Глава 5

И ЗГОТОВЛЕНИЕ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ

§ 1. Формовка по-сырому

Формовкой по-сырому называют такой технологический про­цесс изготовления литейной формы, который позволяет заливать ее, не подвергая сушке.

Такой способ формовки применяют для изготовления литейных форм для тонкостенных ажурных и архитектурных отливок. Литейные формы таких отливок с малым объемом и большой по­верхностью не испытывают большого давления заливаемого в них расплава, так как его количество невелико. Поэтому от таких литейных форм не требуют большой прочности, и формовочные смеси не содержат большого количества глины. Расплав, заполняя полость формы тонкостенной отливки, быстро в ней остывает, прогревая незначительный слой формовочной смеси. При этом скорость газообразования в форме незначительна и создаются благоприятные условия для своевременного выхода газа из по­лости формы. Следовательно, при формовке по-сырому нет необ­ходимости (для увеличения прочности и газопроницаемости формы) сушить форму. Это значительно сокращает процесс полу­чения отливки и уменьшает ее себестоимость.

Формовка по-сырому производится, как правило, в опоках, что по сравнению с другими способами изготовления литейных форм имеет ряд преимуществ. При формовке в опоках получается более точная и чистая отливка, допускается применение сложных способов формовки (кусковая формовка с перекидным болваном), готовые формы удобно транспортировать к месту заливки, более полно используется площадь цеха, особенно при расположении форм для заливки в стопке (стопочная заливка), можно использо­вать формовочные машины.

При ручной формовке в опоках столы и плиты на рабочих местах формовщиков должны иметь ровную поверхность. Неров­ные плиты могут привести к поломке формы при извлечении модели и сборке. В зависимости от сложности модели при изго­товлении литейных форм по-сырому применяют следующие виды формовки: по неразъемной модели, по разъемной модели, с ниж-

90

ним болваном, с верхним болваном, по модели с отъемными ча­стями, с подрезкой, с фальшивой опокой, со специальной под-модельной плитой, по гипсовой модели, по модельным плитам, в съемных опоках, в трех и более опоках, с перекидным бол­ваном, со стержнями, в почве и по шаб­лону.

Перечисленные виды формовки имеют много общих операций, поэтому нет смысла разбирать подробно все виды. Рассмотрим операции технологического процесса формовки по-сырому лишь на формовке по неразъемной модели. В осталь­ных видах разберем только особые — но­вые — приемы, связанные с данным спо­собом изготовления литейной формы.

§ 2. Формовка по неразъемной модели

ж)

Примером формовки по-сырому по неразъемной модели является формовка детской игрушки «Плитка» (рис. 40, а). Для изготовления литейной формы ис­пользуют две опоки и гладкую подмо-дельную плиту, с прорезью для подъема модели, припаянного на ее обратной сто­роне. Модель плитки делают из чугуна или бронзы. Когда возможно, изготов­ление формы стараются начать с нижней полуформы. При этом, как будет показано ниже, удается исключить одну опера­цию — переворачивание формы. В про­цессе изготовления литейной формы вы­полняют следующие операции:

Рис. 40. Формовка по ве • разъемной модели

91

1. Установка модели и опоки. Хо­рошо очищенную модель кладут лицевой стороной вверх на подмодельную плиту так, чтобы подъем модели входил в про­резь подмодельной плиты (рис. 40, б); вплотную к модели на плиту устанавли­вают модель питателей. Затем на плиту устанавливают нижнюю опоку так, чтобы между ее стенками и моделью было оди­наковое расстояние. Смещение модели в опоке к одной стенке ведет к образованию между стенкой опоки и моделью узкого пространства, в котором трудно будет

уплотнять смесь. В этой части форма получается рыхлой, в про­цессе заливки металл может продавить слабое место и выйти из формы или на отливке может получиться утолщение (подутость). После установки опоки модель припыливают древесноугольным порошком или ликоподием, чтобы формовочная смесь лучше отде­лялась от поверхности модели при ее извлечении из формы. Це­лесообразнее применять древесноугольный порошок, так как он значительно дешевле ликоподия и хорошо защищает поверхность модели от прилипания формовочной смеси. Кроме того, слой дре-весноугольного порошка, оставаясь на стенках формы, предохра­няет их от смачивания металлом при заливке, уменьшает возмож­ность образования пригара.

