Перечислите основные этапы изготовления отливок в разовых песчано-глинистых формах
ТЕХНОЛОГИЯ ЛИТЬЯ В ПЕСЧАНО-ГЛИНИСТЫЕ ФОРМЫ
Производство изделий литьем в землю включает несколько этапов. Вкратце схема выглядит следующим образом.
1. Изготовление модельного комплекта из дерева, стали и т.д., в зависимости от серийности отливки.
2. Изготовление сухой формовочной смеси из песка (преимущественно кварцевого) и связующего (глины).
3. Изготовление стержней, литниковой системы.
4. Размещение модельного полукомплекта на подмодельных плитах в опоках, засыпка формовочной смеси.
5. Увлажнение смеси в полуформе, уплотнение ручным или механическим способом.
6. Проставка стержней, установка второй опоки, установка второго полумодельного комплекта, литниковой системы.
7. Засыпка и уплотнение формовочной смеси.
8. Удаление модельного комплекта, сушка и сборка готовых полуформ.
Далее через литник заливают расплавленный металл. После кристаллизации расплава и охлаждения отливки ее освобождают из формы, очищают от нагара и подвергают необходимой механической, термической, химико-термической обработке.
Литьё в разовые формы (литье в песчано-глинистые формы, ПГФ) — самый распространенный и массовый вид литья. 80% отливок в мире получают в разовых песчаных формах. Первоначальным и главным этапом является изготовление модельного комплекта из дерева, пластика, алюминия, которая копирует будущую деталь. Данный этап является ответственным, поэтому на нашем производстве работают проверенные и профессиональные специалисты в этой области. Модельный цех оборудован всеми видами оборудования для эффективной и в тоже время быстрой работы.
Следующие этап - формовка модельного комплекта для получения качественного отпечатка в форме. На этом этапе многое зависит от качества формовочной смеси. 50% брака получают в результате некачественных смесей. Модель засыпается формовочной смесью, заполняющей пространство между опоками. Опока имеет две полуформы - верхнюю и нижнюю. Плоскость соприкосновения двух полуформ — поверхность разъёма. Для получения внутренних полостей в отливке изготавливаются стержни из кварцевого песка с крепителем (жидкое стекло, смолы и т.д.), также копирующие внутренние конфигурации отливки. Формовочная смесь уплотняется встряхиванием или прессованием. Образовавшиеся полости заливаются расплавом жидкого металла через литниковую систему. После остывания форму разбивают и извлекают отливку, удаляют литниковую систему, облой. Для очистки отливок мы используем галтовочные барабаны, ленточную дробеметную камеру и и дробеметную камеру с вращающимся столом. Еще раз отметим, что правильный выбор формовочной смеси напрямую влияет на качество получаемых отливок, их поверхностей, показатели шероховатости и так далее.
Для облегчения процесса формовки нами используются полуавтоматические встряхивающие формовочные машины. Основное достоинство - равномерное уплотнение формовочной смеси.
Формовочные песчано-глинистые смеси, их состав. Требования к формовочным смесям.
Формовочные смеси. Для изготовления форм и стержней применяются разнообразные формовочные и стержневые смеси, состав которых зависит от способа формовки, рода сплава, характера производства, вида литья и технологических средств и материалов, имеющихся в распоряжении производства.
Формовочные смеси классифицируют:
– по назначению (для отливок из чугуна, стали и цветных металлов);
– по составу (песчано-глинистые, содержащие быстротвердеющие крепители, специальные);
– по применению при формовке (единые, облицовочные, наполнительные);
– по состоянию форм перед заливкой в них сплава (сырые, сухие, подсушиваемые и химически твердеющие).
Для приготовления смесей используются природные и искусственные материалы.
Основными исходными материалами являются песок и глина, вспомогательными – связующие вещества и добавки. Кроме исходных материалов для приготовления формовочных смесей используют отработанные (бывшие в употреблении) смеси.
В зависимости от назначения различают формовочные и стержневые смеси. Правильный выбор смеси имеет большое значение, так как около половины брака отливок возникает из-за низкого качества формовочных материалов и смесей.
Песок – основной огнеупорный компонент формовочных и стержневых смесей.
Обычно используется кварцевый или цирконовый песок из кремнезема SiO2.
Глинаявляется связующим веществом, обеспечивающим прочность и пластичность, обладающим термической устойчивостью.
В формовочные и стержневые смеси вводят в небольших количествах (1…3 %) дополнительные связующие. Их подразделяют на органические и неорганические, растворимые и нерастворимые в воде (сульфидно-спиртовая барда, битум, канифоль, цемент, жидкое стекло, термореактивные смолы и др.).
Для предотвращения пригара и улучшения чистоты поверхности отливок используют противопригарные материалы: для сырых форм – припылы; для сухих форм – краски.
В качестве припылов используют: для чугунных отливок – смесь оксида магния, древесного угля, порошкообразного графита; для стальных отливок – смесь оксида магния и огнеупорной глины, пылевидный кварц.
