sandgussformen aus Harz sind einfach herzustellen, und Sandgusssand wird häufig recycelt und viele Male wiederverwendet.
Mit Sandguss werden verschiedene Metallteile mit komplexer Geometrie hergestellt. Die Größe und das Gewicht dieser Teile können stark variieren und von einigen Unzen bis zu mehreren Tonnen reichen. Zu den kleineren Sandgussteilen gehören Zahnräder, Riemenscheiben, Kurbelwellen, Pleuel und Propeller. Zu den größeren Anwendungen gehören Gehäuse für große Geräte und schwere Maschinenbasen.
Der erste Schritt beim Sandguss ist die Herstellung von Sandgussformen. Das Modell ist eine Nachbildung der Außenseite des Gussstücks und seine Größe berücksichtigt Schrumpfung und Nachbearbeitung. Wenn der Guss hohl ist, entsteht im fertigen Produkt ein Hohlraum zur Platzierung des Kerns. Das Muster besteht normalerweise aus Holz, Kunststoff, Metall oder Stuck. Wenn das Muster jedoch andere spezifische Eigenschaften erfordert, können auch andere Materialien verwendet werden. Es gibt zwei Hauptkriterien, um zu bestimmen, welches Material für die Herstellung eines Modells ausgewählt werden soll: die Anzahl der Gussstücke, die mit der Drucksandgussform hergestellt werden, und die für das fertige Gussstück erforderlichen Spezifikationen.
Um Hohlräume innerhalb des Gussstücks zu erzeugen, verwenden wir in der Regel Trockensandformkerne, die nach dem Entfernen des Modells in den Gusskasten eingelegt werden. Sie bestehen meist aus einer Mischung aus Sand, der mit Wasser und einem organischen Bindemittel namens Binder vermischt und dann zu einem Kern gebacken wird. Dadurch sind die Kerne im Sandguss stabil und faltbar, sodass sie sich leicht aus dem fertigen Gussstück entfernen lassen. Da die Kerne in Formen hergestellt werden, benötigen sie ein Muster und eine Form, die als Kernkasten bezeichnet wird. Das Kernmuster wird auf die gleiche Weise wie beim Gussstil hergestellt, der Kernkasten besteht jedoch aus haltbaren Materialien wie Metall oder Holz. Da der Kern aus Sand besteht, kann die Schwerkraft-Sandgussform nicht ebenfalls aus Sand hergestellt werden.
Sandgussformen werden normalerweise in zwei Hälften geteilt, wobei eine Seite der Form mit einem Muster und die andere Seite mit einem anderen Muster hergestellt wird. Obwohl die Form möglicherweise nicht immer aus zwei Hälften besteht, bietet diese Anordnung die einfachste Möglichkeit, die Form und die Kontaktteile unmittelbar nach dem Gießen herzustellen. Der obere Teil der Form ist als „Cope“ bekannt und die untere Hälfte ist der „Drag“. Beide werden hergestellt, indem Sand in einen Behälter (einen „Kolben“) um die Muster gepackt wird. Der Bediener muss den Sand fest in jedes Muster packen, um sicherzustellen, dass kein loser Formsand vorhanden ist. Dies kann entweder von Hand oder maschinell erfolgen. Nach dem Rammen werden die Sandgussmodelle entfernt und hinterlassen ihre Außenkonturen im Sand, wo Sandgusshersteller dann Kanäle und Verbindungen (sogenannte Gates/Runner) in den Widerstand und einen Trichter im Oberkasten (sogenannte „Angusskanäle“) erstellen können “). Diese Anschnitte/Angusskanäle und Angüsse sind für einen präzisen Guss erforderlich, da die Angusskanäle und Angusskanäle dafür sorgen, dass das Metall in jeden Teil der Form eindringen kann, während der Angusskanal ein einfaches Eingießen in die Form ermöglicht.
Nachdem die Präzisionssandgussform hergestellt wurde, muss sie zum Gießen von geschmolzenem Metall bereit sein. Schmieren Sie zunächst die Oberfläche des Hohlraums, um das Entfernen des Gussstücks zu erleichtern. Die Art des Schmiermittels hängt von den verwendeten Sand- und Metallmaterialien ab. Platzieren Sie dann den Kern, schließen Sie die Formhälften und klemmen Sie sie fest zusammen, um eine vollständige Form zu erhalten. In diesem Schritt muss die Form fest verschlossen sein, um Materialverlust zu verhindern. Wenn ein Kern für bestimmte Innenkonturen erforderlich ist, sollte dieser vor dem Spannschritt in die Form eingelegt werden und außerdem die Ausrichtung aller Anschnitte/Angusskanäle überprüft werden.