2. Нанесение облицовочной смеси на модель. Для получения чистой внутренней поверхности литейной формы, а следовательно, и отливки первый слой формовочной (облицовочной) смеси на мо­ дель насеивают через сито. Слой облицовочной смеси на модели должен быть 25—30 мм. В случае формовки высокой модели поверхность ее в опоке обкладывают просеянной облицовочной смесью так, чтобы слой наполнительной смеси не мог попасть на поверхность модели и ухудшить качество поверхности полости

формы.

3. Уплотнение смеси в нижней опоке. На облицовочную смесь лопатой наносят слой наполнительной смеси. Его уплотняют плоским концом трамбовки так, чтобы смесь у стенки опоки и около модели была уплотнена равномерно. При этом следует избегать ударов трамбовкой по модели, так как это может привести к появлению на поверхности модели вмятин и переуплотнению в этом месте формы. После этого в опоку насыпают новый слой формовочной смеси и снова ее уплотняют и так до тех пор, пока вся полость опоки не будет заполнена уплотненной формовочной смесью. Уплотняя формовочную смесв в опоке, необходимо руко­ водствоваться следующим: необходимая степень уплотнения фор­ мовочной смеси в опоке определяется давлением металла на стенку формы при заливке и прочностью формовочной смеси. Чем больше давление металла, тем выше должна быть степень уплот­ нения смеси в опоке. При высокой прочности формовочной смеси уплотнение ее может быть меньше.

Формы, заливаемые медленно, могут иметь большую степень уплотнения смеси. Для форм, заливаемых с большей скоростью необходима меньшая плотность. Очень высокая степень уплотне­ния смеси в опоке уменьшает, газопроницаемость формы. Газ, не имея возможности своевременно выйти из формы, остается в ней, образуя в отливке газовые раковины. Кроме того, высокая степень уплотнения смеси уменьшает ее податливость и может привести к образованию в отливке трещин при усадке ме­талла.

Уплотнение смеси в опоке контролируется специальным при­бором — твердомером."

Верхний слой формовочной смеси в опоке уплотняется баш­маком трамбовки. Излишек смеси верхнего слоя в опоке срезается линейкой (рис. 40, в).

4. Выполнение вентиляционных каналов. Газопроницаемость формы при нормальной влажности формовочной смеси зависит от прочности смеси, размеров зерен песка и степени уплотнения смеси в опоке. Для получения хорошего отпечатка сложной по­ верхности модели около нее должна находиться мелкозернистая формовочная смесь с достаточным содержанием глины, опока должна быть плотно набита. Все это уменьшает газопроницае­ мость формы. Для увеличения газопроницаемости формы в ней вентиляционными иглами делают каналы. Такую операцию при формовке называют вентилированием формы. Каналы не должны доходить до поверхности модели, так как острым концом иглы можно испортить поверхность модели, а при заливке формы в ка­ налы будет затекать жидкий металл, и они потеряют свое назна­ чение как газопроводы, а на поверхности отливки останутся их следы, ухудшающие ее внешний вид. На 1 дм^а площади опоки де­ лают от 3 до 5 наколов.

5. Перевертывание опоки. Заформованную нижнюю опоку вместе с модельной плитой переворачивают и устанавливают на прежнее место (рис. 40, г). Поднимать опоку без плиты нельзя, так как тяжелая металлическая модель может выпасть и полу­ форма разрушится.

6. Отделка поверхности разъема формы. После удаления модели плитки из перевернутой нижней опоки поверхности формовочной смеси и заформованной в ней модели должны представлять поверх­ ность разъема формы. На ней устраняют возможную рыхлость, поверхность смеси у краев модели хорошо заглаживают и посы­ пают тонким слоем разделительного песка. Разделительный пе­ сок препятствует возможному прилипанию смеси верхней опоки к смеси в нижней. С поверхности модели разделительный песок удаляют (можно сдуть мехом), так как оставшиеся на модели крупные песчинки могут испортить отпечаток поверхности модели в форме, что отразится на качестве отливки.

