11. Технологический процесс изготовления форм и стержней. Метод изготовления форм и стержней. Выбор технологического оборудования

Песчано-глинистые смеси получили наибольшее распространение в литейном производстве при изготовлении литейных форм и стержней. На долю песчано-глинистых смесей приходится более 60% объема всех формовочных смесей.

Единые смеси имеют одинаковые технологические свойства во всем объеме формы. Они применяются в машинной и, особенно, автоматизированной формовке при производстве мелких и средних отливок.

Для производства средних стальных отливок выбирается песчано-смоляная смесь. В сравнении с песчано-глинистыми смесями она позволяет получать отливки с большей точностью и качеством поверхности.

Для смешивания формовочной смеси выбирается смеситель с вертикально-вращающимися катками периодического действия модели 1А11М для мелких и средних отливок, с объемом замеса 0,25 м³,продолжительностью цикла 2 – 10 мин, с производительностью 6,3 м³/ч.

В серийном производстве, в качестве способа изготовления форм применяется машинная формовка.

Формовка на машинах производится по подмодельным плитам и имеет ряд преимуществ перед ручной формовкой: повышение производительности, возможность использования малоквалифицированной рабочей силы, получение более точных отливок, уменьшение брака.

Для формовки выбирается встряхивающая формовочная машина с амортизацией ударов без поворота полуформы и модели 22112, для опок с размерами в свету 600 × 500 мм. Производительность машины 90 форм/ч, грузоподъемность 400 кг, усилие прессования 180 кН, габаритные размеры 1380×820×1875 мм.

Процесс изготовления форм включает в себя следующие операции: подготовка модельного комплекта, очистка модельного комплекта, нанесение на модели разделительного покрытия; установка и закрепление опоки на модельной плите; засыпка формовочной смеси; уплотнение смеси на формовочной машине.

12. ЗАЛИВКА ФОРМ: ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ЗАЛИВКИ; ВЫБОР КОВША

Для получения всех контуров отливки в полном соответствии с конфигурацией модели заливаемая в литейные формы сталь должна обладать достаточной жидкотекучестью. При недостаточной жидкотекучести стали возможны образования недоливов, спаев, а также получение неровной поверхности стенок отливок. При изготовлении отливок из углеродистой стали разных марок чаще всего достаточно иметь перегрев стали на 30 - 60⁰ С, чтобы обеспечить хорошую заполняемость литейных форм. Для стали 25Л температура заливки составит 1600 ± 5⁰С [3].

В сталефасонном производстве применяют два вида ковшей: чайниковые и стопорные. Для заливки принимаем стопорный ковш емкостью 2т, с числом стопоров – 1, который обеспечит 6 заливок.

13. Расчет продолжительности затвердевания и выдержки отливки в форме

Расчет продолжительности затвердевания и выдержки отливки в форме проводим по формуле Баландина:

, (17)

_{где R - приведённый размер отливки, м;}

_{b2 - коэффициент теплоаккумуляции формы, 25600 Вт с1/2(м2К);}

_{С1', С1, ρ1', ρ1 - соответственно теплоемкости, 701 и 470 Дж/(кг К), и плотности, 6900 и 7200 кг/м3, жидкого и твёрдого сплавов;}

_{Тзал, Тл, Тс, Твыб, Тф - соответсвенно температуры заливки, ликвидуса, солидуса, выбивки, формы, К;}

_{Sэф - эффективная теплота кристаллизации сплава, 87000 Дж/кг.}

_{Подставляя значения в формулу, получим:}

τ_выб = 0,75·(0,25/14)² · [(0,701·6900·200)/1175 + (0,87 · 6900)/1177 + (0,47 · 7200 · 697)/ 480] = 0,000243 · [823,3 + 5,1 + 4913,85]² = 8012,5 с = 133,5 мин;

Рассчитанное значение времени полностью соответствует справочным данным [1].

По справочным данным [1] время охлаждения отливки до выбивки массой 100-200 кг составляет 2-4 часа.