§ 4. Литье в оболочковые формы

В настоящее время при массовом производстве отливок мас­сой 5—15 кг используют литье в оболочковые формы, основанное на способности термореактивных смол при температуре 100—120 °С расплавляться, обретать свойства клейкой массы, а при дальней­шем нагревании необратимо затвердевать.

Сущность способа заключается в том, что на модельную плиту, нагретую до 200—250 ^ЙС, насыпается песчано-смоляная смесь, смола которой под действием теплоты модельной плиты плавится и, связывая песок смеси, образует на поверхности модели полутвер­дый слой — оболочку. Удалив с оболочки лишнюю смесь, модель­ную плиту помещают в печь, где при- температуре 320—380 ^СС оболочка окончательно затвердевает. Готовую оболочку в виде полуформы снимают с модельной плиты. Повторяя процесс, полу­чают вторую полуформу. Полученные полуформы, склеивают, устанавливают в опоке. Засыпав опоку чугунной дробью, подают форму для заливки.

Преимущества литья в оболочковых формах: 1) возможность получения точных, с чистой поверхностью отливок; 2) высокая прочность (150—450 МПа) и малая гигроскопичность форм, что позволяет свободно их транспортировать и продолжительное время хранить, а низкая теплопроводность дает возможность снижать температуру заливаемого металла; 3) формы и стержни не препят­ствуют усадке отливки; 4) снижается трудоемкость выбивки и очистки отливок вследствие сгорания связующих в форме и отсут­ствия пригара на стенках отливки; 5) значительно уменьшаются площадь участка формовки, площади складских помещений для формовочных материалов, так как потребность в последних при литье в оболочковые формы по сравнению с литьем в песчано-гли-нистые формы в 10 раз меньше.

Для изготовления оболочковых форм чаще всего используют формовочные смеси, в которых наполнителем является кварцевый песок 1 КО 1 или 1 К.02 (93—95 %) промытый и прокаленный при температуре 600—900 °С. В качестве связующего применяют термо­реактивную смолу — пульвербакелит (7—5 %). Кроме того, в в смесь в небольшом количестве (0,2—0,5 %) вводят увлажнитель (керосин, глицерин) и до 1,5 % растворителя (ацетон, фурфурол, этиловый спирт).

Для лучшего съема оболочки с модельной плиты применяют разделительный состав — кремнийорганическую жидкость на

278

Рис. 14а. Изготовление оболочковой формы бункерным способом

основе силиконового каучука, которым опрыскивают модельную плиту перед засыпкой ее смесью.

Для скрепления готовых оболочковых полуформ применяют клей, часто используют пульвербакелит, который засыпают в пазы горячих полуформ, клей на основе жидкого стекла с добавкой пылевидного кварца.

Изготовление оболочковых форм. Оболочковые формы изго­товляют несколькими способами: бункерным, рамочным и песко­дувным.

На рис. 148 показан процесс изготовления оболочковых форм бункерными способом.

1. Металлическую модельную плиту (рис. 148, а) нагревают в электрической печи до 200—250 °С (рис. 148, б), покрывают раз­ делительным составом.

2. Модельную плиту крепят к горловине бункера, заполнен­ ного на 2/3 высоты песчано-смоляной смесью (рис. 148, в).

3. Бункер с модельной плитой переворачивают на 180 °С (рис. 148, г), при этом смесь из бункера падает на горячую плиту. Смола слоя смеси, прилегающего к поверхности модели, плавится, связывает частицы песка, образуя на модели оболочку. Для фор­ мирования оболочки модель выдерживают под бункером 15—25 с в зависимости от требующейся толщины оболочки на модели.

4. Бункер переворачивает в прежнее положение (рис. 148, д), при этом смесь с нерасплавившейся смолой ссыпается с модели в бункер. На поверхности модели остается полутвердая оболочка смеси толщиной 7—8 мм.

5. Модельную плиту с оболочкой отделяют от бункера и подают в печь с температурой 320—380 °С на 1—3 мин для окончательного отвердевания оболочки (рис. 148, е).

279

6. После сушки плиту устанавливают на стол и о помощью толкателей снимают с нее оболочку (рис. 148, ж), представляющую собой первую полуформу изготовляемой формы.

7. Освободившуюся модельную плиту обдувают сжатым возду­ хом, покрывают разделительным составом и, повторяя рассмотрен­ ные выше операции, изготовляют вторую оболочку.

8. Полученные полуформы склеивают, устанавливают в спе­ циальную коробку-контейнер, пространство вокруг формы засы­ пают чугунной дробью. В таком состоянии оболочковая форма подается под заливку (рис. 148, з).

Изготовление стержня. Стержни для оболочковых форм изго­товляют сплошными или, как формы, оболочковыми. Оболочко­вые стержни обладают хорошей газопроницаемостью, при их изго­товлении не требуется каркасов, сушки вследствие малой гидроско-пичности; их можно продолжительное время хранить на складе. Оболочковые стержни изготовляют путем свободной насыпки смеси в стержневой ящик, а также путем надува, центробежным способом или высадкой (продавливанием смеси через нагретый мундштук).

Для изготовления оболочкового стержня способом свободной насыпки смеси в ящик выполняют следующие операции.

1. Очищенный металлический стержневой ящик нагревают до 200—250 °С.

2. Рабочую поверхность ящика покрывают разделительным составом, в полость ящика засыпают смесь.

3. Засыпанную в ящик смесь выдерживают 20—30 с для обра­ зования на его стенках полутвердой оболочки толщиной 7—8 мм.

4. Излишек смеси из ящика высыпают.

5. Для окончательного отвердевания оболочки стержня ящик помещают в печь и выдерживают при температуре 350—400 °С в течение 2,5—3 мин.

6. Готовый стержень извлекают из стержневого ящика путем его разборки.

Процесс получения отливки в оболочковой форме в современ­ных литейных цехах осуществляется на специальных механизи­рованных и автоматизированных установках. Для изготовления полуформ применяют двухпозиционный формовочный автомат АКФ-2, модернизированные конструкции той же машины — четы-рехпозиционную машину АКФ-2М, восьмипозиционный автомат мод. 837. Для изготовления оболочковых стержней путем надува применяют машины мод. 870 и 872, для склеивания оболочек — установки мод. 880—882.