Sandgjutning används för att producera en mängd olika metallkomponenter med komplexa geometrier. Dessa delar kan variera mycket i storlek och vikt, allt från ett par uns till flera ton. Vissa mindre sandgjutna delar inkluderar komponenter som kugghjul, remskivor, vevaxlar, vevstakar och propellrar. Större applikationer inkluderar hus för stor utrustning och tunga maskinbaser. Sandgjutning är också vanligt vid tillverkning av bilkomponenter, såsom motorblock, motorgrenrör, cylinderhuvuden och transmissionshus.
Sandgjutning, den mest använda gjutprocessen, använder förbrukningsbara sandformar för att bilda komplexa metalldelar som kan göras av nästan vilken legering som helst. Eftersom sandformen måste förstöras för att ta bort delen, som kallas gjutning, har sandgjutning vanligtvis en låg produktionshastighet. Sandgjutningsprocessen involverar användning av en ugn, metall, mönster och sandform. Metallen smälts i ugnen och skänks sedan och hälls i håligheten i sandformen, som bildas av mönstret. Sandformen separeras längs en skiljelinje och det stelnade gjutgodset kan avlägsnas. Stegen i denna process beskrivs mer i detalj i nästa avsnitt. Vid sandgjutning är den primära utrustningen formen, som innehåller flera komponenter. Formen är uppdelad i två halvor - cope (övre halvan) och draget (nedre halvan), som möts längs en skiljelinje. Båda formhalvorna finns inuti en låda, kallad en kolv, som själv är uppdelad längs denna avskiljningslinje. Formkaviteten bildas genom att packa sand runt mönstret i varje halva av kolven. Sanden kan packas för hand, men maskiner som använder tryck eller slag säkerställer en jämn packning av sanden och kräver mycket kortare tid, vilket ökar produktionstakten. Efter att sanden har packats och mönstret har tagits bort kommer ett hålrum att finnas kvar som bildar den yttre formen av gjutgodset. Vissa inre ytor av gjutgodset kan vara bildade av kärnor.
Sandgjutning kan användas av nästan vilken legering som helst. En fördel med sandgjutning är förmågan att gjuta material med höga smälttemperaturer, inklusive stål, nickel och titan. De fyra vanligaste materialen som används vid sandgjutning visas nedan, tillsammans med deras smälttemperaturer
Material Smälttemperatur
Aluminiumlegeringar 1220 °F (660 °C)
Mässingslegeringar 1980 °F (1082 °C)
Gjutjärn 1990-2300 °F (1088-1260 °C)
Gjutstål 2500 °F (1371 °C)
Materialkostnaden för sandgjutning inkluderar kostnaden för metallen, smältning av metallen, formsanden och kärnsanden. Kostnaden för metallen bestäms av vikten av delen, beräknad från delvolym och materialdensitet, samt enhetspriset för materialet. Smältkostnaden blir också högre för en större delvikt och påverkas av materialet, eftersom vissa material är dyrare att smälta. Men smältkostnaden är vanligtvis obetydlig jämfört med metallkostnaden. Mängden formsand som används, och därmed kostnaden, är också proportionell mot delens vikt. Slutligen bestäms kostnaden för kärnsanden av mängden och storleken på kärnorna som används för att gjuta delen.
Fördelar med sandgjutning
Kan producera mycket stora delar
Kan bilda komplexa former
Många materialalternativ
Låg kostnad för verktyg och utrustning
Skrot kan återvinnas
Kort ledtid möjlig
Applikationer:
Byggmaskindelar, ställningsdelar, motorblock och grenrör, maskinbaser, kugghjul, remskivor, jordbruksdelar, marina delar, medicinska delar, hårdvara, bildelar, etc.
