La posizione di colata di una colata si riferisce allo stato e all'orientamento della colata all'interno dello stampo durante la colata. Influisce direttamente sulla struttura degli utensili (come modelli e scatole d'anima) e sulle procedure per operazioni come l'impostazione dell'anima, la chiusura dello stampo e la pulizia e può anche influenzare la lavorazione successiva. La posizione di colata può differire dalla posizione di stampaggio (chiusura) e dalla posizione di raffreddamento del getto. Il getto orizzontale, il getto verticale e il getto inclinato non rappresentano la posizione stessa del getto, ma indicano solo l'orientamento spaziale della linea di giunzione durante il getto.
La posizione di colata viene generalmente determinata dopo aver selezionato il metodo di stampaggio. Dovrebbe essere considerato in modo globale insieme alle dimensioni del getto, alle caratteristiche strutturali, alle proprietà della lega, al lotto di produzione e alle condizioni di produzione dell'impresa. I piani di processo proposti dovrebbero essere analizzati e confrontati per selezionare la posizione di versamento appropriata. Una corretta posizione di colata dovrebbe garantire la produzione di getti sani facilitando al tempo stesso le operazioni di stampaggio, realizzazione delle anime e pulizia. I principi generali per determinare la posizione di versamento sono i seguenti:
(1) Le sezioni critiche dovrebbero essere posizionate in fondo.
Durante il versamento, impurità come gas, scorie e particelle di sabbia tendono a galleggiare verso l'alto. Di conseguenza, la parte superiore di una fusione è soggetta a difetti come porosità da gas, inclusioni di scorie e inclusioni di sabbia, il che significa che la probabilità di difetti di fusione è significativamente più alta nella parte superiore che in quella inferiore. Inoltre, durante la solidificazione, la parte inferiore del getto beneficia della pressione statica del metallo fuso sovrastante e riceve alimentazione, ottenendo una struttura più densa. Pertanto, le sezioni critiche di una fusione dovrebbero essere posizionate nella parte inferiore, quando possibile. Ad esempio, la superficie della guida del basamento di una macchina utensile è una superficie critica che deve essere esente da difetti come fori di sabbia, porosità da gas, inclusioni di scorie, crepe e porosità da ritiro e richiede una struttura densa e uniforme con durezza garantita. Sebbene la sezione del binario di guida sia relativamente spessa e larga, per il basamento di una macchina utensile in ghisa grigia, posizionare la superficie del binario di guida rivolta verso il basso è la posizione di versamento ottimale.
(2) Le superfici di lavorazione importanti devono essere rivolte verso il basso o posizionate lateralmente.
Poiché la parte superiore di un pezzo fuso è soggetta a difetti come porosità da gas, inclusioni di scorie e inclusioni di sabbia, la superficie inferiore o le superfici laterali verticali hanno una minore probabilità di tali difetti. Pertanto, le superfici importanti di una fusione dovrebbero essere rivolte verso il basso o posizionate lateralmente. Quando una superficie di lavorazione deve essere posizionata rivolta verso l'alto, il sovrametallo di lavorazione deve essere opportunamente aumentato per garantire che non rimangano difetti dopo la lavorazione.
Per i getti cilindrici come i tamburi e i rulli delle gru, la superficie importante è la superficie cilindrica esterna, che richiede una struttura uniforme e l'assenza di difetti dopo la lavorazione. La posizione di versamento ottimale per questi è avere la superficie cilindrica esterna con orientamento verticale. Per gli ingranaggi, la superficie del dente è la superficie di lavoro primaria e deve essere rivolta verso il basso per garantire una struttura densa e prevenire difetti di fusione.
(3) Le grandi superfici piane devono essere rivolte verso il basso o inclinate.
Quando si cola un getto con un'ampia superficie piana, il metallo fuso risale lentamente all'interno della cavità dello stampo. Questa esposizione prolungata al calore radiante può causare la caduta della sabbia dallo stampo, causando difetti come inclusioni di sabbia, buchi di sabbia e porosità da gas sulla superficie piana. Pertanto, le grandi superfici piane dei getti dovrebbero idealmente essere rivolte verso il basso. Per getti simili a piastre-di grandi dimensioni, è possibile adottare il getto inclinato. Ciò aiuta a concentrare il flusso di metallo fuso durante il riempimento, aumenta la velocità di aumento del livello del metallo fuso e aiuta a prevenire difetti come croste di sabbia e inclusioni. Durante il versamento inclinato, il valore H (la differenza di altezza) è generalmente controllato entro un intervallo compreso tra 200 e 400 mm, a seconda delle dimensioni del pallone.
