תבנית הקירור היא תבנית רב פעמית ליציקת מתכת. זה יכול להיות ניתן להסרה (מורכב משני חלקים) או לא (תבנית שייק). ליציקה יש מספר יתרונות על פני יציקת מעטפת, אבל יש גם כמה חסרונות, למשל, בעת יציקת ברזל יצוק, יציקות דורשות טיפול חום נוסף.
הטבות
במהלך היווצרות של יציקה, יש העברת חום אינטנסיבית מהמתכת המותכת לתבנית. זה מביא לצפיפות גבוהה יותר, תכונות מכניות טובות יותר של המתכת, דיוק גבוה יותר, מבנה טוב יותר ופחות חספוס בהשוואה ליציקות חול.
תהליך יציקת התבנית שונה גם בכך שניתן לעשות שימוש חוזר בתבנית המתכת (צנן). הוא עשוי מחומר חוזק גבוה, שבגללו משטח העבודה של התבנית מתבצע בצורה מדויקת יותר. זה משפר את איכות פני השטח של היציקות, ובשל המוליכות התרמית הגבוהה של התבנית, היציקות מתמצקות במהירות.
יתרון נוסף של יציקת תבנית על פני תבניות חול הוא שהיציקות המתקבלות מעובדות פחות מכאנית, וזה מפחית את הצריכה של חומרי יציקה.
בריאות ואקולוגיה
דפוס קר מגדיל את פריון העבודה פי 2-3, כי מהתהליךאינן נכללות בפעולות שגוזלות זמן כמו הכנת התערובת, ניקוי ודפוס של מוצרים. מכיוון שגם שטח הייצור הולך ופוחת, עלות התיקון והבנייה של בתי מלאכה חדשים הופכת נמוכה משמעותית.
הרבה פעולות עבודה לא בריאות נמחקות מהתהליך, כמו דפיקת עובש, ניקוי יציקה ושיתוב. זה תורם לא רק לשיפור תנאי העבודה, אלא גם להפחתת זיהום הסביבה.
פגמים
הייצור של תבנית צינה הוא די יקר בשל מורכבות התהליך עצמו. אם יש חתכים ביציקות, עלות התבנית עולה עקב הצורך לסבך את התכנון: משתמשים בתוספות, חול חד פעמי ומוטות מתכת מפוצלים.
משך החיים של תבנית נקבע לפי מספר היציקות באיכות טובה שניתן להשיג בה. יציבות הצורה קובעת את ההיתכנות הכלכלית של התהליך, במיוחד בתהליך יציקת פלדה וברזל יצוק. הגדלת חיי התבניות היא אחד האתגרים הטכנולוגיים העיקריים בתחום הייצור הזה.
עקב הקירור והעיבוי המהיר של ההיתוך, קשה להשיג מוצרים ארוכים בעלי דופן דקה בעת יציקה לתבנית. זה גם גורם לברזל יצוק לרכוש שכבה קשה ומלבנת. הצורה ניתנת לגיבוש, מה שעלול להוביל ללחצים וסדקים ביציקות. בעת שימוש בליבות חול חד פעמיות, הדיוק של היציקות יורד, חספוס פני השטח עולה בנקודת המגע עם הליבה.
איכות ליהוקים
היציקה והתבנית פועלות ביעילות גבוהה. היציקה מתקשה ומתקררת בתבנית החול הרבה יותר זמן מאשר בתבנית, אולם בדרך כלל יכולת המילוי של תבנית החול טובה יותר, מה שהופך את תהליך הייצור ביציקת יציקה בתבנית של יציקות שאינן נוזליות לעמלני יותר, וגם מטיל הגבלות על כאלה. פרמטרים כמו גודל היציקה וקירות עובי מינימלי. יציקת אלומיניום (כמו גם נחושת ומתכות לא ברזליות אחרות) היא הפופולרית ביותר ברוסיה.
עם זאת, כתוצאה מקירור מהיר, ניתן לקבל מבנה לא נקבובי עם גרגירים עדינים, מה שמגביר לא רק את החוזק, אלא גם את הגמישות של היציקה המתקבלת. בייצור מוצרי ברזל יצוק על ידי יציקת צונן, מתעוררות מספר בעיות: בשל ההתגבשות המיוחדת ביציקות, היווצרות של קרבידים, פריט-גרפיט אפשרי. זה מפחית את הקשיחות ועמידות הבלאי של ברזל יצוק. שכבת פני השטח המולבנת ביציקות כאלה קשה מאוד, כך שהמוצרים מתאימים לחיתוך רק לאחר טיפול בחום (חישול), שמבטל את הצינון.
מבנה הצורה
תבנית הצינון היא, ככלל, שתי חצאי תבניות המהודקות בעזרת מהדקים (סיכות), ומיד לפני תחילת יציקת המתכת המותכת, מקבעים את חצאי התבניות במנעולים. הרווחים מזינים את היציקה דרך מה שנקרא פתחי אוורור ותקעי אוורור. תבניות מתכת ללא פונקציית מחבר נקראות תבניות שייק.
