- •Лекция 7. Другие виды литья в объемные песчаные формы
- •7.1. Литье в подсушенные и сухие песчано-глинистые формы
- •7.2. Литье в песчано-жидкостекольные формы (по со2-процессу)
- •7.3. Литье в песчано-жидкостекольные формы (по псс-процессу)
- •7.4. Литье в формы из песчано-смоляных холоднотвердеющих смесей (по хтс-процессу)
- •7.5. Литье в формы по жсс-процессу
- •7.6. Литье в вакуумно-пленочные формы (по V-процессу)
- •7.7. Литье в формы, изготовленные по газифицируемым моделям (по лгм-процессу)
- •7.8. Литье в магнитные формы
7.5. Литье в формы по жсс-процессу
При этом способе формы изготавливают из жидких (псевдожидких) самотвердеющих смесей, которые заливаются в опоки и не требуют последующего уплотнения. В качестве связующего применяют жидкое стекло, либо холоднотвердеющие смолы.
Жидкие (псевдожидкие) формовочные смеси получают путем введения в смесь пенообразующих поверхностноактивных (ПАВ) добавок. При перемешивании смеси образуется пена, сообщающая смеси жидкоподвижность. После заливки в опоку пенообразные пузырьки лопаются и исчезают, а смесь затвердевает за счет химических реакций между составляющими смеси.
В качестве пенообразующего вещества используют так называемый ДС-РАС (детергент советский – рафинированный алкиларилсуфонат), получаемый из нефти.
Состав формовочной смеси (на основе жидкого стекла):
песок кварцевый – 94,6%;
феррохромовый шлак 4%;
уголь молотый – 1,4%.
Итого: 100%
Сверх 100% вводят следующие жидкие вещества:
жидкое стекло –7%;
водный раствор щелочи 0,3%;
ДС-РАС – 0,12%;
вода – 5,2–6%.
Для приготовления формовочной смеси используют бегуны или даже бетономешалку При заливке жидкой формовочной смеси в опоку часто применяют вибрацию, что ускоряет разрушение пены и повышает качество поверхности отливки..
Модель извлекают из полуформы через 40–50 минут. Затем полуформы выдерживают на воздухе в течение 4–5 часов. После этого полуформы окрашивают, подсушивают, собирают и заливают металлом.
Процесс применяют при изготовлении крупных литейных форм в индивидуальном и мелкосерийном производстве. Прочность формовочной смеси при растяжении – до 7 кг/см2.
Достоинства процесса: отпадает необходимость в уплотнении и сушке формы; повышенная точность форм и отливок; относительно низкая стоимость формовочной смеси.
Недостатки: длительность цикла затвердевания формы, невозможность регенерации отходов; необходимость в тщательной окраске и подсушке формы из-за высокой пористости; невозможность регенерации отходов.
7.6. Литье в вакуумно-пленочные формы (по V-процессу)
Сущность способа заключается в использовании для формы сухого кварцевого песка без связующих материалов, который сжимается и удерживается в опоке между двумя синтетическими полимерными пленками благодаря вакууму. Порядок операций при изготовлении формы по V-процессу представлен на рис. 7.1.
Подмодельную металлическую плиту 1 с моделями 2 монтируют на коробчатом основании, имеющем вакуумную полость 3. Модель и подмодельная плита снабжены вентами (вставки с прорезями шириной 0,5 мм). Полимерную пленку 4 толщиной 0,05–0,1 мм подогревают электроспиралью 6 для повышения ее пластичности и накладывают на под модельную плиту и модель, предварительно создав в полости 3 вакуум (300–400 мм рт. ст.).
Под действием вакуума пленка плотно прилегает к плите и модели. Далее на подмодельную плиту устанавливают опоку 10, имеющую двойные стенки, полость между которыми также соединяется с вакуумным насосом. Внутренние стенки опоки также снабжены вентами. После этого в опоку засыпают сухой кварцевый песок, на верхний лад опоки накладывают вторую полимерную пленку и включают вакуум, под действием которого верхняя пленка сжимает песок в опоке дотвердости 90–95 единиц. При засыпке песка в опоку зачастую применяют вибрацию. После этого вакуум в полости 3 основания отключают, а модель извлекают из полуформы. Аналогичным способом изготавливают вторую полуформу, затем форму собирают и, без отключения вакуума, заливают расплавленным металлом. При производстве сложных отливок в форму вставляют песчаные стержни, изготовленные любым известным способом (см. выше). Имеются некоторые особенности формовки при изготовлении врехней полуфрмы, в которой располагаются литниковая чаша и выпоры.
При заливке металла в форму полимерная пленка расплавляется и под действием вакуума втягивается в форму и связывает зерна песка, выполняя роль своеобразной связки. Форма таким образом не разрушается, что обеспечивает формирование необходимой геометрической формы отливки и ее затвердевание и охлаждение до необходимой температуры. После этого вакуум отключают, форма разрушается и отливку из опок извлекают. По экспериментальным данным, охлаждение металла в такой форме происходит несколько медленнее, чем в сырой песчано-глинистой форме, что способствует стабильному получению тонкостеннных отливок.
В настоящее время процесс получает все большее применение в промышленности в основном – в мелкосерийном и серийном производстве. Масса отливок достигает 50 кг при литье алюминиевых сплавов. Примеры отливок: столы фрезерного станка массой 560 кг, габарит – 1250 мм; канатные барабаны для кранов; корпус заднего моста автомобиля массой 150 кг, габарит –1615 мм; сегменты тунельных колец (габарит до 2200 мм); стопорный цилиндр машин литья под давлением; бытовые чугунные ванны и др.
Достоинства процесса: отсутствие связующих материалов; возможность многократного использования сухого кварцевого песка; отсутствие износа модели; возможность получения тонкостенных отливок; низкие затраты на зачистку литья (минимальные заливы по разъему форм); отсутствие, в большинстве случаев, литейных уклонов; высокое качество поверхности отливки (отсутствие пригара); хорошая податливость формы (отсутствие трещин на отливке); хорошие условия труда; повышенная точность отлики.
Недостатки: неизученность технологического процесса; проблематичность создания автоматических линий; низкая производительность процесса.