18. Muotin täyttöjärjestelmä

Transkriptio

1 18. Muotin täyttöjärjestelmä Raimo Keskinen, Pekka Niemi Tampereen ammattiopisto Kanavistoa, jota pitkin sula metalli virtaa muottionteloon, kutsutaan muotin täyttöjärjestelmäksi. Täyttämisen ohella sillä on muitakin tehtäviä, kuten eristää ilman ja muottikaasujen sekoittuminen sulaan metalliin sekä erottaa kuona siitä. Lisäksi kanaviston pitää olla muodoltaan sellainen, että se voidaan metallin jähmettymisen jälkeen poistaa helposti valukappaleesta. Kuva 177. Valukappale täyttöjärjestelmineen Yksinkertaisessa kaavauksessa kaavaaja tekee kanavistot lansentilla. Vaativien kappaleiden muoteissa sekä myös sarjatuotannossa täyttöjärjestelmä suunnitellaan matemaattisen tarkasti, jotta valukappale saataisiin virheettömäksi ja kanavistoon jähmettyvä metallimäärä mahdollisimman pieneksi. Kaatoaltaan tehtävänä on ottaa vastaan valusangosta kaadettava sula metalli ja ohjata se kaatokanavaan. Lisäksi kaatoallas toimii metallin virtausnopeuden hidastimena ja kuonan erottimena (Kuva 178). Kuva 178. Kaatoallas on pidettävä koko valamisen ajan täynnä. Vaillinaisesti täynnä pidetyssä kaatoaltaassa imeytyy ilmaa metallin joukkoon kaatokanavan suulle syntyvässä pyörteessä. Kaatoallasta käytetään mm. valurautaa valettaessa. Kaatosuppilolla ei ole virtausnopeuden hidastamis- ja kuonaerotuskykyä. Suppiloa käytetäänkin yleensä metalleille, jotka valetaan valusangon pohjasta, kuten teräkselle. Kaatosuppilo on myös koko valun ajan pidettävä täynnä. Usein kaatoallas tai suppilo nostetaan erillisenä osana muotin kaatokanavan päälle. Tällöin on tärkeää, että muotin ja kaatoaltaan välinen jakopinta tiivistetään hyvin, jotta sula ei pääse vuotamaan siitä valutapahtumassa. Kuva 179. Erillinen kaatoallas Taittoa tarkistettu (Tuula Höök) Muotinvalmistustekniikka Sivu 61

2 Kaatokanava voidaan myös tehdä suoraan muottiin kaavausvaiheessa. Tämä helpottaa työtä, mutta asettaa vaatimuksia kehäkoon suhteen: kehän on oltava riittävän korkea. Tällöin saatetaan joutua käyttämään kaavaushiekkaa turhan paljon, mikä aiheuttaa kustannuksia hiekan ja muotin täyttöajan kasvamisen takia. Kuva 180. Kaatoallas muotissa Kaatosuppilot tehdään nykyisin keraamisesta aineesta, jotta valusuihku ei irrottaisi muottihiekkaa niistä. Kaatosuppilot ovat käyttökelpoisia, mutta niiden aiheuttama lisäkustannus on huomioitava muotinvalmistuksessa. Tämä kustannus saattaa kuitenkin olla pieni verrattuna kaatosuppiloilla saatuihin laatukustannussäästöihin puhtaan valukappaleen ansiosta. Kuva 181. Tiiliputkikaatosuppilo Suurehkoissa muoteissa käytetään kaatoaltaissa tulppasuljinta, jolla virtausaukko avataan vasta sitten, kun allas on täynnä (Kuva 182). Näin saadaan kuona metallia kevyempänä erottumaan pintaan. Kuva 182. Kaatokanavaa pitkin metalli putoaa alempana olevaan jakokanavaan. Putoamisen aikana valusuihkun nopeus lisääntyy alaspäin mentäessä, minkä vuoksi suihku kapenee, vrt. hanasta virtaavaan veteen. Jos kaatokanava on tasapaksu, saattaa valusuihkuun sekoittua ilmaa ja vesihöyryä. Jotta kaatokanava pysyisi täynnä, se muotoillaankin usein kartiokkaaksi (Kuva 183). Kun metalli putoaa kaatokanavan pohjalle, se irrottaa helposti muotista hiekkaa mukaansa. Tämä voidaan estää laittamalla pohjalle joko tasainen tai sitä varten muotoiltu tiili. Kuva 183. Jakokanava jakaa metallin yhteen tai useampaan valukanavaan. Jakokanavat voivat olla poikkileikkaukseltaan erilaisia. Kuva 184 esittää suomugrafiittiraudalle suositeltavaa jakokanavan muotoa. Mitta riippuu valukappaleen koosta. Taittoa tarkistettu (Tuula Höök) Muotinvalmistustekniikka Sivu 62

