- •Глава1. Технология изготовления отливок вакуумно- пленочным методом
- •1.1. Описание процесса
- •1.2. Особенности проектирования технологической оснастки
- •1.2.1. Конструкционная технологичность отливок.
- •1.2.2. Модели
- •1.2.3. Модельные плиты
- •Пример расчета количества вент для отсоса воздуха
- •1.2.4. Опоки
- •1.2.5. Пластичные пленки при впф
- •1.2.5.1. Пленки, используемые для образования полости формы
- •1.2.5.2. Пленка из сополимера этилена с винилацетатом
- •1.2.5.3. Полиэтиленовая пленка с липким слоем
- •1.2.5.4. Методы испытания пластичной пленки
- •1.2.5.5. Метод определения формуемости
- •1.2.5.6. Нагреватели. Нагрев пленки.
- •1 Стадия
- •2 Стадия
- •1.2.6. Крепление, методы наложения пленки.
- •1.2.7. Факторы, влияющие на уплотнение песка.
- •1.2.7.1. Формовочные пески
- •1.2.7.2. Влияние вибрации на уплотняемость песков
- •1.2.7.3. Температура песков.
- •1.2.8. Сопутствующие материалы
- •1.2.8.1. Металлорукав
- •1.2.8.2. Сетка проволочная тканая фильтровальная
- •1.2.8.3. Стеклоткань
- •1.2.9. Противопригарные покрытия формы
- •1.2.9.1. Методы нанесения покрытия, толщина покрытия, сушка покрытия
- •1.3. Вакуумирование формы
- •1.3.1. Вакуумная система при изготовлении форм
- •1.3.2. Система трубопроводов, ресивер
- •1.4. Особенности литниковой системы для впф
- •1.4.1. Время заливки металла в форму.
- •1.4.2. Особенности формообразования элементов литниковой системы
- •1.4.3 Выпор
- •1.4.4. Прибыли
- •1.4.5. Определение времени кристаллизации отливки под вакуумом.
- •1.4.6. Стержни
- •1.4.7. Обеспечение выхода газов из стержней
- •1.4.8. Холодильники
- •1.5. Особенности проектирования технологического процесса изготовления отливок методом впф
- •1.5.1 . Подготовительные работы
- •1.6. Качество отливок
- •1.6.1. Механические свойства отливок из серого чугуна
- •1.6.2. Изменение твердости по Бринеллю в зависимости от углеродного эквивалента.
- •1.6.3. Микроструктура чугуна
- •1.6.4. Влияние пластической пленки и глубины вакуума на механические свойства металла
- •1.6.5. Состояние поверхности отливки
- •1.6.6. Зависимость между глубиной вакуума в форме и шероховатостью
- •1.6.7. Размерная точность отливок
- •1.6.8. Линейная усадка отливок
- •1.6.9. Механические свойства стальных отливок.
- •1.7. Дефекты отливок
- •Глава 2 современные технологии изготовления отливок с использованием холоднотвердеющих смесей
- •2.1. Описание процесса изготовления литейной формы по «no bake» процессам.
- •2.2. Конструкционная технологичность отливок
- •2.3.Опочно-модельная оснастка
- •2.3.1.Опоки
- •2.3.2.Модели
- •2.4. Современные «no bake» процессы. Технологические особенности.
- •2.4.1. Синтетические смолы.
- •2.4.2. Основные компоненты смол
- •2.4.3. Полимеризация смол
- •2.5. Старение смол
- •2.5.1. Регулирование скорости отверждения
- •2.5.1.1. Температура
- •2.5.1.2. Катализаторы
- •2.5.1.3. Сульфоновые кислоты
- •2.6. Особенности приготовления формовочной (стержневой) смеси.
- •2.6.1. Взаимодействие металла с формой из хтс
- •2.6.2. Пример со свежей формовочной смесью
- •2.6.3. Пример с регенерированной формовочной смесью
- •2.6.4. Воздействие других факторов
- •2.6.5. Проверка качества кислот
- •2.6.6. Рекомендуемый входной контроль.