Jetzt ist es an der Zeit, das geschmolzene Metall in den Hohlraum zu gießen. Das Gießen kann manuell oder durch eine automatische Maschine erfolgen. Gießen/gießen Sie das geschmolzene Metall vorsichtig in den Anguss der Form, wo ausreichend geschmolzenes Metall eingespritzt werden muss, um den gesamten Sandgusshohlraum und alle Kanäle in der Form zu füllen, und warten Sie dann, bis es vollständig abgekühlt ist.
Es gibt viele Variationen von „Tilt Dump“. Ziel dieses Prozesses ist es, dass das Metall gleichmäßiger in das Gussteil fließt und dadurch Turbulenzen vermieden werden. Die Reduzierung von Turbulenzen kann dazu beitragen, Oxide und Sandgussfehler zu verhindern. Mit diesem Verfahren kann nahezu jede Legierung hergestellt werden, darunter Eisen, Stahl, Aluminium, Bronze, Magnesium, Zink und Zinn. Bei Materialien, die besonders reaktiv mit Sauerstoff sind, können Verfahren wie die Argonabschirmung eingesetzt werden, um die Luft vom geschmolzenen Metall fernzuhalten.
Sobald das in die Sandgussform eingespritzte geschmolzene Metall in den Hohlraum gelangt, beginnt es abzukühlen und zu erstarren. Wenn der gesamte Hohlraum mit geschmolzenem Metall gefüllt und erstarrt ist, entsteht die endgültige Form des Gussstücks. Unterschiedliche Metallarten erfordern unterschiedliche Abkühlzeiten. Die erforderliche Abkühlzeit kann anhand der Wandstärke des Gussstücks und der Metalltemperatur abgeschätzt werden. Wenn das geschmolzene Gussmetall abkühlt, kehrt es vom flüssigen Zustand in den festen Zustand zurück.
Die Sandgussform kann erst nach Ablauf der Abkühlzeit geöffnet werden. Die meisten auftretenden Mängel sind auf den Aushärtungsprozess zurückzuführen. Wenn geschmolzenes Metall zu schnell abkühlt, können Teile schrumpfen, Risse bekommen oder unvollständige Querschnitte aufweisen. Bei der Konstruktion von Sandgussteilen und -formen können Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden.
Nach vorgegebener Aushärtezeit kann die Gusssandform einfach zerkleinert und der Guss entnommen werden. Dieser Schritt wird manchmal als Schütteln bezeichnet und wird normalerweise mit einem Schüttler durchgeführt, der den Sand schüttelt und ihn aus dem Kolben schüttet. Nach dem Entfernen des Gussteils können einige Sand- und Oxidschichten an der Oberfläche haften. Durch Sandstrahlen können Sandreste, insbesondere von Innenflächen, entfernt und die Oberflächenrauheit verringert werden.
Obwohl Gießereisandformmodelle in der Regel wiederverwendbar sind, können die hergestellten Gussformen nicht wiederverwendet werden, der Gusssand jedoch recycelt werden. Jedes Mal, wenn ein Unternehmen, das Sandguss herstellt, Sandguss zur Herstellung eines neuen Metallprodukts oder einer neuen Metallkomponente verwenden möchte, muss es daher eine neue Form herstellen.
Während des Abkühlens der Metallschmelze kann der Guss an einem Teil des erstarrten Materials in der Form haften. Daher muss das überschüssige Material manuell oder mit einer Entgratpresse vom Gussstück entfernt werden. Der Zeitaufwand lässt sich anhand der Größe der Gussschale abschätzen. Im Allgemeinen erfordern größere Gussteile eine längere Bearbeitungszeit. Der beim Abrichten anfallende Schrott wird entsorgt oder im Sandgussverfahren wiederverwendet. Bevor der Schrott jedoch mit nicht recycelbaren Metallen vermischt und wiederverwendet werden kann, kann es erforderlich sein, ihn wieder auf die entsprechende chemische Zusammensetzung einzustellen.
Je nach Verwendungszweck der fertigen Sandgussprodukte können die Gussteile poliert oder endbearbeitet werden. Um die verbleibende Rauheit auf der Gussoberfläche zu entfernen, können unterschiedliche Oberflächenbearbeitungsgrade angewendet werden. Als professioneller Sandgusshersteller kann Yifei Originalgussteile oder gebrauchsfertige Gussteile liefern oder einen zweiten Schritt wie Pulverbeschichtung und Endbearbeitung hinzufügen.