La fosa de sorra s’utilitza per produir una gran varietat de components metàl·lics amb geometries complexes. Aquestes parts poden variar molt de mida i pes, que van des d’un parell d’unces fins a diverses tones. Algunes parts de colada de sorra més petites inclouen components com a engranatges, politges, cigonyals, barres de connexió i hélices. Les aplicacions més grans inclouen allotjaments per a equips grans i bases de màquines pesades. La colada de sorra també és habitual per produir components d’automòbils, com ara blocs de motor, col·lectius del motor, capçaleres de cilindre i estoigs de transmissió.
La fosa de sorra, el procés de colada més utilitzat, utilitza motlles de sorra existents per formar peces de metall complexes que es poden fer gairebé qualsevol aliatge. Com que el motlle de sorra s’ha de destruir per tal d’eliminar la part, anomenada colada, la colada de sorra normalment té una taxa de producció baixa. El procés de colada de sorra implica l’ús d’un forn, metall, patró i motlle de sorra. El metall es fon en el forn i després es desprèn i s’aboca a la cavitat del motlle de sorra, que està format pel patró. El motlle de sorra es separa al llarg d’una línia de separació i es pot eliminar la fosa solidificada. Els passos d’aquest procés es descriuen amb més detall a la secció següent. A la fosa de sorra, el principal equip és el motlle, que conté diversos components. El motlle es divideix en dues meitats: la cope (la meitat superior) i l’arrossegament (meitat inferior), que es troben al llarg d’una línia de separació. Les dues meitats de motlle es troben dins d’una caixa, anomenada matràs, que es divideix en aquesta línia de separació. La cavitat del motlle es forma envasant sorra al voltant del patró a cada meitat del matràs. La sorra es pot empaquetar a mà, però les màquines que utilitzen pressió o impacte asseguren un embalatge fins i tot l’embalatge de la sorra i requereixen molt menys temps, augmentant així la taxa de producció. Després que la sorra s’hagi envasat i s’elimina el patró, quedarà una cavitat que forma la forma externa de la fosa. Algunes superfícies internes de la colada poden estar formades per nuclis.
La colada de sorra és capaç d’utilitzar gairebé qualsevol aliatge. Un avantatge de la colada de sorra és la capacitat de llançar materials amb altes temperatures de fusió, inclosos acer, níquel i titani. A continuació, es mostren els quatre materials més comuns que s’utilitzen en la fosa de sorra, juntament amb les seves temperatures de fusió
Materials Temperatura de fusió
Aliatges d'alumini 1220 ° F (660 ° C)
Aliatges de llautó 1980 ° F (1082 ° C)
Fosa de ferro 1990-2300 ° F (1088-1260 ° C)
Acer de fosa 2500 ° F (1371 ° C)
El cost del material per a la colada de sorra inclou el cost del metall, la fusió del metall, la sorra del motlle i la sorra del nucli. El cost del metall està determinat pel pes de la part, calculat a partir del volum de la part i la densitat del material, així com el preu unitari del material. El cost de fusió també serà més gran per a un pes més gran i està influenciat pel material, ja que alguns materials són més costosos de fondre. Tot i això, el cost de fusió és normalment insignificant en comparació amb el cost del metall. La quantitat de sorra de motlle que s’utilitza i, per tant, el cost, també és proporcional al pes de la part. Finalment, el cost de la sorra central està determinat per la quantitat i la mida dels nuclis utilitzats per llançar la peça.
Avantatges del procés de colada de sorra
Pot produir parts molt grans
Pot formar formes complexes
Moltes opcions materials
Baix eines i costos dels equips
Es pot reciclar ferralla
Temps de conducció curt possible
Aplicacions:
Peces de màquines de construcció, peces de bastides, blocs de motors i col·lectors, bases de màquines, engranatges, politges, peces d’agricultura, peces marines, peces mèdiques, maquinari, peces d’automòbils, ECT.