- •2.7. Отвердители
- •2.7.1. Сложные эфиры в щелочной системе формовки с применением хтс
- •2.8.Требования к пескам
- •2.8.1. Регенерация (восстановление песка )
- •2.8.2. Регенерированный кварцевый песок
- •2.9. Краски
- •2.10.Дефекты отливок
- •Глава 3 технологии изготовления отливок в сырых песчано-глинистых формах.
- •3.1. Технология изготовления отливок в сырых песчано-глинистых формах на афл безопочной формовки с вертикальной плоскостью разъема
- •3.1.1.Описание процесса
- •3.1.2. Модельная оснастка.
- •3.1.2.1. Модельные плиты
- •3.1.2.2. Материал модельных плит
- •3.1.2.3. Полезная площадь модельной плиты
- •3.1.3. Формовочные смеси
- •3.1.4. Особенности конструирования стержней
- •3.1.5. Линейная усадка размеров отливок
- •3.1.6. Особенности расчета литниковых систем
- •3.1.7. Дефекты отливок
- •3.2. Технология изготовления опочных форм уплотнением их воздушным потоком с последующим прессованием .
- •3.2.1. Описание процесса
- •3.2.2. Воздушный поток и эффект от его применения
- •3.2.3. Особенности проектирования технологического процесса уплотнения литейных форм воздушным потоком с последующим прессованием
- •3.2.3.1. Технологические возможности процесса.
- •3.2.3.2. Модельно – опочная оснастка.
- •3.2.3.3. Венты в процессе уплотнения воздушным потоком.
- •3.2.4. Требования к формовочной смеси.
- •3.2.5. Формовочная машина seiatsu- процесса.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ «МАМИ»
Сорокин Ю.А., Минаев А.А., Дубовский И.С., Корнеев С. Ю.
Современные технологические процессы изготовления песчаных форм в отечественной и мировой литейной практике
Учебное пособие
Для студентов, обучающихся по направлению подготовки бакалавров и магистров 150400 «Технологические машины и оборудования» и по специальности 150204.65 «Машины и технология литейного производства»
Одобрено Методической комиссией факультета КТ
Москва
2011г.
Подготовлено в соответствии с Государственным образовательным стандартом ВПО 2000г. для подготовки дипломированных специалистов по специальности150204.65 «Машины и технология литейного производства», направления подготовки дипломированных специалистов 261001.65» Технология художественной обработки материалов»,бакалавров по направлению 150400.62»Технологические машины и оборудование» и магистров по направлению 150400.68
Рецензенты: Зав.кафедрой «Технология конструкционных материалов
Проф. д.т.н. Г.М.Волков
кафедра «Технология конструкционных материалов»
доцент ,к.т.н. А.В. Шлыкова
Сорокин.Ю.А., Минаев А.А., Дубовский И.С., Корнеев С.Ю
Глава1. Технология изготовления отливок вакуумно- пленочным методом
Ваккумно-пленочный метод формовки или V-процесс был изобретен и разработан в Японии. Первые патенты были заявлены в 1971 г.
После этого была проведена сложная и тщательная программа исследований фирмами Акита Ко. Лтд, Мицубиси Хеви Индастриз Лтд. и изготовителем литейного оборудования Синтокогио Лтд. После нескольких лет исследований и разработок V-процесс доказал свою пригодность на практике для производства отливок из алюминиевых сплавов, чугуна, углеродистой, марганцевой и нержавеющей стали и специальных сплавов. Процесс сочетается со всеми металлами, хотя в настоящее время еще нужны дополнительные исследования по литью магниевых сплавов и нет опыта применения его для свинцовистой бронзы. В Японии многие литейные производства применяют V-процесс.
