Глава 2 современные технологии изготовления отливок с использованием холоднотвердеющих смесей

В последние годы в зарубежной практике и частично в России наряду с традиционной технологией поточного изготовления отливок в песчаные формы для серийного производства, получили распространение современные технологические процессы, не требующие сложного и громоздкого оборудования, дорогостоящей оснастки и дефицитных материалов.

Эти технологии изготовления отливок с использованием холоднотвердеющих смесей (далее ХТС) получили название «NO BAKE» (нет сушки). При этом основным связующем в этих технологиях являются смолы в меньшей степени жидкое стекло. Поэтому в данном учебном пособии подробно рассмотрены технологии ХТС с использованием смол.

В технологиях «NO BAKE» - процесс формовки с применением использования фурановой смолы занимает лидирующее место. При этом растет тенденция использования фенольных смол. Во многом это связано с ростом цен на фурановую смолу, что и привлекло литейные производства к разработке технологий с использованием фенольных смол.

По данным литейного производства Германии доля отливок изготавливаемых в ХТС с использованием смол постоянно растет. При этом процессы с использованием фурановых смол составляет 81,5% , с использованием фенольных смол -16% и с использование резола со сложными эфирами- 2% [4].

Основными критериями внедрения того или иного технологического процесса производства форм и стержней являются экологическая безопасность, технологичность, экономичность.

Основная технологическая особенность ХТС для технологий «NO BAKE» является период живучести. В этот период должны быть выполнены первые технологические операции- засыпка смеси в опоку или стержневой ящики ее уплотнение. Этот период для смесей разного типа регулируется в интервале от 3-5 до 40-50 мин , путем изменения содержания катализатора.

Простым и перспективным направлением технологии изготовления литейных форм в мелкосерийном производстве является безопочная формовка из ХТС.

Основными преимуществами процессов «NO BAKE» являются:

- снижение себестоимости благодаря использованию менее квалифицированной рабочей силы;

- нет необходимости в сушке литейных форм;

- отсутствие опок;

- короткое время, затрачиваемое на изготовление литейных форм даже для крупных отливок, т.к. нет необходимости в трамбовке формовочной смеси, а требуется только вибронабивка;

- требуется меньше формовочной смеси, т.к. возможно сделать опоку по профилю модели и уменьшить промежутки. Большие промежутки могут быть заполнены кусками, оставшимися от разрушения старых литейных форм;

- смеситель может быть более простым и непрерывным;

- система транспортировки и приготовления формовочной смеси и система удаления частиц тонких фракций могут быть более простыми и более компактными т.к. система не требует воды ;

- чистка оборудования становится проще, т.к. ней нет глубоких каналов, подъёмников, длинных конвейерных лент, экстракторов и т.д.;

- меньшее число подвижных частей, следовательно, уменьшение возможности незапланированных остановок;

- в производственном цикле задействовано меньшее количество формовочной смеси;

- меньшее количество и объём добавок, и работа с ними создаёт меньше проблем;

- меньше расход энергии;

- меньшие затруднения представляет инвестирование и может быть спланировано т.к. оборудование может собираться поэтапно.

Технология литья ХТС с использованием безопочных литейных форм без ограничения размеров опоки обеспечивает возможность создания очень гибких установок. Эти установки могут работать с моделями, различными по размеру и количеству. Повышается производительность , улучшается соотношение литников/прибылей к отливкам и сокращаются ограничения в устройстве систем заливки и подачи.

Однако, наиболее привлекательной характерной

особенностью системы формовки с применением ХТС является более высокое качество продукции, обуславливаемое повышенной жёсткостью литейных форм и отсутствием воды.

Вытекающие из этого преимущества могут быть сформулированы следующим образом:

-В результате отсутствия воды повышается жёсткость литейной формы, снижается подутие, что характерно для сырых песчано-глинистых смесей, обладающих повышенной деформацией при взаимодействии с жидким металлом (образование зоны конденсации), существенно снижаются допуски размеров отливок, уменьшается объемная усадка и, как следствие, экономия на прибылях отливок ;

- отсутствие воды исключает типичные дефекты сырой формы,

например, ужимины, плены засоры, газовые раковины и т.д.

Это позволяет уменьшить припуск на механическую обработку отливки. В совокупности с меньшими допусками размеров это приводит к снижению затрат на механическую обработку;

- отсутствие парка опок, которые нуждаются в постоянном техническом обслуживании. В технологии ХТС эта проблема решается техническим обслуживанием формовочной рамы;

- качество литейной формы меньше зависит от уровня мастерства литейщика.

Любое изменение характеристик формовочной смеси можно реализовывать сразу же, что напрямую способствует повышению качества отливок, поскольку в рабочем цикле используется меньше формовочной смеси.