7.4.1.2. Заливка литейных форм
Сборка литейных форм включает установку стержней, контроль точности размеров основных полостей формы, накрывание нижней полуформы верхней, скрепление полуформ перед заливкой. Заливают формы расплавленным металлом из конических, барабанных и других ковшей, футерованных огнеупорным материалом и высушенных до полного удаления влаги. Температура заливки металла зависит от рода сплава, толщины стенок отливок, их конфигурации и т. п. Заливку форм ведут без перерыва, с полным заполнением литниковой чаши.
После заливки и охлаждения металла отливки выбивают из форм на вибрационных решетках и очищают от приставшей или пригоревшей формовочной смеси в очистных барабанах или дробеметных устройствах камерного или барабанного типа. При очистке в дробеметных устройствах отливки подвергаются ударному воздействию струи металлической дроби, выбрасываемой дробеметным колесом со скоростью до 70 м/с. Обрубку и зачистку отливок от остатков питателей, заусенцев и заливок производят абразивными кругами или на обрезных прессах.
Механизация и автоматизация процессов литья в песчаные формы заменяет ручной труд машинным, повышает производительность труда, улучшает качество отливок. Для изготовления литейных форм используют различные высокопроизводительные автоматические машины и автоматические линии. Производительность таких автоматических установок достигает до 300 форм в час.
В производстве широко применяют автоматические заливочные установки. Для создания хороших условий труда и повышения эффективности в литейных цехах применяют комплексную механизацию выбивки форм, очистки, обрубки и предварительной окраски отливок.
7.4.2. Литье по выплавляемым моделям
Сущность способа литья по выплавляемым моделям заключается в процессе получения отливок из расплавленного металла в формах, которые не требуют разъема, так как рабочая полость образуется в результате удаления (вытекания) легкоплавкого материала модели при ее предварительном нагревании. Выплавляемые модели изготовляют из модельных составов, состоящих из двух и более компонентов. Для изготовления моделей широко используют модельный состав Р-3, который содержит парафин, синтетический церезин, буроугольный воск и кубовый остаток. Этот состав хорошо заполняет полость пресс-формы, дает четкий и чистый отпечаток. Выплавляемые модели изготовляют в пресс-формах, состоящих из двух и более частей с вертикальным или горизонтальным разъемами. Для извлечения моделей из пресс-форм применяют специальные толкатели.
Модельный состав в пастообразном состоянии запрессовывают в пресс-формы (рис. 23, а) на автоматических установках или вручную. После затвердевания модельного состава пресс-форма раскрывается и модель выталкивается в ванну с холодной водой. Затем модели собирают в блоки (рис. 23, б) с общей литниковой системой, которая создается припаиванием, приклеиванием или механическим скреплением частей. В один блок объединяют от 2 до 100 моделей. Формы по выплавляемым моделям изготовляют из специальной огнеупорной смеси, состоящей из связующего, гидролизованного раствора этилсиликата, огнеупорного наполнителя – пылевидного кварца и других компонентов. Формы по выплавляемым моделям изготовляют многократным погружением разовой модели в огнеупорную смесь (рис. 22, в) с последующей обсыпкой (рис.23, г) и отверждением на воздухе. Обсыпку обычно наносят в три÷пять слоев. Модели из форм удаляют выплавлением, при нагреве (рис. 23, д, е) в горячей воде или паром. После удаления модельного состава тонкостенные литейные формы заформовывают в опоки (рис. 23, ж), а затем прокаливают в печи (рис.23, з) при температуре 850÷9500С для удаления остатков модельного состава. Заливку форм по выплавляемым моделям производят в нагретом состоянии сразу же после прокалки. Заливка может быть свободной, под действием центробежных сил, в вакууме и т.п. После затвердевания расплавленного металла и охлаждения отливки удаляют из форм механическими, а также химическими методами, очищают, обрубают и, как правило, подвергают термической обработке.
Рис. 23. Последовательность операций формовки при литье по выплавляемым моделям
Процесс изготовления заготовок литьем по выплавляемым моделям механизирован и автоматизирован. Литье по выплавляемым моделям обеспечивает получение точных и сложных отливок из любых сплавов, сокращает объем механической обработки, создает благоприятные условия для хорошего заполнения литейных форм, что позволяет получать отливки из сплавов с низкими литейными свойствами. Этим способом получают отливки массой 0,02÷15 кг с отверстиями диаметром до 1 мм и толщиной стенок до 0,5 мм. Литьем по выплавляемым моделям отливают многие детали и заготовки для приборостроительной, авиационной и других отраслей промышленности. Вместе с тем недостатком этого способа является сложность и длительность процесса изготовления отливок, применение специальной дорогостоящей оснастки.