книги из ГПНТБ / Николайчик Н.П. Повышение стойкости изложниц на машиностроительных заводах

частях. Более крупные блоки наблюдаются на участке между бандажом и торцом изложницы, а также в дои­ мой части. После эксплуатации различия в размере бло­ ков по высоте и сечению изложницы и по их ориенти­ ровке еще более увеличиваются; блоки при этом, как правило, укрупняются.

Величина блоков и характер их расположения в зер­ нах зависят от шихтовых материалов, технологии плав­ ки чугуна, температуры перегрева и заливки чугуна в форму, от конструкции изложницы, ее массы, скорости охлаждения отливки, условий кристаллизации и многих других факторов.

Рентгенографические исследования распределения внутренних напряжений и определение размеров блоков показали, что температура перегрева чугуна и качество шихтовых материалов оказывают существенное влияние на построение графитных колоний, величину эвтектиче­ ских зерен, их размеры и строение блоков.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ МОДЕЛЕЙ ИЗЛОЖНИЦ НА ЗАВОДЕ ИМ. ВОЙКОВА

На заводах, изготовляющих изложницы, отъемные части моделей крепят вытяжными стальными штырями как на НКМЗ или при помощи ласточкиного хвоста. Для того чтобы выдержать точное расстояние между двумя частями модели, их обычно укрепляют на одной планке, как это показано на рис. 66, а (слева). Когда части модели большие, то при их закреплении на од­ ной планке получается очень тяжелый узел.

На заводе им. Войкова части моделей для цапф ста­ ли закреплять на специальных вращающихся деревян­ ных штырях (рис. 66,6), которые с одной стороны укреп­ лены на железных навесах, вокруг которых они могут качаться как маятник, поэтому при одевании модели цапфы штырь выдвинут наружу (рис. 66,6 левый).

При вытаскивании модели изложницы из формы мо­ дель цапфы будет находиться в формовочной смеси и она своим конусом будет упираться в конус штыря, который как маятник отклонится и погрузится в специ­ альное пространство, предусмотренное в модели. Мо­ дель цапфы освободится от деревянного штыря и не бу­ дет препятствовать свободному вытаскиванию модели изложницы из формы.

120

Рис. 66. Крепление отъемных частей на модели изложницы:

а — при помощи отъемной планки; б — на вращающихся деревянных штырях

На рис. 66, а справа изображена модель изложницы, на которой вверху показан деревянный штырь, а внизу модель цапфы, надетой на такой штырь. -

Это удобное и надежное крепление и его можно ре­ комендовать другим заводам.

121

ФОРМОВОЧНАЯ КРАСКА

Качество внутренней поверхности изложниц (чисто­ та, отсутствие пригара и других дефектов) во многом зависит от состава формовочной краски, применяемой для покрытия стержней и форм.

Исходными материалами для приготовления красок являются кокс молотый, древесный уголь, черный и се­ ребристый графит, огнеупорная глина, кормовая патока (меляса), керосин, поваренная соль и др. Из этих ма­ териалов предварительно изготовляют пасты, которые

Состав паст для приготовления формовочных красок

122

ио, что состав их разнообразен. В зависимости от тре­ буемой консистенции формовочной краски к пасте до­ бавляют воду. Кокс для приготовления формовочной краски отбирают крупный (размер куска не менее 40 мм), плотный, серебристо-серого цвета. Кокс и огне­ упорную глину просушивают, размалывают на бегунах, просеивают через сита с размером ячеек не более 1,5 мм,

.затем все составляющие перемешивают в соотношениях, указанных в табл. 14, и полученную пасту разводят до '.требуемой консистенции.

Т а б л и ц а 15

Ситовый анализ составляющих материалов, входящих в состав формовочных красок

В табл. 15 приведен ситовый анализ некоторых со­ ставляющих формовочной краски.

При покраске стержней и форм обычно применяют двух-, трех- и четырехразовое покрытие краской различ­ ной густоты. Так, например, при двухразовом покрытии для нанесения первого слоя используют краску плотно­ стью 1,1— 1,2 т/м3 (1,1— 1,2 г/см3), а для второго слоя 1,4—1,5 т/м3 (1,4—1,5 г/см3) .

Следует отметить, что с увеличением толщины слоя ' краски уменьшается пригар. Толщина слоя обычно со­

и при трехразовом покрытии в зависимости от плотно­ сти краски и технологии нанесения. Четырехразовое покрытие чрезвычайно трудоемко. Нанесение четверто­ го слоя краски можно заменить опрыскиванием стерж-

123

ней однопроцентным раствором патоки. Углерод, содер­ жащийся в ее составе, способствует получению чистой поверхности отливки.