לפני יציקה, משטח העבודה של התבניתמטופל בשכבה של חומר המגנה על העובש מפני הלם תרמי מעלייה חדה בטמפרטורה. אמצעי זה גם מונע מהיציקה להיתפס עם התבנית.
פלדה וברזל יצוק
יציקת פלדה וברזל יצוק מתבצעת באמצעות אבקת קוורץ, גרפיט, זכוכית מים וחמר עקשן כציפוי עקשן. לפני היציקה יש לחמם את התבנית לטמפרטורה מסוימת, התלויה בעובי הדופן של היציקה ובסגסוגת שבה נעשה שימוש.
הדרישה העיקרית שחומר התבנית חייב לעמוד בה היא עמידות בפני זעזועים חום, בלתי נמנעת בעת יציקת מתכת מותכת. לייצור תבניות, נעשה שימוש בברזל יצוק אפור, ברזל רקיע, פלדה מבנית, פחמן וסגסוגת, וכן סגסוגות נחושת ואלומיניום.
תבנית צינה מרופדת
זהו סוג של טכנולוגיה המשלבת את היתרונות של יציקת מעטפת ויציקה, בעוד החסרונות של שתי השיטות מוחלקים. טכנולוגיה זו מאופיינת לא רק בעמידות לסדקים, אלא גם במשיכות, המאפשרת לייצר יציקות ברמת דיוק גבוהה, ובהשוואה ליציקת מעטפת, חומר יציקה יקר נצרך באופן מינימלי.
תבנית מתכת מרופדת נעשית על ידי מילוי החלל בין דגם המתכת של היציקה למשטח הפנימי של התבנית. השיטות הנפוצות ביותר להתזת חול וג'לי. למילוי לוקחים תערובת חול-שרף, שבה הקושר הוא שרף פנול-פורמלדהיד (2-2.6%) וurotropin (כ-10% במשקל), כמו גם התקשות עצמית (קלסר - זכוכית נוזלית) ותרכובות קרמיות (קלסר - אתיל סיליקט). דגם הצ'יל והיציקה בטמפרטורה של 200 מעלות מעבירים את חום התערובת שמתקשה ויוצרת שכבת בטנה בעובי 3-5 מ מ. מוטות רגילים או פגז משמשים לייצור חללים ביציקות.
תהליך הליהוק
תבנית הקירור, המכוסה בשכבה של חומר עקשן, מתחממת. טמפרטורת ההפעלה חייבת להיות מאתיים מעלות לפחות, אך תלויה לא רק בסגסוגת המשמשת ליציקה, אלא גם במידות היציקה, עובי הדופן שלה ובתכונות הנדרשות ממנה. לאחר החימום ניתן להתקין בתבנית מוטות, קרמיקה או חול, במידה והדבר נדרש כמובן לפי תכנית היציקה, ולאחר מכן מחברים את חצאי התבנית וננעלים היטב בעזרת מהדקים מיוחדים. אם היציקה מתבצעת במכונת תבנית, אזי נעשה שימוש במנגנון נעילת תבנית משלה. לאחר צעדי הכנה אלה, ניתן לשפוך מתכת מותכת לתוך תבנית הקירור.
כשהיציקה כבר רכשה חוזק מסוים, ניתן להסיר ממנה חלקית מוטות מתכת. זה מקל לאחר מכן על ההסרה הסופית של הליבות מהיציקות עקב הפחתת הלחץ עליהן מהמתכת המתמצקת.
לאחר שהיציקה התקררה לטמפרטורה הרצויה, ניתן לפתוח את התבנית. בשלב זה מסירים את מוטות המתכת ומוציאים את היציקות מהתבנית. ליבות החול נדפקות, רווחים, עולים וזרמיםמנותקים, ומבוצעת בקרת האיכות של המוצר, ולאחר מכן ניתן לחזור על כל התהליך.
לפני ביצוע יציקה חדשה, מישור הפרידה ומשטח התבנית נבדקים בקפידה. הרכב עקשן מוחל פעם או פעמיים בכל משמרת, עם זאת, במקרה של דלמינציה ממשטח העבודה, יש צורך לשחזר את השכבה. אם המוצר הוא בעל קירות דקים, התבנית מקוררת היטב; אם היציקה שבוצעה הייתה מספיק מסיבית, אזי התבנית עלולה להתחמם מעל טמפרטורת הפעולה, ואז נעשה שימוש במערכות קירור שסופקו במיוחד, כך שהתבנית תתקרר בכל מקרה לפני היציקה הבאה.
יציקה קרה אינה כרוכה בפעולות מורכבות וגוזלות זמן, למעט תהליך קירור היציקה לטמפרטורה הרצויה. את רוב הפעולות ניתן לבצע באופן אוטומטי ע י מכונות, וזה אחד היתרונות החשובים של השיטה, אך העיקר שהתבנית אינה צורה חד פעמית.