ЛИТЬЕ В ОБОЛОЧКОВЫЕ ФОРМЫ. Способ литья в оболочковые формы основан на получении полуформ и стержней в виде оболочек

 

  Вся электронная библиотека >>>

 ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО>>>

  

 

ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО


Раздел: Производство

   

§ 1. ЛИТЬЕ В ОБОЛОЧКОВЫЕ ФОРМЫ

  

Способ литья в оболочковые формы основан на получении полуформ и стержней в виде оболочек толщиной 6—10 мм. Их изготовляют путем отверждения на металлической оснастке слоя смеси, в которой связующее при нагреве вначале расплавляется, а затем затвердевает (необратимо), придавая оболочке высокую прочность.

Технология литья в оболочковые формы включает ряд операций, выполнение которых при литье данным способом имеет особенности. К ним относятся: приготовление плакированной песчано-смоляной смеси; формирование на модельной оснастке тонкостенных оболочковых полуформ и стержней; сборка форм и их подготовка к заливке. Особенности обусловлены свойствами связующего, в качестве которого обычно используют пульвербакелит ПК-Ю4 — смесь фенодо- формальдегидной смолы марки 104 с 8 % уротропина. В исходном состоянии смола термопластична, т. е. при нагреве и охлаждении обратимо расплавляется и затвердевает. В присутствии уротропина она становится термореактивной, поли- меризуется и затвердевает необратимо. Твердение смолы ускоряется при 200— 250 °С. При нагреве выше 400 °С связующее разлагается.

Плакированную смесь приготовляют горячим и холодным способами. При горячем плакировании мелкозернистый песок, предварительно нагретый до 150 °С, смешивают в бегунах со смолой 104. Последняя при 70—130 °С расплавляется и обволакивает зерно песка тонкой пленкой. По мере перемешивания смесь охлаждается и комкуется вследствие обратимого затвердевания смолы. Перемешивание продолжают до полного разминания комьев и получения сыпучей смеси, в которой каждая песчинка плакирована (покрыта) пленкой термопластичной смолы. После охлаждения до 60 °С и ниже в смесь добавляют уротропин для обеспечения последующего необратимого твердения смеси на модельной оснастке. При более высокой температуре ввода уротропина процесс необратимого твердения развивается на стадии приготовления смеси, что недопустимо. Для ускорения охлаждения смеси и более равномерного распределения уротропина его вводят в виде 30 %-ного водного раствора.

При холодном плакировании пульвербакелит растворяют в спирте или ацетоне и перемешивают с песком. Песчинки смачиваются раствором смолы и покрываются пленкой. Смесь при непрерывном перемешивании продувают воздухом. При этом растворитель испаряется и на песчинках остается тонкая твердая пленка термореактивной смолы. Испарение растворителя сопровождается образованием комьев смеси. После полного высыхания комья также разминают до получения однородной сыпучей смеси.

Модели, модельные плиты и стержневые ящики изготовляют преимущественно из чугуна, реже из стали и алюминиевых сплавов. Оболочковые полуформы получают на модельных плитах 1 ( 99, а), нагретых до 200—250 °С. Рабочую поверхность плит с помощью пульверизатора покрывают разделительным составом для предотвращения прилипания смеси к модели. В качестве разделительного состава используют силиконовую и другие жидкие композиции. На горловину поворотного бункера 2 устанавливают горячую модельную плиту, укрепляют ее и затем бункер переворачивают на 180°. Таким путем песчано-смоляную смесь 3 высыпают на плиту. Под действием теплоты модельной плиты слой 4 смеси, прилегающий к ней, за 15—25 с прогревается до температуры расплавления смолы на глубину 6—10 мм. В этом случае зерна смеси оказываются склеенными смолой. После возвращения бункера в исходное положение модельную плиту вместе с оставшейся на ней полутвердой оболочкой помещают в печь, где она при температуре 300—350 °С необратимо затвердевает в течение 50—60 с. Прочную оболочковую полуформу 5 снимают с модельной плиты с помощью выталкивателей. Таким же образом изготовляют вторую оболочковую полуформу. С повышением давления, приложенного к насыпанной на модель смеси, формирование оболочки ускоряется, и ее прочность возрастает. В связи с этим над модельной плитой толщину слоя смеси увеличивают или же ее подпрессовывают, прикладывая избыточное внешнее давление.

