Технологический цикл литья в песчаные формы состоит из шести основных этапов, которые описаны ниже.
- Изготовление форм — первый шаг в процессе литья в песчаные формы — это создание формы для литья. В процессе изготовления одноразовых форм этот этап необходимо выполнять для каждой отливки. Песочная форма формируется путем набивки песка в каждую половину формы. Песок набивается вокруг рисунка, который является точной копией внешней формы отливки. При снятии конструкции остается полость, в которой будет формироваться отливка. Внутренние элементы отливки, которые не могут быть включены в узор, создаются отдельными стержнями из песка перед запуском формы.
Дальнейшие подробности изготовления пресс-форм будут описаны в следующем разделе. Время изготовления формы включает размещение выкройки, укладку песка и удаление отпечатка. Время изготовления формы зависит от размера детали, количества стержней и типа песчаной формы. Если тип формы требует нагревания или запекания, время изготовления формы значительно увеличивается. Кроме того, смазку часто наносят на поверхности полости формы, чтобы облегчить снятие отливки. Использование смазки также улучшает текучесть металла и может улучшить чистоту поверхности отливки. Используемое масло выбирается в зависимости от температуры песка и расплавленного металла. - Зажим — После изготовления формы ее необходимо подготовить для заливки расплавленного металла. Поверхность полости формы сначала смазывается, чтобы облегчить удаление отливки. Затем стержни устанавливаются, а половины формы закрываются и надежно зажимаются. Половинки формы должны оставаться надежно закрытыми, чтобы предотвратить потерю любого материала.
- Заливка — расплавленный металл поддерживается в печи при заданной температуре. После того, как форма была зажата, расплавленный металл можно вычерпать из емкости для хранения в печи и вылить в форму. Заливка может производиться вручную или на автомате. Необходимо срочно выбросить достаточное количество расплавленного металла, чтобы заполнить всю полость и все каналы в форме. Время заполнения краткое, чтобы предотвратить преждевременное затвердевание какой-либо части металла.
- Охлаждение — расплавленный металл, залитый в форму, начнет охлаждаться и затвердевать, как только попадет в полость. Когда вся полость заполнена и расплавленный металл затвердевает, формируется окончательная форма отливки. Форму нельзя открыть, пока не истечет время охлаждения. Желаемое время охлаждения можно оценить на основании толщины стенок отливки и температуры металла. Большинство возможных дефектов возникают в результате процесса затвердевания. Если часть расплавленного металла остывает слишком быстро, на них может появиться усадка, трещины или неполные участки. Профилактические меры могут быть приняты при проектировании как детали, так и пресс-формы, и они будут рассмотрены в следующих разделах.
- Удаление — По истечении заданного времени затвердевания песчаную форму можно разбить, а отливку удалить. Этот этап, иногда называемый встряхиванием, обычно выполняется с помощью вибрационной машины, которая встряхивает песок и выливает его из колбы. После снятия отливка, вероятно, будет иметь на поверхности прилипшие слои песка и оксида. Дробеструйная очистка иногда используется для удаления оставшегося песка, особенно с внутренних поверхностей, и уменьшения шероховатости поверхности.
- Обрезка — во время охлаждения материал из каналов в форме затвердевает, прикрепившись к детали. Этот излишек материала необходимо отрезать от отливки вручную путем резки или распиловки или с помощью обрезного пресса. Время, необходимое для обрезки лишнего материала, можно оценить по размеру корпуса отливки. Для более обширного литья потребуется больше времени на резку. Лом, образующийся в результате такой обрезки, либо выбрасывается, либо повторно используется в процессе литья в песчаные формы. Однако может потребоваться восстановление скрапа до надлежащего химического состава перед объединением с непереработанным металлом и повторным использованием.