Рекомендуют трехразовое покрытие формовочными красками с различной плотностью: для первого и третье­ го слоев плотность краски составляет 1,1—1,2 т/м3 (1,1 — 1,2 г/см3), а для второго слоя 1,6— 1,8 т/м3 (1,6— 1,8 г/см3).

Важнейшим свойством формовочной краски является ее прочность и хорошее сцепление со стержневой смесью. При сушке и заливке форм краска не должна растрес­ киваться и отслаиваться. Правильный выбор формовоч­ ной краски в значительной мере обеспечивает получение гладкой и чистой поверхности изложницы.

Следует иметь в виду, что при высоком содержании серы в коксе формовочной краски возможна диффузия серы в поверхностные слои чугуна. Это ухудшает ка­ чество изложниц. Поэтому для формовочной краски не­ обходимо применять кокс с небольшим содержанием се­ ры. Хорошие результаты дает замена части кокса дре­ весным углем.

На некоторых заводах в формовочную краску добав­ ляют раствор кальцинированной соды. В этом случае входящую в состав краски огнеупорную глину предва­ рительно растворяют в воде, а затем вливают кальци­ нированную соду.

Формовочная краска должна быть тщательно разме­ шана и процежена через сито с ячейками 0,7 мм, а пе­ ред нанесением пропущена через краскомешалку. Тех­ нологии приготовления формовочной краски и ее нане­ сения на поверхность стержней и форм необходимо уделить особое внимание, так как от этого во многом зависит чистота поверхности изложниц и трудоемкость обрубки.

Рекомендуется для изложниц массой до 25 т приме­ нять одноразовое покрытие формовочной краской плот­ ностью 1,45-—1,65 Мг/м3 (1,45— 1,65 г/см3). Покрытие наносить при помощи пульверизатора. Толщина слоя формовочной краски зависит от массы изложницы и ко­ леблется от 3 до 5 мм. Для получения гладкой поверх­ ности необходимо при помощи кисти осуществить за­ мывку водой.

Для изложниц массой от 25 т до 250 т необходимо применять двух и трехразовое покрытие формовочными красками с различной плотностью: для первого и

124

мовочной краски является ее прочность и хорошее сцеп­ ление со стержневой смесыо. При сушке и заливке форм краска не должна растрескиваться и отслаиваться. Пра­ вильный выбор формовочной краски, ее толщина и от­ делка поверхности в значительной мере обеспечивают получение гладкой и чистой поверхности изложницы.

МЕХАНИЗАЦИЯ ТРУДОЕМКИХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ИЗЛОЖНИЦ

В Программе Коммунистической партии Советского Союза, принятой XXII съездом КПСС, записано: «Авто­ матизация и комплексная механизация служат матери­ альной основой для постепенного перерастания социали­ стического труда в труд коммунистический... В течение двадцатилетия осуществится в массовом масштабе ком­ плексная автоматизация производства со все большим переходом к цехам и предприятиям-автоматам, обеспе­ чивающим высокую технико-экономическую эффектив­ ность. Ускорится внедрение высокопроизводительных систем автоматического управления»1.

Развернувшееся социалистическое соревнование по выполнению этого важного указания по автоматизации многообразных управляемых технологических процессов во всех отраслях промышленности позволило создать большое число автоматических линий, автоматических цехов и предприятий автоматов.

Литейное производство характеризуется большим ко­ личеством различных технологических процессов и ви­ дов оборудования, что очень затрудняет автоматизацию всех процессов. Однако для отдельных видов литья в этом вопросе достигнуты определенные положительные результаты. В СССР созданы заводы-автоматы, напри­ мер заводы-автоматы по отливке и изготовлению порш­ ней для автомобилей.

Что же касается изготовления изложниц, то ■в этой отрасли промышленности как в СССР, так и за рубежом еще нет ни автоматических цехов, ни автоматических за-

.водов.

1 Программа Коммунистической партии Советского Союза. М., Госполитиздат, 1965, с. 67.

125

Во многих литейных цехах по производству изложниц технологические операции еще осуществляются вруч­ ную. К ним относится изготовление форм и стержней, вы­ бивка залитых форм, обрубка, зачистка и др.

И только в последнее время на некоторых предприя­ тиях сделаны первые попытки, механизации этих опера­ ций. Так, иа заводе «Запорожсталь» применили набивку

Рис. G7. Выбивка стержней на выбивной решетке:

а — общий вид' решетки; б — процесс выбивки изложницы

форм при помощи пескометов и гидравлическую вы­ бивку стержней, па заводе им. Войкова выбивку стерж­ ней осуществляют иа встряхивающих выбивных ре­ шетках.