Оболочковые стержни получают аналогичным способом. В нагретый и смазанный разделительным составом стержневой ящик 6 ( 99, б) засыпают песчано- смоляную смесь 7. Через 15—20 с после оплавления поверхностного слоя из ящика высыпают остальную непрогретую, сохранившую сыпучесгь, смесь Оболочка твердеет при дальнейшем нагревании ящика. Затем ящик раскрывают и извлекают стержень 8.

При сборке в охлажденную полуформу устанавливают стержень и на нее накладывают вторую полуформу. Точность сборки обеспечивают с помощью углублений или соответствующих им выступов, которые выполняют по краям полуформ. В мелкосерийном производстве полуформы прижимают друг к другу механическими приспособлениями: скобами, струбцинами. В массовом и крупносерийном производстве их склеивают, для чего на нижнюю полуформу по контуру изготовляемой отливки наносят клей, прижимают к ней вторую горячую (120— 150 °С) полуформу и выдерживают в течение 5—10 с для отверждения клея.

Готовые оболочковые формы заливают в горизонтальном или вертикальном положении. Перед заливкой оболочковые формы 11 ( 99, в) засыпают в металлических коробках {опоках) 9 песком или чугунной дробью 10. Применение опорного наполнителя позволяет получать отливки в тонкостенных оболочковых формах. При литье без опорного наполнителя необходимо увеличивать толщин оболочковых форм или (и) выполнять на их наружных поверхностях упрочняющие ребра. Однако это сопряжено с увеличением затрат на их изготовление, прежде всего из-за повышенного расхода смеси (смолы). Оболочковая форма за счет теплоты залитого металла прогревается. При температуре свыше 400 °С связующее разлагается, и оболочка постепенно разупрочняется. Вследствие этого существенно улучшаются податливость и выбиваемость форм, отливки 12 легко освобождаются от остатков оболочки.

Особенности способа и области его применения. При отверждении смеси непосредственно на модели или в стержневом ящике получают более точные и стабильные по размерам полуформы и стержни. Оболочки обладают достаточной прочностью и жесткостью в период заливки и затвердевания сплава. Все это обеспечивает повышение точности отливок, а использование в смесях мелкозернистых песков — снижение шероховатости их поверхности. Разупрочнение оболочки при высоких температурах способствует свободной усадке отливки, снижает в них внутренние напряжения и облегчает выбивку форм.

Отмеченные особенности дают возможность изготовлять сложные тонкостенные отливки массой до 300 кг, точные по размерам и с гладкой (чистой) поверхностью, например, ребристые цилиндры для мотоциклов, коленчатые валы для автомобильных двигателей и др.

Оболочковые стержни применяют не только в оболочковых, но и в песчаных формах, а также в кокилях для выполнения сложных полостей в отливках. Сле-

дует отметить два обстоятельства, ограничивающих область применения оболочковых форм и стержней из смесей на термореактивных смолах. Первое — это ограничение размеров форм (полуформ) ввиду снижения ЖРСТКОСТИ и коробления, второе— возможность насыщения ме»алла в поверхностных зонах углеродом, что делает нежелательным использование таких форм при производстве отливок из низкоуглеродисгых, в частности коррозионно-стойких сталей. Второе ограничение устранимо при изготовлении оболочковых форм их смесей с неорганическими связующими материалами.

Расход формовочной смеси при литье в оболочковые формы в 8—10 раз меньше, чем при литье в песчаные формы. После термической регенерации песок можно использовать повторно. Изготовление оболочек хорошо поддается автоматизации. Недостатком технологического процесса является использование дорогого связующего материала — пульвербакелита.

 

СОДЕРЖАНИЕ:  Литейное производство: Учебник для металлургических специальностей вузов

 

Смотрите также:

 

Литьё

Иногда, когда отливка не требует большой точности, ее получают литьем в корковые (оболочковые) формы (см. рис.).

 

Технология литейного производства - обычное литьё, литьё...

При производстве заготовок литьём используют разовые песчаные, оболочковые самотвердеющие формы.

 

Производство стали. Конверторный способ получения стали.

...формы (кокильное литье), литье под давлением, центробежное литье, литье по выплавляемым моделям, литье в оболочковые формы (корковое литье) и др.

 

Производство художественных изделий из металла

...изделий сложной конфигурации); в оболочковые формы, когда поверхность изделий предварительно покрывается силикатной оболочкой, обеспечивающей...

 

МАГНИЕВЫЕ СПЛАВЫ ЛИТЕЙНЫЕ — магниевые сплавы...

Отливки из М.с.л. получают литьем в песчаные, оболочковые формы, в кокиль, под давлением, по выплавляемым моделям, в гипсовые формы.