Ulivanje v pesek

Ulivanje v pesek je postopek, pri katerem se staljena kovina ulije v kalup iz mešanice peska. V preteklosti je bil postopek stroškovno učinkovit le za proizvodnjo majhne količine. Danes pa je zaradi avtomatizirane opreme za izdelavo peščenih kalupov primeren tudi za velikoserijsko proizvodnjo.
Peščeni ulitki imajo na splošno hrapavo površino, včasih s površinskimi nečistočami in spremembami površine. Srednje veliki do veliki deli, kot so ohišja ventilov, ročične gredi in bloki motorjev, se običajno proizvajajo s tem postopkom. Merska natančnost in površinska obdelava ulitka sta odvisni od vrste peska in postopka oblikovanja.
Obstajata dve glavni vrsti peska, ki se uporabljata za oblikovanje: zeleni pesek in suh pesek. Zeleni pesek je sestavljen iz kremenčevega peska, gline, vlage in drugih dodatkov. Suhi pesek je mešanica peska in hitro sušečega lepila. Kadar se uporablja suhi pesek, se pogosto imenuje ulivanje brez pečenja ali ulivanje v pesek na zraku. Ulitki iz grobega zelenega peska imajo običajno hrapavo površino, medtem ko lahko z zračnimi kalupi proizvedejo ulitke z veliko bolj gladkimi površinami.
Naredi se vzorec v obliki želenega dela, vendar povečan, da se upošteva krčenje in dodatki za strojno obdelavo v končnem litju. Vzorec je običajno izdelan iz lesa ali plastike in se lahko ponovno uporabi za izdelavo novih kalupov za pesek. Peščena jedra se lahko uporabljajo za oblikovanje notranje oblike votlih delov ulitka.
Za izdelavo peščenega kalupa se uporablja kovinska škatla (bučka). Običajno je sestavljen iz dveh polovic, ki tvorita zgornji in spodnji del kalupa, ki ju imenujemo cope in drag. Vzorec se postavi v bučko in nato napolni z mešanico peska, ki tvori votlino kalupa. Če je potrebno, se namesti začasni čep, da se oblikuje kanal za vlivanje ulitka (tako imenovana ulivka). Po tem se vzorec in čep kanala odstranita, zapustita votlino kalupa in izlivni kanal. Držalo in vložek sta pripravljena ločeno in nato sestavljena v kalup.
Staljena kovina se vlije v kalup skozi kanal, ki prenaša staljeno kovino preko vodil v votlino kalupa. Ko se ulitek strdi in ohladi, se ulitek vzame iz peščenega kalupa. Na splošno se ne uporablja nobeno sredstvo za ločevanje plesni in peščena plesen se med postopkom odstranjevanja uniči. Zeleni pesek je mogoče ponovno uporabiti po prilagoditvi njegove sestave s kompenzacijo izgubljene vlage in dodatkov.

Poroznost ali prepustnost
To je sposobnost peska, s katero omogoča, da plini zlahka prehajajo skozenj.
Nekateri plini se raztopijo v staljeni kovini in ko se ta staljena kovina začne strjevati, ti raztopljeni plini izstopijo iz staljene kovine in poskušajo uiti iz peska za oblikovanje. Če pesek ni dovolj porozen, ti plini ne bodo mogli izstopiti iz kalupa in se ujamejo v ulitek ter ustvarijo luknje in pore v ulitku. Tudi če staljena kovina pride v stik z vlažnim peskom, nastane para ali vodna para. Ta para ali hlapi povzročijo tudi nastanek lukenj v ulitku, če ne morejo uiti iz kalupa. Zato je priporočljivo, da uporabite dovolj porozen pesek za oblikovanje, da odpravite napako poroznosti v kovinskem litju.

Pretočnost
Sposobnost kalupnega peska, da se ob nabijanju obnaša kot tekočina, imenujemo pretočnost.
Zaradi te lastnosti lahko pesek zlahka zasede prostor v kalupni škatli in prevzame njeno obliko. To omogoča, da se pesek stisne do kompaktne gostote in pusti, da se stisne okoli vzorca. Pesek mora biti visoko sipek, tako da ga je mogoče enostavno stisniti za enakomerno gostoto in za dober odtis vzorca v kalupu. Pretočnost peska se lahko poveča, ko povečamo vsebnost gline in vode v pesku.

Zložljivost
Sposobnost kalupnega peska, da se sesede po strjevanju staljene kovine, imenujemo zložljivost.
Po strjevanju staljene kovine se mora pesek zrušiti za prosto krčenje kovine. Če bo prišlo do prostega krčenja kovine, bo to naravno odpravilo trganje ali pokanje kovine, ki se je skrčila.

Lepljivost
Sposobnost delcev peska, da se sprimejo z drugim telesom, imenujemo adhezivnost.
Pesek mora imeti zadosten oprijem, da se zlahka oprime stranic kalupnih škatel in ne pade ven na škatlo, ko jo odstranite.

Kohezivnost ali moč
Sposobnost delcev peska, da se držijo drug drugega, imenujemo kohezivnost.
Trdnost peska je odvisna od tega, kako kohezivni so delci peska. Pesek mora imeti dovolj trdnosti, da zlahka obdrži svojo obliko med transportom, obračanjem ali zapiranjem in sipanjem. Če ni ustrezne trdnosti, ne bo mogel obdržati oblike in kalup se lahko poškoduje med vlivanjem staljene kovine. Pesek nizke trdnosti vodi do napak pri litju kovin. Da bi se izognili napakam pri ulivanju, mora biti pesek dovolj močan, da proizvede kalup želene oblike in to obliko ohrani tudi, ko se staljena kovina vlije v kalupno votlino.
Trdnost peska je lahko dveh vrst
Zelena moč: Trdnost peska, ki jo ima v zelenem ali vlažnem stanju, se imenuje zelena trdnost. Kalup z ustrezno zeleno trdnostjo ohrani svojo obliko in se ne sesede, tudi ko vzorec odstranimo iz kalupne škatle.
Suha moč:Trdnost, ki jo ima pesek v suhem ali pečenem stanju, se imenuje suha trdnost. Dovolj suha trdnost omogoča, da pesek prenese erozivne sile zaradi staljene kovine in pomaga ohraniti svojo obliko.

Ognjevzdržnost
Sposobnost kalupnega peska, da prenese visoko temperaturo staljene kovine, ne da bi se zlil vanjo, se imenuje ognjevzdržnost.
Pesek za vlivanje mora imeti dovolj ognjevzdržnosti, da lahko ustvari odlično kakovost ulitkov brez napak. Pesek s pomanjkanjem ognjevzdržnosti se stopi in se zlije v ulitku ter pokvari kakovost ulitka. Ognjevzdržnost je merilo točke sintranja peska in ne njegovega tališča.