2. Вибір устаткування та ливарного оснащення

11 Обґрунтовування вибору і опис модельно - опочного оснащення

Комплект модельно- ливарного оснащення включає модельні плити, моделі виливка і ливникової системи, стрижневі ящики, опоки, штирі і втулки.

Опоки і модельні плити виготовляються із сталі марки 20 Л ГОСТ 977-88 суцільнолитими. Цей матеріал додає їм міцність і довговічність. Вихід газів з ливар-

ної форми здійснюється через отвори в стінках опок, отриманих при литті опок. Виготовлені литтям опоки і модельні плити після термічної обробки і завершення фінішних операцій прямують на механічну обробку. В результаті механічної обробки забезпечується чітка паралель ладу і контр ладу, розточування отворів під штирі і втулки та ін.

Точне спаровування опок і установка опок на модельні плити здійснюється за допомогою штирів і втулок. Штирі і втулки працюють в умовах тертя, тому вони повинні володіти підвищеною зносостійкістю. Для їх виготовлення застосовуються катані круглі заготівки з середньовуглецевої сталі, марки 45 ГОСТ 1054-74. З них шляхом механічної обробки виготовляються штирі і втулки. Даний матеріал володіє більш високою зносостійкістю, ніж ливарні сталі. Для додання більшої зносостійкості штирі і втулки піддаються гартуванню.

Моделі виготовляються суцільнолитими. Для виготовлення моделей в ливарному виробництві найбільше розповсюдження отримали алюмінієві сплави. Одним з таких сплавів є сплав марки АК5М2 ГОСТ 1583-93. Цей сплав легко оброб 21 ляється, не піддається корозії і викривленню. Моделі з алюмінієвого сплаву витримують до 5000 формувань. Якість поверхні відбитка в ливарній формі при використовуванні алюмінієвих моделей відповідає встановленим вимогам.

Стрижневе оснащення, що нагрівається, працює при температурі твердіння суміші в ящику – 150-250 ⁰С в умовах циклічних термічних ударів внаслідок періодичного нагріву і охолоджування. Тому стрижневий ящик повинен мати достатню жорсткість і здатність протистояти викривленню. Крім того, матеріал для виготовлення стрижневих ящиків повинен володіти високою теплопровідністю і тепло- акумулюючою здатністю, мати високу міцність і хімічну стійкість по відношенню до в'яжучих, малий коефіцієнт теплового розширення. Для виготовлення стрижневих ящиків, що нагріваються, найбільш часто застосовується сірий чавун марки СЧ 15 ГОСТ 1412-85. Цей матеріал якнайповніше задовольняє вище перерахованим вимогам.

12 Обґрунтування вибору і характеристики формувальних і стрижневих сумішей

Ливарні форми і стрижні виготовляються з формувальних і стрижневих сумішей, для приготування яких використовують якісні формувальні матеріали.

Вихідні формувальні матеріали – це все природні і штучні матеріали, що використовуються для приготування формувальних і стрижневих сумішей.

Всі вихідні матеріали ділять на дві групи: основні – наповнювачі (піски); в'яжучі (глина, рідке скло, синтетичні смоли) і допоміжні – різні добавки для поліпшення певних властивостей суміші (мелене вугілля, мазут і ін.)

Оскільки сталь має високу температуру заливки, то формувальні суміші для сталевого литва повинні володіти високими вогнетривкістю, міцністю і газопроникністю. Забезпечення цих вимог здійснюється використовуванням у складі суміші якісних вихідних матеріалів з високою огнетривкістю – кварцових пісків і високоміцних вогнетривких глин.

22 Для приготування єдиної піщано-глинистої суміші для сталевого литва використовується як наповнювач кварцовий пісок марки 3К₃О₂О16 і в'яжучого - формувальна глина П2 вогнетривка, міцна по межі міцності при стисненні у вологому стані, високов'яжуча по межі міцності при стисненні в сухому стані. Глина у формувальну суміш вводиться у вигляді суспензії.

Характеристики піску і формувальної глини представлені в таблицях 1.3 і 1.4[2,3] Таблиця 12.1- Характеристика кварцового формувального піску марки 3К₃О₂О16

Масова частка глинистої складової % не більш	Масова частка кремнезему % не менше	Коефіцієнт однорідності %	Середній розмір зерна, мм
1,0	97,0	70,0-80,0	0,14-0,18

Таблиця 12.2- Характеристика глини марки П2

Межа міцності при стисненні КПа не менше
У вологому стані	В сухому стані
49	245

Ливарні форми виготовлятимуться з вологої єдиної пещано- глинистої суміші.

