Стержневые смеси

Стержневые смеси

        составы из кварцевого песка или др. огнеупорных наполнителей, связующих и катализаторов, предназначенные для изготовления литейных стержней (См.Литейный стержень) и некоторых элементов форм (литниковых чаш, фильтровальных сеток и др.). В состав С. с. вводят высокоогнеупорные добавки: хромит, хромомагнезит, циркон, графит и др. С. с. бывают увлажнёнными, сухими и жидкими. Затвердевание С. с. в процессе изготовления стержней происходит в стержневых сушильных печах, нагреваемых или холодных стержневых ящиках (См. Стержневой ящик).

24 Этапы изготовления отливок

Отливки изготовляют в литейном цехе. Последовательность операций производства отливки приведена на рис. 38. Отливки получают в литейной форме (рис. 39, ж) с полостью, соответствующей конфигурации отливки (рис. 39, а).

Для образования полости в форме с конфигурацией, соответствующей наружной поверхности отливки, применяют деревянную или металлическую модель (рис. 39, б), при помощи модели делают отпечаток в формовочной смеси, помещенной в рамках, так называемых опоках 1 и 2 (рис. 39, в).

Для получения в отливках отверстий внутренних полостей в форму помещают стержень 5 (рис. 39, г). Стержни имеют конфигурации внутренней полости отливки. Они изготовляются в стержневых ящиках (рис. 39, д) из стержневых смесей,  состоящих из песка и связующих веществ, сообщающих высушенным стержням необходимую прочность.

Рис. 38. Схема технологического процесса изготовления отливки

25 Литье в оболочковые формы

Изготовление оболочковых форм происходит следующим образом: металлическую модельную плиту 1, нагретую до 200-250 ⁰С, закрепляют на опрокидывающем бункере 2 (рисунок1), с формовочной смесью 3 и поворачивают его на 180⁰(рисунок 2). Формовочная смесь, состоящая из мелкозернистого кварцевого песка (93-96%) и термореактивной смолы ПК-104 (4-7%), насыпается на модельную плиту и выдерживается 10-30 с. От теплоты модельной плиты термореактивная смола переходит в жидкое состояние, склеивает песчинки с образованием песчано-смоляной оболочки 4 толщиной 5-20 мм в зависимости от времени выдержки. После, бункер возвращается в исходное положение (рисунок 3), излишки смеси ссыпаются на дно бункера, а модельная плита с полутвёрдой оболочкой 4 снимается с бункера и нагревается в печи при температуре 300-350 ⁰С в течении 1-1,5 мин, при этом смола переходит в твёрдое необратимое состояние. Через некоторое время уже твёрдая оболочка снимается с модели специальными толкателями 5 (рисунок 4). По такой же технологии изготовляют вторую половину детали.

После изготовления обеих частей их склеивают быстротвердеющим клеем на специальных прессах, предварительно установив в них литейные стержни, или скрепляют их скобами. Заливка форм происходит в вертикальном или горизонтальном положении. При заливке в вертикальном положении литейные формы 6 помещают в опоки-контейнерные 7 и засыпают кварцевым песком либо металлической дробью 8 (рисунок 5)для предохранения от преждевременного разрушения оболочки при заливки расплава. Выбивку отливки осуществляют на вибрационных установках. При очистке отливок удаляют заусенцы, зачищают на шлифовальных кругах места подвода питателей и затем их подвергают дробеструйной обработке.

26 Литье по выпловляемым моделям

Сущность литья по выплавляемым моделям сводится к изготовлению отливок заливкой расплавленного металла в разовую тонкостенную неразъёмную литейную форму. Изготовленную из жидкоподвижной огнеупорной суспензии по моделям разового использования с последующим затвердеванием залитого металла, охлаждением отливки в форме и извлечением её из формы.

Этим способом отливки получают путём заливки расплавленного металла в формы, изготовленные по выплавляемым моделям многократным погружением в керамическую суспензию с последующими обсыпкой и отверждением.

