Технология получения отливок в оболочковых (корковых) формах. В каких случаях целесообразно применять данную технологию литья?
Литье в оболочковые формы – процесс получения отливок из расплавленного металла в формах, изготовленных по горячей модельной оснастке из специальных песчано-смоляных смесей.
Оболочковые формы обладают следующими свойствами: достаточной прочностью, газопроницаемостью, податливостью, негигроскопичностью.
Технологический процесс литья в оболочковые формы (рис. 4.1, 4.2) начинается с того, что предварительно нагретую плиту, к которой закреплена металлическая модель, покрывают смесью из термореактивной смолы. Под действием тепла смола плавится, на модельной плите образуется однородная полутвердая оболочка. Для удаления избытка смеси бункер переворачивают. Модельную плиту дополнительно подогревают для окончательного отверждения оболочки. Твердую оболочку-полуформу снимают с модельной плиты и соединяют с соответствующей другой оболочкой-полуформой. Соединенные между собой оболочки помещают в опоку и засыпают формовочной смесью.
Рис. 4.1. Последовательность изготовления оболочковой формы
Рис. 4.2. Изготовление оболочковой формы в бункере
Изготовление оболочковой формы в бункере: а — поворот плиты с моделью; б – закрепление плиты на бункере; в – поворот бункера для формирвания оболочки; г – возвращение бункера в исходное положение; д – возвращение плиты в исходное положение; 1 – подмодельная плита с моделью; 2 – сформировавшаяся керамическая оболочка; 3 – бункер; 4 – термореактивная смесь
Оболочковые полуформы скрепляют зажимами или склеивают по разъему. Полученную оболочковую форму заливают в вертикальном горизонтальном положении. Форма после заливки легко разрушаются при выбивке.
Одним из главных недостатков технологии литья в оболочковые формы – обильное выделение вредных веществ при заливке металла. Заливка сопровождается выгоранием связующего. Обеспечение нормальных условий труда достигается созданием местной приточно-вытяжной вентиляции. К недостаткам относятся высокая стоимость смесей, ограниченный размер отливок (до 1500 мм).
Преимущества способа литья в оболочковые формы: возможность получения тонкостенных отливок сложной формы; гладкая и чистая поверхность отливок; качественная структура металла за счет повышенной газопроницаемости форм; возможность автоматизации; небольшие допуски на обработку резанием.
Технология литья в оболочковые формы особенно хорошо подходит для крупных отливок - например скульптур. Детали, отлитые в оболочковые формы, имеют в 1,5 раза меньший припуск на механическую обработку.
Технология изготовления оболочек включает в себя следующие операции:
- Нагрев модельной оснастки до 200 - 250 °С.
- Нанесение на рабочую поверхность модельной оснастки (пульверизатором) разделительного состава - быстро затвердевающей силиконовой жидкости, образующей при этом разделительную пленку, которая предотвращает прилипание к оснастке формовочной смеси и тем самым упрощает последующее отделение оболочки от модели.
- Нанесение песчано-смоляной смеси на модельную оснастку одним из следующих способов; путем свободной засыпки поворотного или стационарного бункера, пескодувным методом, путем свободной засыпки с допрессовкой. Указанные способы изготовления оболочковых форм различаются, по существу, лишь приемами нанесения песчано-смоляной смеси на модельную оснастку.
- Формирование и отверждение оболочки необходимой толщины. Широко применяется насыпной (бункерный) способ формообразования оболочки, основанный на использовании поворотного бункера, для свободной засыпки формовочной смесью модели вместе с модельной плитой (рис. 1.1). Бункер наполняют песчано-смоляной смесью. Нагретая и обработанная разделительным составом модельная плита с моделью закрепляется на приемной рамке поворотного бункера (рис. 1.1, а). Засыпка модели и модельной плиты смесью осуществляется поворотом бункера на 180° (рис. 1.1, б). Для формирования оболочки толщиной 5 - 15 мм плиту выдерживают под смесью в течение 15 - 20 с. При этом смола быстро плавится и затвердевает, образуя полутвердую оболочку. Затем бункер возвращают в исходное положение (рис. 1.1, в). С него снимают модельную плиту с налипшей оболочкой и помещают в печь для доотверждения оболочки (режим окончательного отверждения смолы - 300 - 350 °С, 1 - 3 мин).
- Съем оболочковой полуформы после ее изготовления с модели осуществляется с помощью толкателей (рис. 1.1, г).