2. Литьё в оболочковые формы

Литье в оболочковые формы – процесс получения отливок путём свободной заливки расплава в формы из термореактивных смесей. Технология изготовления оболочковой формы включает следующие этапы:

1. нагретую до 220-280 ⁰С модельную плиту укрепляют на поворотном бункере со смесью, состоящей из песка, термореактивной смолы и добавок;

2. поворачивают бункер на 180⁰, смесь попадает на горячую модельную плиту и спекается;

3. выдерживая смесь на плите в зависимости от продолжительности выдержки (20-30 секунд), формируя оболочку толщиной от 8 до 15 мм;

4. возвращают бункер в исходное положение, при этом остатки не спекшейся смеси поступают назад в бункер;

5. модельную плиту с полуформой снимают с бункера и подают в печь с температурой, равной 300…350 ⁰С, на 1-2 минуты для отверждения оболочек;

6. полуформу снимают с плиты и собирают с другой половиной. При необходимости, в форму могут быть установлены оболочковые стержни, изготавливаемые по аналогичной технологии;

7. помещают форму в неразъёмную опоку (ящик), который засыпают песком или дробью и подают форму под заливку расплавом.

В современных литейных цехах оболочковые формы изготавливают на полуавтоматических или автоматических линиях. В комплект оборудования входят: печь для нагрева модельной плиты и отверждения оболочек, бункер для песчано-смоляной смеси, механизмы для нанесения смеси на плиту и съёма оболочковых полуформ с плиты, а также транспортирующие устройства.

Рисунок 2.6

Данный метод литья обеспечивает параметр шероховатости поверхности мкм и точность размеров, соответствующей 14-15 квалитетам. При этом, шероховатость поверхности крупных отливок (массой более 50 кг) выше, а точность ниже.

По сравнению с литьём в песчано-глинистые формы литьё в оболочковые формы имеет следующие преимущества:

1. достигается значительная (до 30-50 %) экономия материала;

2. отливки имеют сравнительно низкую шероховатость поверхности, высокую точность и, примерно, вдвое меньший припуск;

3. расход формовочных материалов уменьшается в 10-20 раз;

4. за счёт снижения брака в 1,5-2 раза, увеличивается выход годных заготовок;

5. при выбивке отливок оболочка легко разрушается, что уменьшает затраты труда в среднем на 50 %.

Тем не менее, метод литья в оболочковые формы не лишен недостатков. К ним относятся:

1. снижение точности формы, а, следовательно, и отливки при изготовлении крупногабаритных отливок;

2. работа с горячей модельной оснасткой вызывает необходимость использования только металлических моделей, имеющих сравнительно высокую стоимость;

3. высокая стоимость оснастки, оборудования и материалов, в частности, связующих смол.

Это приводит к тому, что стоимость отливки, полученной этим методом, выше, чем отливки, изготавливаемой литьём в песчано-глинистые формы. Однако снижение объёма механической обработки, сокращение времени на выбивку и очистку обуславливает уменьшение себестоимости детали.

Литьём в оболочковые формы изготавливают заготовки для ответственных деталей двигателей мотоциклов и мотороллеров, коленчатых валов автомобилей, звездочек зубчатых колёс и т.д. из чугуна, углеродистой и легированной сталей, а также цветных сплавов. Не рекомендуется изготавливать отливки из стали с низким содержанием углерода, т.к. поверхность отливки при литье в оболочковые формы науглероживается.

Оптимальная масса отливки – от нескольких сот граммов до 100 кг. Если допускается невысокая точность, то можно получить отливки массой более 100 кг. Наиболее рационально применение литья в оболочковые формы в крупносерийном и массовом производствах.