Литье в оболочковые формы

За последние годы литье в оболочковые формы получило широкое распространение и является одним из прогрессивных способов изготовления мелких по массе отливок из чугуна, стали и цветных металлов. Качество поверхности и размерная точность отливок, полученных этим способом, значительно выше по сравнению с отливками, изготовленными в песчаных формах.

Этот способ изготовления отливок относится к разновидности литья в разовых литейных формах.

Преимущества изготовления отливок в оболочковых формах:

повышенная точность отливок и высокие качественные показатели отливок (сокращается объем механической обработки на 20. ..25%, повышается чистота поверхности отливок Rz 10…40 мкм, сокращается брак по газовым дефектам, пригару); снижается расход формовочных материалов в 6...8 раз; уменьшается трудоемкость изготовления форм, грузопотоков, затрат на выбивку и очистку отливок; процесс хорошо подается механизации, повышается производительность изготовления отливок в 1.5 ...2 раза по сравнению с литьем в песчаные формы; возможность длительного хранения оболочковых форм, что облегчает условия планирования и организации производства.

Недостатки метода:

Ограничение по размеру и массе (масса отливок не должна 60 кг – мелкие

отливки); дороговизна процесса изготовления отливок (рационально

использовать способ литья в массовом и крупносерийном производствах).

Методом литья в оболочковые формы в автотракторном маши-ностроении изготавливают ребристые цилиндры двигателя внутреннего сгорания, коленчатые валы и другие литые детали. Доля отливок изготавливаемых этим способом составляет около 1 %, в перспективе доля литья в оболочковые формы возрастет до 3 ...4 % .

Для изготовления оболочковых форм применяют формовочные пески, термореактивные смолы (связующие), различные добавки, клеи, разделительные составы.

Оболочковые формы изготавливаются из формовочной смеси, состоящей из кварцевого песка 94 ...97 % и термореактивной смолы ПК-104 (тонко измельченного порошка 6...3 %).

Особенностью этой смолы является то, что при нагреве ее свыше 150 ...180 С смола сначала оплавляется, а при дальнейшем нагреве (при температуре свыше 280 С) происходит необратимый процесс ее твердения. На этом свойстве термореактивных смол основан технологический процесс изготовления оболочковых форм. Схема изготовления отливок в оболочковых формах приведена на рис.3.2.

В поворотный бункер (рис.3.2.), на который устанавливается нагретая металлическая подмодельная плита с закрепленной на ней моделью (температура нагрева Т = 180С), засыпают формовочную смесь. Бункер переворачивают на 180 так, чтобы смесь покрыла модель с плитой. В таком положении бункер выдерживается 15...20 с и снова переворачивается в исходное положение. Во время выдержки термореактивная смола ПК-104 оплавляется и склеивает частицы кварцевого песка. В результате на модели формируется оболочка, толщина которой зависит от времени выдержки. Формовочная смесь, которая не успела прогреться во время выдержки падает на дно бункера, а полузатвердевшая оболочка остается на модели и подмодельной плите. Подмодельная плита открепляется от бункера и вместе с моделью и образовавшейся на ней оболочкой помещается в электрическую печь, нагретую до температуру 300...350 С для окончательного отвердения оболочки. Происходит необратимый процесс твердения (время выдержки 90...120 с). После этого затвердевшая оболочка (прочность оболочки на разрыв составляет 5...10 МПа) снимается с подмодельной плиты толкателями. Изготовленные две полуформы склеиваются по плоскости, в них предварительно устанавливается стержень (тоже оболочковый). Далее оболочковая форма помещается в контейнер с опорным материалом (кварцевый песок или дробь) и заливается жидким металлом.

Рис.3.2. Схема изготовления отливок в оболочковых формах