2.2 Литье в песчаные формы

Большую часть средних и крупных отливок получают в разовых пес-чаных литейных формах. Эти формы пригодны для изготовления отливок практически любой сложности. Они находят широкое применение в массо-вом, серийном и единичном производстве.

Согласно ГОСТ 17819 литейная форма есть «система элементов, образующих рабочую полость, при заливке которой жидким металлом формируется отливка».

Литейная форма, независимо от ее конструкции, имеет внутреннюю полость, конфигурация и размеры которой соответствуют будущей отливке. Литейные формы могут быть: разовыми, которые заполняют металлом один раз и затем разрушают, и постоянными, которые используют до нескольких тысяч раз. Песчаные формы являются разовыми.

Преимуществами литья в песчаные формы являются их универсальность и низкая себестоимость.

Разовые литейные формы получают с помощью моделей.

Модель – литейная часть модельной оснастки, предназначенная для получения в литейных формах полостей, конфигурация которых соответствует изготовляемым отливкам. Модель может состоять из одной или более частей. Модель может иметь специальные выступающие части – знаки. Они образуют в форме углубления, предназначенные для установки и фиксирования стержня. Для извлечения модели из формы их вертикальные стенки выполняют с формовочными уклонами, величина которых зависит от высоты стенки, материала модели и способа изготовления отливки. Размеры модели должны быть больше отливки на величину литейной усадки. Модели изготавливают из дерева, пластмассы и металла (алюминиевых сплавов, чугуна, стали, бронзы и латуни). Модели красят масляной краской и покрывают щёлочным лаком. Для чугунного литья красят в красный цвет, стального – в серый, цветного – в жёлтый.

В последние годы разработан прогрессивный способ получения моделей отливок методом быстрого прототипирования.

Процесс изготовления литейных форм из формовочных смесей называют формовкой.

Песчаные литейные формы изготавливают из формовочных смесей, состоящих из кварцевого песка, глины, воды и материалов, улучшающих технологические свойства смесей и качество отливок.

К недостаткам способа относятся низкая точность размеров отливок и большая шероховатость поверхности, что приводит к увеличению объема механической обработки. Для процесса характерна оптимальная трудоем-кость получения отливок, большой расход формовочных материалов при изготовлении форм и стержней, неблагоприятные условия труда из - за зага-зованности и запыленности литейного цеха.

Отмеченные негативные факторы приводят к использованию других способов литья. Однако этот процесс происходит медленно, и литье в песчаные формы еще долго будет доминировать.

2.3.1 Литниковая система

. Модели литниковой системы служат для образования в форме совокупности каналов, по которым металл из ковша поступает в полость литейной формы ( рис.2.6 ).

Рис. 2.6 - Литниковая система: 1 – литниковая чаша или воронка; 2 – стояк; 3 – шлакоуловитель; 4 – питатель; 5 – прибыль; 6 – выпор; 7 – зумпф

Литниковая воронка для мелких отливок или чаша для средних и крупных отливок служит для приёма металла из заливочного ковша, подачи металла в форму при постоянном напоре и задержания шлака (в чаше).

Стояк – канал, передающий металл из чаши к другим элементам литниковой системы. Обычно используют вертикальные стояки круглого сечения, но для цветных металлов используют так же плоские и изогнутые стояки (змеевидные).

Шлакоуловитель – горизонтальный канал, имеющий обычно сечение в виде трапеции, служит для задержания и передачи металла к питателям.

Питатель – канал, предназначенный для передачи металла непосредственно в полость формы. Питателей может быть один или несколько. Питатели не следует делать в том месте под шлакоуловителем, где в него входит стояк, так как возможно попадание шлака в форму. Толщина питателя не должна превышать толщину стенки отливки, ибо при удалении его возможно повреждение отливки. Если питателей несколько, то металл равномерно и быстро заполняет форму, быстро выравнивается температура металла в различных частях формы, лучше заполняется рельеф отливки, при этом сила удара струи металла уменьшается, она меньше размывает стенки формы.

Выпор – служит для вывода газов, наблюдения за заполнением литейной формы и для питания при усадке затвердевающей отливки жидким металлом. Выпор может быть один или несколько в зависимости от конфигурации и объёма отливки. Выпоры устанавливают на самых высоких частях модели или в местах предполагаемого скопления газов.

Прибыль – служит для питания отливки жидким металлом в период затвердевания и усадки. Модель прибыли образует в форме дополнительную ёмкость для жидкого металла, которым и питается отливка при затвердевании.

Зумпф – служит для смягчения динамического напора струи металла в начале заливки.