Фирма Синтокогио Лтд. получила права на производство и распространение оборудования по V-процессу во всем мире. Для реализации этой миссии фирма Синтокогио создала ряд совместных предприятий для распространения процесса в различных регионах мира. С целью маркетинга процесса в Северной Америке Синтокогио Лтд. и Герман Корпорейшен создали совместное предприятие под названием Герман-Синто В-процесс Компани. В Европе такими правами обладает фирма Вагнер – Синто (ФРГ)
В России этим процессом подробно занимались: проф. Б.В. Рабинович, проф. В.А. Иванов и др.
Технология вакуумно-пленочной формовки включает использование сухого кварцевого песка без связующего, а также тонкой пластичной пленки при давлении вакуума от 0,3 до 0,6 бар.
Отливки, полученные по V-процессу, характеризуются, прежде всего, высокой размерной точностью и качеством поверхности. При определенных условиях возможен также отказ от обычно необходимого уклона на модели. В отдельных, частных случаях это может устранить необходимость трудоемкой обработки.
Подробнее остановимся на основных преимуществах вакуумно пленочного способа изготовления отливок.
Размерная точность отливок
Размерная точность обусловлена самой технологией рабочего процесса изготовления отливок :
- во первых использование чрезвычайно мелкозернистого отсортированного формовочного песка, обеспечивает высокую степень равномерности и уплотнения песка.
- во вторых практически отсутствует износ модельной оснастки, поскольку контакт песка с ней происходит через пленку. Отсутствие трения между моделью и пленкой позволяет уменьшить уклоны на формообразующие поверхности практически до нуля. Не требуется вибрации для извлечения модели из формы.
в третьих отсутствие зоны конденсации, которая свойственна сырым песчано-глинистым формам, обеспечивает высокую прочность литейной формы, исключающую подвижку стенок формы и стабильность линейных размеров отливок.
Это в свою очередь обеспечивает меньшие припуски на механическую обработку и уменьшение массы литых деталей.
Качество поверхности
Благодаря нанесению краски на пленку во время заливки предотвращается непосредственный контакт металла с формовочной смесью. Это обеспечивает качество поверхности отливок, изготовленных посредством вакуумно-пленочного способа изготовления отливок, которое, по утверждению фирмы, практически не зависит от типа используемого металла. Поэтому в отличие от других технологий, например ПГФ качество поверхности чугунных и стальных отливок по вакуумному процессу оценивается на высоком уровне.
Сравнительный анализ профилограм шероховатости поверхностей одноименных отливок, изготовленных вакуумно-пленочным способом, показывает, что Rz max составляет ≤ 80 мкм, а для отливок, изготовленных в сырые песчано бентонитовые формы .Rz max составляет ≥ 250 мкм [1 ].
Подкорковый слой вакуумной отливки также обладает примечательными качествами. Пригара в привычном понимании не возникает, т.к., с одной стороны, полная покраска формы предотвращает реакцию между металлом и формовочным материалом, а с другой стороны, эффект термоудара в сухом формовочном материале существенно ниже, чем при литье в сырую форму.
Благодаря высокому качеству поверхности литья, изготовленного вакуумно-пленочным способом, а также малому допуску, снижается объем механической обработки (в отдельных случаях возможен полный отказ от нее). Это имеет место, прежде всего, в тех случаях, когда возможен отказ от уклона формы.
V-процесс предлагает множество возможностей сэкономить материал и таким образом удовлетворить требованиям, предъявляемым к тонкостенному литью. Жесткие рамки допуска разрешают соответствующее уменьшение толщины стенки несущего поперечного сечения. Далее, по сравнению с другими способами формовки, например, с песчано-глинистой формовкой, благодаря нанесению на пленку слоя краски, заполняемость формы металлом улучшается на 30%, что, помимо прочего, обусловлено тем, что во время процесса заливки при помощи вакуумной системы из формы удаляется как воздух, так и литейные газы.