Лекция 7. Другие виды литья в объемные песчаные формы

Как отмечалось выше, в индивидуальном и мелкосерийном производстве используется литье в подсушенные и сухие песчано-глинистые формы. Кроме того, широко применяются литье в песчаные объемные формы, изготовленные с использованием химически твердеющих формовочных смесей (по СО₂-процессу, по ПСС-процессу, по ХТС-процессу, по ЖСС-процессу), а также в формы, изготовленные без связующих материалов (по V-процессу, по газифицируемым моделям, в магнитные формы). Химически твердеющие формовочные смеси аналогичны по составу соответствующим стержневым смесям.

Рассмотрим сущность названных способов литья.

7.1. Литье в подсушенные и сухие песчано-глинистые формы

Сухие или подсушенные песчано-глинистые формы применяют в индивидуальном и серийном производстве для ответственных и тяжелых отливок, а также тонкостенных отливок сложной конфигурации.

При этом песчано-глинистая форма изготавливается двухслойной – с использованием облицовочной и наполнительной формовочной смеси. В состав облицовочной смечи вводится до 50% кварцевого песка, до 10% свежей глины, до 3% масляного связующего, до 1,5% угля молотого и до 3% древесных опилок (для податливости формы).

После изготовления полуформ их сушат (или подсушивают) либо в камерных (иногда – конвейерных) сушилах с естественныой или принудительной циркуляцией газов, либо лампами инфракрасного излучения (для поверхностной подсушки).

Режимы сушки в камерных печах:

• температура сушки –400–450 С;

• длительность сушки – 6–48 час;

• скорость сушки – 15–20 мм/час;

• топливо – газ или мазут.

После сушки форму ремонтируют, окрашивают и подвергают сушке в течение 0,5–8 часов. Размеры формы: от 500х600 до 4000х5500 мм.

При сушке лампами инфракрасного излучения скорость сушки в 2 раза выше. После сушки полуформы охлаждают, а форму собирают обычным способом. Крупные отливки (станины токарных станков) изготавливают «по-сухому» в специальных кессонах.

Достоинства способа: повышенное качество поверхности отливки; возможность получения крупногабаритных и тонкостенных отливок; высокая газопроницаемость формы; удовлетворительная податливость.

Недостатки: длительность и высокая стоимость процесса сушки; увеличение времени затвердевания и охлаждения отливки в форме; проблема переработки отходов.

7.2. Литье в песчано-жидкостекольные формы (по со2-процессу)

Процесс применяется в единичном и мелкосерийном производстве отливок массой от нескольких килограммов до 20 тонн.

Состав формовочной смеси:

• песок кварцевый – основа;

• глина формовочная 4–5%;

• уголь молотый – 2,5%;

• жидкое стекло – 5,7%;

• щелочь (водный раствор) – 0,4–0,8%.

Упрочнение форм осуществляется тремя способами:

• воздушной сушкой в течение 2–8 часов;

• тепловой сушкой при температуре 220–250 С в течение 30–60 мин;

• продувкой углексилым газом.

Смесь приготавливают в обычных бегунах. Время перемешивания – до 10 мин. Смесь транспортируют в ящиках, покрытых влажной мешковиной. Время хранения – 6–8 часов.

Иногда эту смесь применяют в качестве облицовочного слоя толщиной 30–50 мм. Остальной объем формы заполняют наполнительной песчано-глинистой смесью. Смесь уплотняют ручной или пневмотромбовкой, на встряхивающих машинах. Продувают форму углексилым газом под давлением 1,5–2 ати через отверстия в моделях или через специальные трубки диаметром 5–8 мм с шагом продувки 150–200 мм. Время продувки – 2–3 мин. Затем модель удаляют.

Изготовленные формы тщательно окрашивают огнеупорными красками с последующей подсушкой.

Достоинства процесса: отпадает необходимость в объемной сушке формы; снижение стоимости и трудоемкости изготовления формы; повышенная точность отливок.

Недостатки: плохая выбиваемость объемных форм; высокий пригар при литье чугуна; высокая прилипаемость формовочной смеси к модели; невозможность регенерации формовочной смеси (большой объем отходов).