L’utilizzo di sabbia ceramica fusa come riempimento è un ottimo esempio di sistema di stampaggio composito . Invece di costruire l’intero stampo con un unico materiale costoso, si utilizzano strategicamente diverse sabbie dove le loro proprietà sono più necessarie:
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Sabbia di rivestimento: lo strato interno (a contatto con il metallo fuso). Si tratta in genere di una sabbia specializzata come cromite, zircone o una sabbia rivestita di resina ad alte prestazioni, scelta per la sua resistenza diretta alla penetrazione del metallo e alle reazioni chimiche.
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Sabbia di riempimento/supporto: la massa dello stampo, dietro la sabbia di rivestimento. È qui che la sabbia ceramica eccelle.
| Analisi chimica[%] | |
| Al2O3 | 70-73 |
| SiO2 | 8-20 |
| Fe2O3 | ≤3 |
| TiO2 | ≤3,5 |
| Alto | ≤0,45 |
| MgO | ≤0,35 |
| K2O | ≤0,33 |
| Na2O | ≤0,08 |
| Proprietà fisiche | |
| Forma del grano | Palla sferica |
| Rotondità | 90% |
| Refrattario: | ＞1790℃ |
| Coefficiente di forma | ≤1,1 |
| Rapporto di dilatazione termica | 0,13% (riscaldato per 10 minuti a 1000℃) |
| Coefficiente di dilatazione termica | 6×10-6 /℃(20-1000℃) |
| conduttività termica | 0,698 W/MK (1200 ℃) |
| Peso specifico:: | 1,95-2,05 g/cm3 |
| Densità apparente (LPD): | 3,4 g/cm3 |
| Colore: | Nero |
| TAGLIE DISPONIBILI | |
| AFS25-35, AFS35-45, AFS45-55, AFS55-65, AFS60-70, AFS70-80, AFS95-110
Dimensioni personalizzate disponibili su richiesta |
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Perché la sabbia fusa in ceramica è un’eccellente sabbia da imbottitura
La sabbia da fonderia ceramica (sferica, silicata di alluminio sinterizzata) possiede una combinazione unica di proprietà che la rendono ideale per questo ruolo.
| Vantaggio | Spiegazione e vantaggio |
|---|---|
| 1. Elevata refrattarietà | Con un punto di fusione tipicamente >1790 °C, può facilmente gestire il calore trasmesso dallo strato di rivestimento senza sinterizzare o fondere. Ciò garantisce che lo stampo mantenga la sua forma e che la sabbia di supporto non si fonda con la sabbia di rivestimento. |
| 2. Bassa dilatazione termica | A differenza della sabbia silicea, che si espande rapidamente intorno ai 573 °C, la sabbia ceramica si espande molto poco. Questo è fondamentale. Previene difetti di fusione come venature e code di topo causati dalle sollecitazioni indotte dall’espansione nello stampo. Riduce anche il rischio di crepe che potrebbero consentire la penetrazione del metallo. |
| 3. Elevata conduttività termica | Assorbe il calore dal getto più velocemente della sabbia silicea. Questo porta a una solidificazione più rapida , a una struttura granulare più fine del metallo e a una maggiore produttività della linea di stampaggio. |
| 4. Recupero e riutilizzo superiori | I granuli di sabbia ceramica sono sferici e incredibilmente resistenti. Resistono al recupero meccanico con tassi di degradazione molto bassi. Poiché la sabbia di riempimento costituisce la maggior parte dello stampo, la sua elevata riutilizzabilità (oltre il 90%) riduce drasticamente gli acquisti di nuova sabbia e lo smaltimento di quella di scarto, offrendo enormi risparmi sui costi a lungo termine. |
| 5. Eccellente fluidità | Le particelle sferiche scorrono come l’acqua, consentendo un riempimento rapido e uniforme del cilindro nelle linee di stampaggio automatizzate. Questo crea un letto di sabbia denso e uniforme, senza punti deboli. |
Implementazione pratica in fonderia
Ecco come funziona in genere in un contesto di produzione:
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Rivestimento/macinazione: la sabbia ceramica viene spesso rivestita con un legante adatto (ad esempio, uretano fenolico, furano) in un miscelatore continuo.
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Modanatura:
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Per prima cosa, nella scatola del modello viene introdotto uno strato di sabbia di rivestimento (ad esempio, cromite).
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La sabbia di riempimento in ceramica rivestita di resina viene quindi soffiata per riempire il resto del pallone.
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Polimerizzazione e colata: lo stampo polimerizza e il metallo fuso viene colato.
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Sformatura e recupero: dopo la colata, lo stampo viene rotto. La miscela di sabbia (ceramica e sabbia di rivestimento) viene inviata attraverso un sistema di recupero.
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La robusta sabbia ceramica sopravvive al recupero e viene reimmessa nel processo.
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Una parte della sabbia di rivestimento può essere recuperata, ma viene aggiunta regolarmente sabbia di rivestimento fresca per mantenere la qualità dello strato di rivestimento.
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