Заливка форм, обрубка и очистка отливок

Изготовление моделей. Для изготовления выплавляемых моделей используют смеси и сплавы легкоплавких материалов, чаще всего органиче- ского происхождения. В качестве исходных материалов применяют буро- угольный воск, церезин, парафин, стеарин, канифоль, этилцеллюлозу и др.

Модельные составы должны обладать следующими свойствами:

температура плавления 60–100 °С; температура размягчения 35–45 °С; хорошая жидкотекучесть;

минимальная линейная и объемная усадка;

минимальная зольность и неприлипаемость к поверхности пресс-форм; хорошая смачиваемость облицовочными составами;

минимальное выделение паров при нагревании и сгорании; возможность многократного использования.

Технологический процесс приготовления модельного состава зависит от входящих в него компонентов. Чаще всего приготовление модельного со-

става и расплавление возврата производится в специальных термостатах с

водяным обогревом.

Заполнение пресс-формы модельным составом осуществляется сво- бодной заливкой расплавленной массы, запрессовкой в пастообразном со- стоянии, заливкой и запрессовкой под высоким давлением.

Основным способом изготовления моделей является запрессовка со- става в рабочую полость пресс-формы. Это обеспечивает хорошую точность и чистоту поверхности моделей. Для выполнения этой операции применяют установки, на которых приготовление пасты из жидкого расплава и запрес- совка модельной массы в пресс-формы производится автоматически.

На рис. 1.26 приведена схема запрессовки модельной массы в пресс- форму. Перед запрессовкой модельной массы стенки пресс-формы смазывают касторовым или трансформаторным маслом, смешанным с этиловым спиртом.

Готовые модели хранятся в холодной проточной воде или в термостатах. Одновременно с изготовлением модели отливки изготавливают модели элемен- тов литниковой системы: стояка и воронки. Затем модели собирают в блоки («елки») с помощью припайки моделей отливки к моделям литниковой систе- мы.

Изготовление оболочки. Процесс изготовления литейной формы включает подготовку материалов, формирование огнеупорной оболочки на поверхности моделей, удаление модели из оболочки, формовку оболочки в наполнителе и прокалку формы.

Исходными материалами для изготовления оболочки являются квар-

цевый песок, пылевидный кварц, гидролизованный раствор этилсиликата и

15 %-й раствор едкой щелочи.

Этилсиликат – сложное химическое соединение, основой которого яв- ляется эфир ортокремниевой кислоты, содержащий до 45 % окиси кремния.

Л е к ц и я 8 Литье по выплавляемым моделям

Для придания этилсиликату вяжущих свойств осуществляют опера- цию его гидролиза в смеси воды, этилового спирта или ацетона и соляной кислоты. В результате гидролиза образуется золь кремниевой кислоты, обла- дающий высокими вяжущими свойствами.

 

Рис. 1.26. Схема запрессовки модельной массы в пресс-форму: 1 – щиток; 2 – ци линдр; 3 – наконечник; 4 – пресс- форма

Рис. 1.27. Схема установки для обсыпки блока моделей в «кипящем» слое песка

Огнеупорную суспензию рекомендуется готовить в специальных сме- сителях. В бак загружается пылевидный кварц и добавляется связующее – гидролизованный раствор этилсиликата. Смесь тщательно перемешивается

до полного удаления пузырьков воздуха.

Суспензию наносят на блоки моделей окунанием их в ванну с суспен- зией, а на крупные блоки и модели – обливанием. В зависимости от характе- ра производства и степени механизации блок моделей погружают в ванну вручную, с помощью манипуляторов или копирующих устройств на цепных конвейерах. Блок погружают так, чтобы с поверхности моделей, особенно из глухих полостей, отверстий могли удалиться пузырьки воздуха. Вынутый из суспензии блок моделей поворачивают в различных направлениях так, чтобы суспензия равномерно распределилась по поверхности моделей, а излишки ее стекли назад в бак. После этого модельный блок сразу обсыпается песком; между нанесением суспензии и обсыпкой песком не должно проходить более 10–15 с, так как суспензия быстро сохнет и песок не соединяется с ней. Сус- пензию в баке непрерывно перемешивают, чтобы предотвратить оседание огнеупорного материала. Для нанесения песка на слой суспензии используют погружение модельного блока в слой «кипящего» песка.

Установки для обсыпки блока моделей в слое «кипящего» песка

(рис. 1.27) состоит из емкости с песком, в ее нижней части расположена по-

Л е к ц и я 8 Литье по выплавляемым моделям

лость 2, в которую подводится сжатый воздух. Полость отделена от емкости с песком 1 сеткой, на которой уложен слой войлока. Воздух, проходя через войлок, переводит песок во взвешенное состояние, и песок обсыпает модель- ный блок 3.