Разовые выплавляемые модели изготовляют в пресс-формах из модельных составов, состоящих из двух или более легкоплавких компонентов: парафина, стеарина, жирных кислот, церезина и др.

Для изготовления литейных форм по выплавляемым моделям используется жидкая формовочная смесь – керамическая суспензия, которая состоит из огнеупорных материалов и связующего.

27 Литье в кокиль

Сущность кокильного литья заключается в изготовлении отливок заливкой расплавленного металла в многократно используемые металлические литейные формы-кокили с последующим затвердеванием залитого металла, охлаждением отливки и извлечением её из полости формы.

Кокили – металлические формы – изготовляются литьём, механической обработкой и другими методами из серого чугуна (СЧ 15, СЧ 20 и др.), стали (20, 15Л, 20Л и др.) и других материалов. Стержни и различные вставки изготовляют из легированных сталей (30ХГСА, 35ХГСА и др.), условия воздействия высоких температур и механических нагрузок.

Полости в отливках оформляют песчаными, оболочковыми или металлическими стержнями. Кокили с песчаными или оболочковыми стержнями используют для получения отливок сложной конфигурации из чугуна, стали и цветных стплавов, в с металлическими стержнями – для получения отливок из алюминиевых и магниевых сплавов. Металлические стержни удаляют из отливки до извлечения её из кокиля, после образования прочной корки и отливке.

Для удаления воздуха и газов из полости формы по плоскости разъёма кокиля выполняют вентиляционные каналы. Отливки из рабочей полости удаляют выталкивателями. Заданный тепловой режим литья обеспечивает система подогрева и охлаждения кокиля.

Рабочую поверхность кокиля и металлических стержней очищают от ржавчины и загрязнений. Затем на рабочую поверхность кокиля наносят теплозащитные покрытия для предохранения его стенок от воздействия высоких температур заливаемого металла, для регулирования скорости охлаждения отливок, улучшения заполняемости кокиля, облегчения извлечения отливки и т.д.

При литье в кокиль сокращается расход формовочной и стержневой смесей. Затвердевание отливок происходит в условиях интенсивного отвода теплоты из залитого металла, что обеспечивает более высокие плотность металла и механические свойства, чем у отливок, полученных в песчаные формы. Кокильные отливки имеют высокую геометрическую точность размеров и малую шероховатость поверхности, что снижает припуски на механическую отработку вдвое по сравнению с литьём в песчаные формы. Этот способ литья высокопроизводителен.

Недостатки кокильного литья: высокая трудоёмкость изготовления кокилей, их ограниченная стойкость, трудность изготовления сложных по конфигурации отливок.

28 Литье под давлением с холодной камерой присования

Сущность литья под давлением заключается в изготовлении отливок в металлических формах (пресс-формах) заполнением расплавом под действием внешних сил, превосходящих силы гравитации. Затвердевание отливки протекает под избыточным давлением. После охлаждения отливку извлекают из пресс-формы.

Высокая скорость впуска расплава в полость пресс-формы не позволяет воздуху и продуктам разложения смазочного материала полностью удалиться из полости пресс-формы не позволяет воздуху и продуктам разложения смазочного материала полностью удалиться из полости пресс-формы. Они попадают в расплав, что приводит к образованию газовоздушной пористости и снижению плотности и герметичности отливки и пластических свойств сплава.

Высокая кинетическая энергия движущего расплава и статическое давление на него в момент окончания заполнения полости пресс-формы способствуют получению поверхностного слоя отливки с весьма малой шероховатостью.

Высокая интенсивность теплового взаимодействия между расплавом, отливкой и пресс-формой способствует изменению структуры в поверхностных слоях отливки, повышению её прочности и т.д.

Давление, прикладываемое к расплаву при заполнении полости пресс-формы, позволяет регулировать продолжительность заполнения и изменять количество теплоты, отводимой от расплава за время её заполнения.

Для изготовления отливок литьём под давлением применяются специальные машины литья под давлением с холодной и горячей камерами прессования.

29 Литье под давление с горячей камерой пресования