Требования:
Смеси должны обладать рядом свойств:
· прочностью – способностью смеси обеспечивать сохранность формы без разрушения при изготовлении и эксплуатации;
· поверхностной прочностью (осыпаемостью) – сопротивлением истирающему действию струи металла при заливке;
· пластичностью – способностью воспринимать очертание модели и сохранять полученную форму;
· податливостью – способностью смеси сокращаться в объеме под действием усадки сплава;
· текучестью – способностью смеси обтекать модели при формовке, заполнять полость стержневого ящика;
· термохимической устойчивостью или непригарностью– способностью выдерживать высокую температуру сплава без оплавления или химического с ним взаимодействия;
· негигроскопичностью–способностью после сушки не поглощать влагу из воздуха;
· долговечностью–способностью сохранять свои свойства при многократном использовании.
При литье металлических сплавов, имеющих высокую температуру плавления, используются только огнеупорные формовочные смеси, не разрушающиеся при нагревании. Эти материалы должны удовлетворять следующим требованиям:
1. Не разрушаться и не плавиться при нагревании до температуры, превышающей температуру плавления металла на 200—250°С.
2. Иметь высокую степень дисперсности, позволяющую получать чистые и гладкие поверхности изделия.
3. Жидкие пасты из огнеупорных смесей должны иметь хорошую жидкотекучесть, способность смачивать восковые модели, накладываться на них без образования воздушных полостей.
4. Обеспечивать прочность и целостность литейной формы, ее газопроницаемость во время литья.
5. Не оказывать какого-либо отрицательного действия на структуру или свойства материала отливки.
6. Обладать термическим расширением, способным компенсировать усадку отливки.
7. Быть безвредным для человека при работе с ними.
17) Стержневые смеси, требования к ним, состав стержневых смесей.
Стержневые смеси соответствуют условиям технологического процесса изготовления литейных стержней, которые испытывают тепловые и механические воздействия. Они должны иметь более высокие огнеупорность, газопроницаемость, податливость, легко выбиваться из отливки.
Огнеупорность смеси – способность смеси и формы сопротивляться растяжению или расплавлению под действием температуры расплавленного металла.
Газопроницаемость смеси – способность смеси пропускать через себя газы (песок способствует ее повышению).
В зависимости от способа изготовления стержней смеси разделяют: на смеси с отвердением стержней тепловой сушкой в нагреваемой оснастке; жидкие самотвердеющие; жидкие холоднотвердеющие смеси на синтетических смолах; жидкостекольные смеси, отверждаемые углекислым газом.
Приготовление стержневых смесей осуществляется перемешиванием компонентов в течение 5…12 минут с последующим выстаиванием в бункерах.
Основными материалами для приготовления стержневых смесей, как и для формовочных, являются песок и глина. Однако большое количество глины, необходимое для повышения прочности, ухудшает газопроницаемость, податливость, выбиваемость смеси, увеличивает ее пригар к стенкам отливки. Для улучшения качества стержневой смеси в ее состав вместо глины входят крепители. К ним относятся различного рода масла, канифоль, каменноугольный пек, сульфитно-спиртовая барда, декстрин, жидкое стекло и другие специальные материалы.
В зависимости от применяемого связующего стержневые смеси делятся на песчано-глиинстые, в которых связующим является глина, и песчано-масляные, в которых связующим являются органические вещества — заменители масел. Песчано-глииистые смеси имеют достаточную прочность в сыром состоянии; их применяют для стержней простых форм художественных отливок, изготовляемых по-сырому. Песчано-масляные смеси применяют для стержней кусковых форм, заливаемых после сушки.
К стержневым смесям предъявляются следующие требования:
1) Пластичность, т. е. способность хорошо формоваться — легко воспринимать и отчетливо сохранять определенную форму. Пластичность улучшается прежде всего при увеличении влажности и количества глины в смеси.
2) Прочность, т. е. способность сохранять форму при воздействии внешних сил, как-то: толчков, неизбежных при изготовлении формы, струи металла, стремящейся размыть форму, и др. Прочность зависит также от содержания глины и влажности, причем каждому составу смеси соответствует определенная влажность, при которой прочность является наивысшей.
3) Податливость, т. е. способность сжиматься под давлением отливки, уменьшающейся в размерах при усадке. Если смесь не будет достаточно податливой, то возможны трещины отливки, особенно около выступов. Лучшей податливостью обладает крупный речной песок; глина ухудшает податливость. Для улучшения податливости в формовочные смеси вводят выгорающие при сушке форм добавки, например опилки.
4) Огнеупорность — способность смеси противостоять действию высокой температуры заливаемого в форму металла. Формовочные и стержневые смеси не должны оплавляться или размягчаться от соприкосновения с расплавленным металлом, а также пригорать к поверхности отливки. Кварцевый песок и белая глина имеют высокую огнеупорность.
5) Газопроницаемость — способность пропускать газы. 11ри контакте горячего металла с влажными формами выделяются пары воды и газы, которые должны свободно выходить из формы через ее стенки. Кроме того, из формы должен выходить воздух, находящийся в ее полости. Если газопроницаемость смеси недостаточна, в отливках образуются газовые раковины. Хорошую газопроницаемость имеют смеси, содержащие крупный речной песок; глина ухудшает газопроницаемость.