3 Kuva 184. Joskus kanava muotoillaan siten, että se erottaa kuonaa. Kuva 185 esittää erästä kuonan erotintyyppiä, hammasloukkua, jonka hampaisiin metallin mukana virtaava kuona nousee ja jää. Kuva 185. Kuonan erottamiseksi voidaan kanavistoon sijoittaa myös siiviläkeerna. Keerna on tehty huokoisesta keraamisesta massasta, joka laskee lävitse vain puhtaan metallin. Kuva 186. Suodatin. Kuva 187. Suodatin. Kuva 188. Suodatin muotissa. Kuva 189. Yllä olevat kuvat esittävät suodattimia. Viimeisen kuvan mukaista ratkaisua voidaan käyttää esimerkiksi kevytmetalleille. Taittoa tarkistettu (Tuula Höök) Muotinvalmistustekniikka Sivu 63

4 Kuva 190. Valukanavat eli sisäänmenot johtavat sulan metallin muottionteloon tai syöttökupuihin. Valukanavien poikkileikkauksen muoto vaihtelee riippuen valumetallista ja kappaleen muodosta (Kuva 190). Hauraista aineista valettujen kappaleiden valukanavat poistetaan usein lyömällä. Kuva 191. Valukanava irrotetaan lyömällä Kappaleen rikkoutumisen estämiseksi kanavan ja kappaleen liittymäkohta tehdään tällöin litteäksi (Kuva 192). Tämä on yleistä esimerkiksi valuraudoilla. Kuva 192. Litteä valukanava kappaleen ohuimmassa kohdassa. Kuva 193. Valukanavan yhtymäkohta Valukanavat sijoitetaan yleensä kappaleen ohuimpaan kohtaan. Kun metalli virtaa kanavan kautta, muottihiekka kuumenee sen ympäriltä ja hidastaa ohuen kohdan jähmettymistä. Näin saadaan kappale jähmettymään tasaisesti joka kohdastaan, ja imuvikojen ja kylmäjuoksujen vaara vähenee (Kuva 194). Kuva 194. Kuva 195. Taittoa tarkistettu (Tuula Höök) Muotinvalmistustekniikka Sivu 64

5 Muotissa, jossa on useampia valukanavia, eivät valukanavat aina ole saman arvoisia toiminnassaan. Pääosa metallista virtaa muottiin reunimmaisten valukanavien kautta (Kuva 195). Voi jopa sattua niin, että kaatokanavaa lähinnä olevien valukanavien kautta ei mene ollenkaan metallia, vaan niihin syntyy alipaine, ja ne imevät ilmaa muottiontelosta metallin sekaan. Valukanavien tasainen toiminta saavutetaan esimerkiksi supistamalla jakokanavaa kauimpana oleviin jakokanaviin päin (Kuva 196). Hiekan huuhtoutumisvaaran vuoksi täyttöjärjestelmän kanavistot on viimeisteltävä vähintään yhtä hyvin kuin muotti. Kanavistojen osuudet on sullottava tiukkaan ja niihin on käytettävä mallihiekkaa. Myös muotin sisäänmenojen kohdat on sullottava huolellisesti. Kuva 196. Kanavistossa ei saa olla jyrkkiä mutkia, koska niissä tempautuisi sulan metallin mukaan ilmaa, vesihöyryä ja muottikaasuja (Kuva 197). Kuva 197. Vaativien suurten valukappaleiden kanavistot tehdään keraamisista aineista valmistetuista kanavatiilistä, joita on erilaisia putkia, mutkia sekä risteyskappaleita (Kuva 198). Kuva 198. Erilaisia kanavistotiiliä Taittoa tarkistettu (Tuula Höök) Muotinvalmistustekniikka Sivu 65

6 Kuva 199. Tiiliputken naaraspää ja urospää Kuva 200. sovitettuna Tiiliputket yhteen Kuva 201. Kanaviston mutkatiili ja jako- eli risteystiili Kuva 202. Täyttymisen simulointi Kuva 203. Kanavistorakenne Kuva 204. Valurautaa kaadetaan kaatoaltaaseen Taittoa tarkistettu (Tuula Höök) Muotinvalmistustekniikka Sivu 66