Sandgjutning

Sandgjutning är en process där smält metall gjuts i en form gjord av en sandblandning. Tidigare var processen kostnadseffektiv endast för produktion av små volymer. Men numera lämpar den sig även för högvolymproduktion tack vare automatiserad utrustning för tillverkning av sandformar.
Sandgjutgods har i allmänhet en grov yta ibland med ytföroreningar och ytvariationer. Medelstora till stora delar såsom ventilkroppar, vevaxlar och motorblock tillverkas vanligtvis med denna process. Dimensionsnoggrannheten och ytfinishen på gjutgodset beror på typen av sand och formningsprocessen.
Det finns två huvudtyper av sand som används för gjutning: grön sand och torr sand. Grön sand består av kiseldioxidsand, lera, fukt och andra tillsatser. Torr sand är en blandning av sand och snabbhärdande lim. När torr sand används kallas det ofta för ingen bakformsgjutning eller luftsatt sandgjutning. Gjutgods gjorda av grov grön sand har vanligtvis en grov yta medan luftsatta formar kan producera gjutgods med mycket jämnare ytor.
Ett mönster görs i form av den önskade delen, men förstoras för att ta hänsyn till krympning och bearbetningstillägg vid den slutliga gjutningen. Mönstret är vanligtvis tillverkat av trä eller plast och kan återanvändas för att producera nya sandformar. Sandkärnor kan användas för att forma den inre formen av ihåliga delar av gjutgodset.
En metalllåda (kolven) används för att göra sandformen. Den består vanligtvis av två halvor för att bilda den övre och nedre delen av formen, benämnda cope respektive drag. Mönstret placeras i kolven och packas sedan med sandblandning som bildar en formhålighet. Vid behov placeras en provisorisk plugg för att bilda en kanal för gjutning av den gjutna metallen (så kallad sprue). Därefter avlägsnas mönstret och kanalpluggen och lämnar formhåligheten och gjutkanalen. Cope och drag förbereds separat och sätts ihop efteråt för att bilda en form.
Den smälta metallen hälls i formen genom en inlopp, som överför den smälta metallen via löpare in i formhåligheten. Efter att den gjutna metallen stelnat och svalnat tas gjutgodset ut ur sandformen. I allmänhet används inget mögelsläppmedel och sandformen förstörs i borttagningsprocessen. Grön sand kan återanvändas efter att ha justerat dess sammansättning genom att kompensera förlorad fukt och tillsatser.

Porositet eller permeabilitet
Det är sandens förmåga som gör att gaserna lätt kan passera genom den.
Vissa gaser löses upp i smält metall och när denna smälta metall börjar stelna kommer dessa lösta gaser ut ur den smälta metallen och försöker fly ut ur formsanden. Om sanden inte är tillräckligt porös kommer dessa gaser inte att kunna gå ut ur formen och fastnar i gjutgodset och producerar hål och porer i metallgjutning. Även om den smälta metallen kommer i kontakt med den fuktiga sanden, bildas ånga eller vattenånga. Denna ånga eller ångor resulterar också i att det bildas hål i gjutgodset om de inte kan fly ut ur formen. Så det rekommenderas att använda tillräckligt porös formsand för att eliminera porositetsdefekten i metallgjutning.

Flytbarhet
Formsands förmåga att bete sig som en vätska när den rammas kallas flytbarhet.
På grund av denna egenskap kan sanden lätt uppta utrymmet i formlådan och ta upp sin form. Detta gör att sanden kan komprimeras till en kompakt densitet och låta den packas runt mönstret. Sanden bör ha hög flytbarhet, så att den lätt kan komprimeras för jämn densitet och för att få ett bra intryck av mönstret i formen. Sandens flytförmåga kan öka när vi ökar ler- och vattenhalten i sanden.

Hopfällbarhet
Formsandens förmåga att kollapsa efter stelning av den smälta metallen kallas kollapsbarhet.
Efter stelning av smält metall bör sanden kollapsa för fri sammandragning av metallen. Om fri sammandragning av metallen kommer att ske än om eliminerar naturligt rivning eller sprickbildning av den sammandragande metallen.

Vidhäftningsförmåga
Sandpartiklarnas förmåga att fastna i en annan kropp kallas vidhäftningsförmåga.
Sanden ska ha tillräcklig vidhäftningsförmåga så att den lätt kan fästa vid sidorna av formlådorna och inte faller ut till lådan när den tas bort.

Sammanhållning eller styrka
Sandpartiklarnas förmåga att hålla fast vid varandra kallas kohesivitet.
Sandens styrka beror på hur sammanhängande sandpartiklarna är. Sanden bör ha tillräcklig styrka så att den lätt kan behålla sin form under transport, vändning eller stängning och gjutning. Om den inte är av lämplig styrka kommer den inte att kunna hålla sin form och formen kan skadas under gjutning av smält metall. Sand med låg hållfasthet leder till gjutningsdefekter i metaller. För att undvika gjutdefekter bör sanden ha tillräcklig styrka för att ge form av önskad form och även behålla denna form även när den smälta metallen hälls i formhåligheten.
Sandstyrkan kan vara av två typer
Grön styrka: Styrkan hos sand som den besitter i sitt gröna eller fuktiga tillstånd kallas grön styrka. Formen med tillräcklig grönstyrka behåller sin form och kollapsar inte ens när mönstret tas bort från formlådan.
Torr styrka:Den styrka som sanden besitter i sitt torra eller bakade tillstånd kallas torrstyrka. Tillräcklig torrstyrka gör att sanden tål erosiva krafter på grund av smält metall och hjälper till att behålla sin form.

Eldfasthet
Formsandens förmåga att motstå den smälta metallens höga temperatur utan att smälta in i den kallas eldfasthet.
Formsanden måste ha tillräckligt med eldfasta egenskaper för att ge utmärkt gjutkvalitet fri från defekter. Sanden med bristande eldfasthet smälter och blir smält i gjutgodset och förstör kvaliteten på den gjutna metallen. Eldfastheten är måttet på sinterpunkten för sanden inte dess smältpunkt.