Если устройство гидроочистки требует специального оборудования, мощных насосов и большого расхода во­ ды, то выбивные решетки могут быть изготовлены сами­ ми заводами.

Общий вид решетки и процесс выбивки глуходонной изложницы представлены на рис. 67. Выбивку стержня из глуходонной изложницы осуществляют за 30—40 с.

126

Рис. 69. Общий вид разъемных опок

При отливке изложниц в формы, изготовленные из песчано-глинистых смесей, на некоторых заводах моде­ ли выбивают кувалдами. Это тяжелый и малоэффектив­ ный способ.

На рис. 68 представлен способ выдавливания моде­ ли из формы при помощи домкрата. Еще лучше выдавли­ вать модель.из формы при помощи пневматического или гидравлического пресса.

Опоки могут быть цельными, в виде отдельных рамок или секций, скрепленных при помощи скоб, или разъем­ ными вдоль высоты изложницы (рис. 69).

127

Крепление половинок опок между собой производят болтами или скобами с клиньями. Более рационально соединение при помощи скоб с клиньями; такое соеди­ нение более надежно позволяет легко раскрывать опоки и увеличивать их оборачиваемость, а изложницы охлаж­ дать вместе с земляными шубами.

Широкие возможности для механизации и автомати­ зации процесса изготовления форм и стержней для из­ ложниц таит в себе изобретенный в Советском Союзе способ изготовления форм из жидкоподвижных самотвердеющих смесей. Этот способ изготовления изложниц опробован на многих машиностроительных и металлур­ гических заводах, но для изготовления изложниц еще не нашел широкого применения.

Для приготовления жидкоподвижных самотвердеющих смесей разработаны, построены и внедрены в произ­ водство различные смесители периодического и непре­ рывного действия. В этих смесителях приготовление жидкоподвижных самотвердеющих смесей осуществля­ ется полуавтоматически или автоматически, что являет­ ся большим достижением советских ученых, конструкто­ ров и производственников.

Для широкого распространения и внедрения этого прогрессивного способа изготовления форм возникла не­ обходимость реконструкции старых и постройки новых специализированных цехов по изготовлению изложниц.

Этот способ позволяет устранить трудоемкие ручные процессы и широко внедрить механизацию и автоматиза­ цию технологических процессов.

Глава VII

ОБЩАЯ

ХАРАКТЕРИСТИКА

ПОРОКОВ В ЛИТЫХ ИЗЛОЖНИЦАХ

УСАДОЧНЫЕ РАКОВИНЫ

Объем чугуна в жидком состоянии больше, чем в твердом. Поэтому в результате протекающих при кри­ сталлизации процессов, рассмотренных выше, в стейке

128

изложницы образуется внутренняя полость, которую на­ зывают усадочной раковиной. Как правило, усадочная раковина и неплотности образуются в тех участках, ко­ торые затвердевают последними. Поэтому развитие уса­ дочной раковины зависит от конструкции изложницы и технологии изготовления формы.

Склонность к образованию усадочной раковины за­ висит от массы изложницы и химического состава чугу­ на. Так, с увеличением объема чугуна склонность к об­ разованию усадочной раковины выше. Усадка низко­ кремнистого чугуна с шаровидным графитом больше, чем усадка обычного серого чугуна. Характер располо­ жения и величина усадочной раковины зависят и от того, в какую форму заливают чугун.

Усадочные раковины образуются и в результате на­ рушения технологического процесса литья изложниц. Высокая температура заливки, недостаточное питание отливки при частичном «уходе» чугуна из формы во вре­ мя заливки, малое сечение и высота выпоров, несвоевре­ менные доливы чугуна в чашу и выпоры, преждевремен­ ный вывоз залитой формы из цеха, кипение стержней

иформ, малое количество металла в чаше по окончании заливки, отсутствие засыпки зеркала металла в чаше после заливки-— все эти факторы способствуют образо­ ванию усадочной раковины. Предотвратить образование или уменьшить размеры усадочных раковин можно за счет выполнения ряда организационно-технических ме­ роприятий и в первую очередь соблюдения температур­ ного режима заливки, правильного режима сушки форм

истержней, своевременного долива металла, надежного крепления поддонов к опоке скобами, засыпки зеркала металла сухим песком или отработанной формовочной смесью и др.

Отдельные усадочные раковины можно устранить за­ варкой или обрезкой на станках, другие приводят отлив­ ки к окончательному браку. Скрытые усадочные рако­ вины можно обнаружить лишь при дефектоскопическом контроле либо после выхода изложницы из строя.

Из сказанного следует, что соблюдение технологиче­ ского процесса производства изложниц является важ­ ным мероприятием по предупреждению образования усадочных раковин и повышению качества и вместе с тем стойкости изложниц.