Склад і властивості єдиної формувальної суміші для машиною формування сталевих виливків наданий в таблиці 1.5 [4].

Таблиця 12.3- Склад і властивості єдиної формувальної суміші

Масова частка складових %				Властивості суміші
Оборотна суміш	Кварцовий пісок	Глина формувальна	ЛСТ	Вологість, %	Газопроникненість, од	Міцність при стисненні у вологому стані, КПа
90,0-92,0	6,5-8,0	1,0-1,5	0,5-1,0	3,4-4,5	80-100	30-50

23 Приготування формувальної суміші здійснюється в змішувачі ливарному чашковому періодичної дії з катками , що горизонтально обертаються моделі 15326М, технічна характеристика яких наведена в таблиці 1.6 [6].

Таблиця 12.4- Технічна характеристика змішувача ливарної чашкової періодичної

дії з катками що горизонтально-обертаються моделі 15326М

Об'єм замісу, м3	Тривалість циклу, хв	Продуктивність, м3/год	Об'єм повітря, що відводиться м3/год	Потужність, кВт	Габарити, мм	Маса, т
1,0	1-4	60-12	2000	110,0	4500х3500х2900	12,5

Процес приготування суміші полягає в перемішуванні її складових. Рівномірне перемішування суміші необхідне для розподілу її складових по всьому об'єму,

при якому перемішана суміш володіє високими технологічними властивостями : високою міцністю і газопроникністю.

Перед приготуванням піщано-глинистої формувальної суміші проводиться попередня обробка відпрацьованої суміші і підготовка свіжих формувальних матеріалів, яка полягає в сушці і просіванні піску та приготуванні глинистої суспензії.

Для приготування глинистої суспензії використовують комовую глину, яку спочатку замочують в баках з гарячою (60-70⁰С) водою в співвідношенні 1:4, а потім після її розбухання розмішують в лопатевих змішувачах до отримання однорідної суспензії густиною 1,15-1,3 кг/м³.

Технологія завантаження складових в змішувач наступна. В змішувач спочатку вводять деяку кількість води, щоб що подаються пісок і суміш не прилипали до стінок змішувача. Після цього завантажують глинисту суспензію, ЛСТ і перемішують протягом 100-110 с з одночасною аерацією. ЛСТ (лігносульфонат технічний) служить для додання суміші пластичності. Після цього перемішування формувальна суміш вивантажується із змішувача і подається до формувальних машин.

Стрижні виготовляють по оснащенню, що нагрівається. Така технологія виготовлення стрижнів забезпечує скорочення циклу виготовлення стрижнів, відсут 24 ність операції сушки стрижнів, високу точність розмірів, поліпшення вибиваємості. При цьому забезпечується зниження витрат на сушильні плити і арматуру, скорочення до мінімуму трудомісткості обробних операцій, є можливість повної автоматизації процесу.

Технологічний процес отримання стрижнів в стрижневих ящиках, що нагріваються, ґрунтується на властивості в'яжучих швидко і необоротно тверднути при контакті з нагрітим стрижневим оснащенням. Таким чином виходить готовий стрижень безпосередньо в стрижневому ящику. Як в'яжучі застосовується термореактивні смоли. Час твердіння залежить від виду в'яжучого і маси стрижня і звичайно складає від 10 до 60 с при температурі стрижневого ящика 150- 300⁰С. Склад і характеристика стрижневої суміші наведена в таблиці 1.7 [4].

Таблиця 12.5- Склад і характеристика суміші для виготовлення стрижнів

в оснащенні, що нагрівається

Кварцовий пісок 2К2О2О2	В'яжуче КФ-40	Каталізатор ЛСФ-Б
97,1	2,5	0,4

Стрижнева суміш готується в змішувачі ливарному чашковому періодичної дії з катками, що вертикально-обертаються, моделі 15111. Технічну характеристику змішувача представлено в таблиці 1.8 [6].

Таблиця 12.6 - Технічна характеристика змішувача ливарного чашкового

періодичної дії з катками, що вертикально-обертаються моделі 15111

Об'єм замісу, м3	Тривалість циклу, хв	Продуктивність, м3/год	Потужність, кВт	Габарити, мм
0,3	2-10	9-1,5	5,0	2000х1865х2895

Завантаження компонентів в змішувач наступне: спочатку вводиться пісок і каталізатор і перемішується протягом 1,5-2,0 хв. Потім задається в'яжуче і суміш 25 остаточно перемішується ще 1,1,5 хв. Після цього стрижнева суміш видається із змішувача і поступає до бункерів стрижневих машин.