В формах с малой поверхностью разъема удобнее пользоваться не разделительным песком, который засоряет смесь и ухудшает ее пластичность, а древесноугольным порошком. Излишек при­пыла с поверхности модели следует удалять, так как он может повлиять на четкость отпечатка поверхности модели в форме. После припыливания поверхности разъема устанавливают верх­нюю опоку по центрирующим штырям.

7. Изготовление верхней полуформы. На основание модели питателей устанавливают модели шлакоуловителя и стояка, на противоположном конце модели плитки — выпор (рис. 40, л). При изготовлении верхних полуформ формовщику часто прихо­ дится заботиться о том, чтобы укрепить в форме выступающие части, для предотвращения их разрушения под действием собст-

93

венной силы тяжести при разборке и сборке формы. Модель припыливают и засыпают через сито слоем облицовочной смеси, затем насыпают и уплотняют слоями наполнительную смесь, как и в нижней опоке. Излишки формовочной смеси срезают вро­вень с краями опоки, накалывают вентиляционные каналы (рис. 40, е). Затем модели выпора и стояка осторожно расталки­вают и вынимают из формы (рис. 40, ж). Зачищают линию перехода стояка в литниковую чашу, так как оставшиеся острые кромки формовочной смеси при заливке могут быть смыты металлом и попасть в полость формы.

8. Разборка формы и удаление модели. Для удаления модели верхнюю полуформу осторожно без рывков и перекосов снимают с нижней, переворачивают и ставят на гладкий стол или подмодель- ную плиту. Из нижней полуформы удаляют модели шлакоулови­ теля и питателей. Затем стенки формы вокруг модели для уве­ личения прочности слегка смачивают водой. Легкими ударами по подъему модели ее осторожно расталкивают и, постукивая по модели деревянным молотком, извлекают ее из формы (рис. 40, з). В небольших моделях с рисунком на лицевой поверх­ ности подъемы удобнее делать постоянными (см. рис. 40, а) в виде небольших пластинок, укрепленных на обратной стороне модели. Сквозные отверстия для винтовых (съемных) подъемов в модели нарушают отпечаток лицевой стороны модели. Поэтому отверстия лучше делать не сквозными, хотя их сложнее очищать от забившейся смеси.

9. Отделка формы. Отделку формы удобнее начинать с верхней полуформы, так как ее исправление при повреждении или поломке не повлечет за собой переделку всей формы. Поврежденную верхнюю полуформу можно будет выбить и, установив опоку на готовую нижнюю полуформу, набить вновь. Поломка нижней полуформы обычно вызывает необходимость изготовления новой

формы.

Небольшие дефекты в форме можно исправить. Для этого пов­режденное место, для увеличения клейкости смеси, смачивают во­дой, заполняют формовочной смесью и, применяя соответствую­щий инструмент, уплотняют и заглаживают до получения требуе­мой конфигурации поверхности. Наиболее тщательно исправляют в форме повреждения на поверхности разъема. Неправильное вос­становление повреждений на поверхности разъема влечет за со­бой поломку формы или брак отливки. Например, если в повреж­денном месте поверхность разъема будет сделана выше, при сборке формы в этом месте верхняя полуформа сдавит ее и стенка формы будет разрушена. Если участок поверхности разъема при отделке сделать ниже, то в этом месте формы образуется зазор, который может быть причиной вытекания металла из формы или образо­вания на отливке залива.

10. Подчеканка формы. После удаления модели полость в ниж­ней опоке припыливают древесноугольным порошком. Модель

94

хорошо очищают щеткой и укладывают обратно в отпечаток по­лости нижней полуформы.

Такую операцию выполняют для увеличения ясности отпе­чатка поверхности модели в форме и называют подчеканкой формы. В процессе выполнения подчеканки поверхность формы покры­вают слоем древесноугольного порошка, который проникает в рельеф поверхности модели лучше, чем зерна формовочной смеси, что обеспечивает более четкий отпечаток поверхности модели на стенке формы. Затем модель удаляют и форму собирают для за­ливки (рис. 40, и).