Изготовление отливок в песчаных формах

Технологический процесс состоит: приготовление формовочных и стержневых смесей; изготовление полуформ; сборка форм; приготовление расплавленного металла и заливка форм; выбивка и очистка отливок. В модельный комплект входят: модели, модельные плиты, стержневые ящики и другие приспособления. Литейная модель – приспособление, с помощью которого в литейной форме получают полость с формами и размерами, близкими к конфигурации получаемой отливки. Модели бывают неразъемные, с отъемными частями и др. Литейная модель состоит (рис. 1): подмодельная плита 1, верхняя опока 2, нижняя опока 3, литниковая чаша 4, выпор 5.

Литниковая система включат (рис. 2): литниковая чаша 1, стояк 2, шлакоуловитель 3, питатели 4.

Литниковая чаша предназначена для приема струи расплава, вытекающей из разливочного ковша, и задержания шлака, попадающего вместе с расплавом в чашу. Стояк – вертикальный канал, передающий расплав из литниковой чаши к другим элементам литниковой системы. Шлакоуловитель, расположенный горизонтально и, как правило, в верхней полуформе, служит для задержания шлака и передачи расплава из стояка в питатели. Питетели – каналы, предназначенные для подачи расплава непосредственно в полость литейной формы. Питатели должны обеспечить плавное поступление расплава в полость формы. Выпор служит для отвода газа из полости формы, сигнализирует об окончании заливки, уменьшает динамическое давление расплава на форму, способствует питанию отливки расплавом при затвердевании. Коллектор – распределительный канал для направления расплава к различным частям отливки. Сечение элементов литниковой системы выбирают на основе приближенного расчета, соотношение между ними.

Формовочная смесь – это многокомпонентная смесь формовочных материалов, соответствующая условиям технологического процесса изготовления литейных форм. Формовочные смеси состоят из кварцевого песка, смол, формовочных глин и связующих добавок (древесная мука, графит). Формовочные смеси должны иметь высокую огнеупорность, достаточную прочность и газопроницаемость, пластичность, податливость и т.д. По составу смеси могут быть облицовочными и обычными. Облицовочная смесь – это формовочная смесь, используемая для изготовления рабочего слоя формы (состоят из песка и глины). Наполнительная смесь – это формовочная смесь для наполнения формы после нанесения на модель облицовочной смеси. Стержневая смесь – это многокомпонентная смесь формовочных материалов, соответствующая условиям технологического процесса изготовления литейных стержней.

Изготовление отливок в оболочных формах

Сущность литья в оболочной форме заключается в изготовлении отливок путем заливки расплавленного металла в разовую тонкостенную разъемную литейную форму, изготовленной из песчано-смоляной смеси с термореактивными связующими по металлической нагреваемой модельной оснастке, с последующим затвердеванием залитого расплава, охлаждением отливки и формы и выбивкой ее из формы. Отличительная особенность способа – малая интенсивность теплообмена между отливкой и формой; использование песчано-смоляной смеси с высокой подвижностью для получения четкого отпечатка модели; использование термореактивных смол в качестве связующих для получения тонкостенных форм с высокой прочностью и повышенной размерной точностью полости формы; использование мелкозернистого огнеупорного металла (кварцевого песка) для получения поверхностного слоя отливок с малой шероховатостью.

Оболочковые формы (разъемные, тон­костенные) изготовляют следующим образом; металлическую модельную плиту 1, нагретую до температуры 200 ... 250 °С, закрепляют на опрокидывающем бункере 2 (рис. 3) с формовочной смесью 3 и поворачивают его на 180° .

Формовочная смесь, состоящая из мелко­зернистого кварцевого песка (93 ... 96 %) и термоактивной смолы ПК-104 (4 ... 7 %), насыпается на модельную плиту и выдер­живается 10 ... 30 с. От теплоты модельной плиты термоактивная смола в пограничном слое переходит в жидкое состояние, склеивает песчинки с образованием песчано-смоляной оболочки 4 толщиной 5 ... 20 мм в зависимости от времени вы­держки. Бункер возвращается в исходное положение, излишки формовочной смеси ссыпаются на дно бункера, а модельная плита с полутвердой оболочкой 4 снимается с бункера и нагревается в пе­чи при температуре 300 ... 350 °С в течение 1 ... 1.5 мин, при этом термоактивкая смола переходит в твердое необратимое состояние. Твердая оболочка снимается с модели специальными толкателями 5. Аналогично изготовляют и вторую полуформу.

Готовые оболочковые полуформы склеивают быстротвердеющим клеем на специальных прессах, предварительно установив в них литейные стержни, или скрепляют скобами. Кроме оболочковых форм, этим способом изготовляют обо­лочковые стержни, используя нагревае­мые стержневые яшики. Оболочковые формы и стержни изготовляют на одно- и многопозиционных автоматических ма­шинах и автоматических линиях. Выбивку отливок осуществляют на специальных выбивных или вибрационных установках. При очистке отливок удаляют заусенцы, зачищают на шлифовальных кругах места подвода питателей и затем их подвергают дробеструйной обработке.