(4) Garantire un'adeguata capacità di riempimento dello stampo per la fusione.
Le sezioni-a pareti sottili di una fusione offrono una maggiore resistenza al flusso, si raffreddano più velocemente e hanno una capacità di riempimento inferiore. Queste sezioni sottili devono essere posizionate nella parte inferiore dello stampo, sul lato o sotto l'ingresso per evitare difetti come errori di esecuzione e chiusure a freddo, come nelle coperture dei motori e nei basamenti.
(5) Preferire la sequenza di solidificazione prevista.
La posizione di versamento dovrebbe favorire la sequenza di solidificazione desiderata. Per i getti realizzati con leghe con elevato ritiro da solidificazione o con spessori di parete irregolari soggetti a cavità da ritiro e porosità, la scelta della posizione di colata dovrebbe dare priorità al raggiungimento della solidificazione direzionale. Le sezioni più spesse del getto dovrebbero essere preferibilmente posizionate in alto o lateralmente per facilitare il posizionamento delle bretelle per l'alimentazione. Ad esempio, le sezioni più spesse di una testata sono posizionate nella parte superiore per consentire il posizionamento del montante, consentendo la solidificazione direzionale dal basso verso l'alto.
(6) Facilitare il posizionamento del nucleo, il supporto stabile e la facilità di impostazione del nucleo, chiusura dello stampo e ispezione.
La posizione di versamento dovrebbe facilitare il posizionamento e il supporto stabile delle carote di sabbia, garantendo uno scarico regolare. I nuclei sospesi (nuclei supportati dalla pivia), i gruppi di nuclei sospesi o i nuclei a sbalzo dovrebbero essere evitati il più possibile. I nuclei sospesi possono causare il collasso o il cedimento della sabbia durante la chiusura e il getto dello stampo. Il posizionamento di gruppi centrali sospesi nella cappa è operativamente scomodo. I nuclei a sbalzo sono instabili e soggetti a spostamenti a causa delle forze di galleggiamento del metallo fuso durante il riempimento, con conseguenti imprecisioni di forma. Pertanto, dovrebbero essere evitati. Inoltre, la scelta della posizione di colata dovrebbe considerare la comodità di posizionamento del nocciolo, chiusura dello stampo e ispezione.
(7) Cercare di rendere coerenti la posizione di chiusura dello stampo, la posizione di colata e la posizione di raffreddamento della fusione.
L'inversione dello stampo non solo richiede molta manodopera-ma può anche facilmente causare lo spostamento del nucleo, la caduta di sabbia, l'esaurimento-e altri difetti. Pertanto, durante la progettazione del processo, la posizione di chiusura dello stampo, la posizione di colata e la posizione di raffreddamento della colata dovrebbero idealmente essere coerenti per evitare di invertire lo stampo dopo la chiusura o la colata. A volte, per comodità di stampaggio, viene adottato un metodo come "stampare orizzontalmente, versare verticalmente". Ad esempio, quando si producono alberi a gomiti in ferro sferoidale, lo stampo può essere posizionato verticalmente dopo il getto in modo che il montante sia in alto per facilitare l'alimentazione. Oppure "stampare orizzontalmente, versare inclinato", come il versamento inclinato per le fusioni in lastre. Quando la posizione di colata non è coerente con la posizione di chiusura (o posizione di raffreddamento), ciò deve essere chiaramente indicato sul disegno del processo di colata.
Quelli sopra riportati sono principi generali per determinare la posizione di versamento. Spesso tutti questi principi non possono essere soddisfatti o incarnati contemporaneamente in un unico casting. A volte questi principi possono addirittura entrare in conflitto tra loro nell'attuazione dello stesso casting. Ciò richiede che il progettista del processo determini in modo flessibile la posizione di colata in base alle caratteristiche strutturali del getto, ai requisiti di qualità e alle condizioni di produzione, al fine di facilitare le operazioni di produzione, evitare o ridurre al minimo i difetti del getto e garantire la qualità del getto.