После нанесения каждого слоя суспензии и обсыпки его высушивают в потоке воздуха или в парах аммиака. Продолжительность сушки и обсып- ки каждого слоя суспензии на воздухе составляет 2–4 ч, а в парах аммиака – 50–60 мин. Сушку производят в вертикальных или горизонтальных много- ярусных сушилах.

В зависимости от материала моделей используют различные способы их удаления из оболочки. Модели из выплавляемых воскообразных составов

удаляют из формы погружением блока моделей в горячую воду или ванну с

модельным составом. Этот способ получил наибольшее применение на про- изводстве. Полистироловые выжигаемые модели удаляются из форм выжи- ганием или растворением в бензоле, ацетоне. Выжигание сопровождается выделением большого количества паров стирола, углеводородов, сажи. Во всех случаях при выжигании, растворении полистироловых моделей должна быть обеспечена хорошая приточно-вытяжная вентиляция с последующей очисткой удаляемого в атмосферу воздуха.

После удаления из блока легкоплавкого модельного состава оболочки формуют в жаропрочной опоке; засыпают наполнитель, уплотняют его, а за- тем форму прокаливают в газовых или электрических печах при температуре

850–900 °С и выдерживают при этой температуре не менее двух часов, после чего формы поступают на участок заливки.

Изготовление отливки. Заливка форм металлом может производить-

ся различными способами в зависимости от размера и веса отливок, состава сплава, назначения отливок. Заливка может быть:

свободная – металл заполняет форму под действием собственного веса; на центробежных машинах – металл заполняет форму и затвердевает

под действием центробежных сил.

После охлаждения форм производят выбивку отливок на специальных

установках с поворотом опок на 180° для того, чтобы из опок высыпался на- полнитель.

Отделение отливок от литников осуществляют следующими способа- ми: на вибрационных установках; продавливанием стояка с отливками через

обрезной штамп; отрезкой дисковыми и ленточными пилами; отрезкой газо- выми горелками.

Очистка отливок от огнеупорного покрытия является очень трудоем- кой операцией. На практике применяют вибрационную, пескоструйную, гид-

ропескоструйную, химико-термическую в растворах щелочей и кислот, а также в расплавленных солях и другими способами.

Механизация и автоматизация процесса. Контроль отливок

Литье по выплавляемым моделям – процесс многооперационный.

Л е к ц и я 8 Литье по выплавляемым моделям

Манипуляторные операции при изготовлении и сборке моделей, нане- сение суспензии на модель и другие достаточно сложны и трудоемки, что ос- ложняет автоматизацию процесса.

Процесс состоит из ряда длительных операций, определяющих произ- водительность: послойное формирование и сушка слоев оболочковой формы на модели, прокаливание формы.

Качество отливок, полученных данным способом, существенно зависит от стабильности качества исходных материалов для изготовления моделей, сус- пензии, формы, а также от стабильности режимов технологического процесса. Это осложняет автоматизацию управления технологическим процессом.

В зависимости от характера производства (единичное, серийное, мас- совое), номенклатуры отливок и предъявляемых к ним требований проблема автоматизации производства решается различно.

В серийном производстве осуществляется автоматизация отдельных операций, таких, как изготовление моделей или звеньев модельных блоков, приготовление суспензии и др.

В массовом производстве отливок используют автоматизированные линии, выполняющие следующие операции: приготовление модельных со- ставов; изготовление моделей; приготовление суспензий; изготовление обо- лочек; их прокаливание; заливку расплава; очистку отливок. Такие линии по- зволяют комплексно автоматизировать все производство.

Контрольные вопросы и задания

1. Опишите технологические операции изготовления форм при литье по выплавляемым моделям.

2. Какие материалы используют для изготовления выплавляемых мо-

делей?

3. Для каких целей используются пресс-формы в технологическом

процессе литья по выплавляемым моделям?

4. Назовите состав жидкой формовочной смеси – суспензии для фор- мирования оболочки.

5. Опишите процесс изготовления оболочки при литье по выплавляе-

мым моделям.

6. Какие требования предъявляются к модельным составам?

7. Назовите способы заполнения пресс-форм модельным составом.

8. Для чего производят гидролиз этилсиликата при изготовлении обо-

лочек?

9. При каких температурах производится выплавка модельного соста-

ва и прокалка форм перед заливкой?

10. Опишите достоинства и недостатки литья по выплавляемым моделям.

Л е к ц и я 9

Дата добавления: 2014-11-25