Оборудование для литья в оболочковые формы.

Литье в оболочковые формы. Литейная форма здесь пред­ставляет собой оболочку толщиной 6...10 мм, изготовлен­ную из дискретной огнеупорной основы (наполнитель) и синтетической смолы в качестве связующего. Принцип получения оболочек заложен в свойствах связующего материала, способного необратимо отверждаться при нагревании. Литьем в оболочковые формы изготовляют отливки средней массы 5...15 кг (редко 100...150 кг) практически из лю­бых сплавов. Расход смеси уменьшается в 10...12 раз по сравнению с литьем в обычные песчаные формы.

В качестве огнеупорной основы широко используют кварцевый песок. Повышение содержания примесей в песке при­водит к увеличенному расходу связующего, повышенной газотворности смеси, пониженному качеству поверхности отливок. Ввиду малого расхода и возможности регенерации, несмотря на значительное удорожание, при литье в оболоч­ковые формы, становится рентабельным применять Корунд, электрокорунд и в особенности циркон. Качество отливок при этом значительно повышается.

Связующим материалом являются фенолоформальдегидные синтетические смолы. Эти смолы при нагревании конденсируются, проходя три стадии: резольную А, резитольную В и резитную С. Смола в стадии А плавится, жидкоподвижна, способна обволакивать тонкой пленкой поверхность зерен огнеупорной основы. Температура плавления составляет 100… 200 °С. Дальнейший нагрев переводит смолу в стадию В, когда она сначала становится вязкой, затем резиноподобной. В стадии С смола окончательно отверждается. Начиная с температуры выше 400 °С фенолоформальдегидная смола подвергается деструкции (т. е. разлагается под воздействием теплоты на элементарные вещества).

Кроме огнеупорной основы и связующего в смеси вводят специальные добавки: растворители (керосин, ацетон, неко­торые спирты и другие вещества, уменьшающие количество пыли в смесях и их сегрегацию), смазывающие материалы (стеарат цинка, озокерит и др., предотвращающие пригорание смесей к модельной оснастке) и некоторые другие до­бавки.

Существует несколько способов изготовления оболочек: бункерный (рис. 2.11), пескодувный и др.

Рис. 2.11. Бункерный способ получения оболочковых полуформ

При бункерном способе на поворотном бункере 1 со смесью 2 закрепляется предварительно нагретая до 200...270° С модельная метал­лическая плита С моделью 3 (рис. 2.11, а), после чего бункер поворачивается на 180° С. Смесь падает на модельную плиту, облегая всю ее рабочую поверхность (рис. 2.11, б). Синтетическая смола прилегающей к модельной плите смеси нагревается, расплавляется, затем отверждается. Толщина слоя зависит от времени выдержки смеси на модели, ее температуры и теплофизических свойств наполнителя. При достиже­нии необходимой толщины бункер поворачивается в исходное положение. Непрореагировавшая смесь с модельной плиты ссыпается вниз (рис. 2.11, в). Для лучшего и более быстрого отверждения смеси модельная плита с оболочкой подается в печь, нагретую до температуры 280 ... 320 °С, где идет окончательный процесс конденсации смолы. После отверждения оболочка снимается с модельной плиты и направляется на сборку форм. Весь процесс получения оболочек длится несколько минут.

Съем оболочек осуществляется специальными толкателями, монтируемыми на каждой мо­дельной плите. Параллельно по такой же технологии изго­тавливают вторую полуформу (оболочку), а также стержни, которые могут быть сплошными или полыми. Полые или оболочковые стержни, полученные рассматриваемым процессом, в последние годы начали использовать не только при литье в оболочковые формы, но и при обычном литье в песчаные формы. Масса таких стержней на 40... 80 % меньше массы сплошных, они легко выбиваются из отливок, формируют высокое качество поверхности и т. д.

При сборке формы производят установку стержней, затем соединяют (спаривают) две полуформы. Соединение осуществляют склеиванием или скобами. Литниковая система формируется при изготовлении оболочек.

Собранные формы перед заливкой устанавливают в ме­таллические коробки (контейнеры), где свободное пространство между оболочками засыпают опорным материалом — песком или чугунной дробью. Заливка форм чаще всего про­исходит на конвейере. После заливки металла и затвердевания отливки оболочковые формы и стержни легко разру­шаются за счет термодеструкции связующего.

Технико-экономическая оценка.Литье в оболочковые формы имеет ряд преимуществ. Использование мелкозернистого песка и металлической оснастки обеспечивает получение гладкой рабочей поверхности форм и стержней. При заливке формы имеют большую прочность и жесткость, что обеспечивает высокую точность размеров. Получению качественного литья способствует также высокая газопроницаемость оболочек. Тонкая газовая рубашка при выгорании смолы защищает поверхность отливок от пригара. По мере выгорания смолы форма теряет прочность и разрушается, не препятствуя свободной усадке сплава. Разрушение оболочек значительно упрощает выбивку отливок. Отработанную смесь регенерируют, прока­ливая при 700-800° С до полного удаления связующего — смолы, и снова возвращают в производство, тем самым значительно уменьшая расход свежего песка. Кроме того, при изготовлении тонкостенных оболочковых форм расход формовочной смеси в восемь-десять раз меньше, чем при литье в обычной песчано-глинистой форме.

Недостатком способа литья в оболочковые формы является ограничение размеров и массы отливок примерно до 100 кг. С увеличением толщины сечения и при отливке массивных деталей из чугуна и стали при заливке расплава смола в оболочках быстро выгорает и качество поверхности деталей ухудшается.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ №24

1. Литьё в оболочковые формы.

См билет №23(3)