Литье в объемные песчаные и оболочковые формы

Литье в объемные песчаные формы.Для изготовления литейных форм используют формовочную смесь, основными компонентами которой являются кварцевый песок и связующие (например, глина). Связующие придают формовочной смеси необходимую прочность и пластичность. Песок увеличивает пористость и, следовательно, газопроницаемость формовочной смеси. Кроме того, в формовочную смесь вводят противопригарные добавки (каменноугольную пыль, графит), защитные присадочные материалы (борную кислоту, серный цвет) и др. ингредиенты. Для изготовления стержней используют стержневые смеси, состоящие из кварцевого песка и неорганических (жидкое стекло с добавкой 10% раствора NaOH) или органических (фенолформальдегидная или карбамидофурановая смолы) связующих. Отформованные стержни для увеличения прочности подвергаются специальной сушке.

Литейная форма состоит из двух полуформ, изготовляемых в опоках (см. рис. 4.1, а). Полуформы производят ручным или машинным способом. Рабочие полости в верхней и нижней опоках формируют с помощью соответствующих половинок предварительно изготовленной разъемной модели. Стержни при необходимости устанавливают в образовавшиеся рабочие полости после извлечения из опок половинок модели. Затем верхнюю опоку накладывают на нижнюю и скрепляют. Расплавленный металл заливают в собранную форму через воронку литниковой системы. После кристаллизации залитого металла производят разъем опок, выбивку отливки из формы и удаление стержней. Затем от отливки отделяют литниковую систему и производят грубую очистку поверхности от остатков формовочной смеси.

Далее для устранения дендритной структуры, крупнозернистости, литейных (механических) напряжений, а также снижения твердости отливку подвергают термической обработке, зачистке поверхности от следов формовочной смеси и окислов, после чего ее отправляют на механическую обработку.

Литье в объемные песчаные формы – наиболее простой и распространенный способ получения литых заготовок, которым производится около 80% (по массе) литых деталей. Недостатки такого вида литья – низкая точность размеров и как следствие большие припуски на механическую обработку, низкая производительность и вредные санитарно-гигиенические условия труда.

Литье в оболочковые формы по сравнению с литьем в песчано-глинистые формы благодаря повышенной точности изготовленной формы позволяет в два раза снизить припуск на механическую обработку. Получаемые отливки обычно имеют толщину стенок до 3–15 мм и массу 0,25–100 кг.

Рис. 4.2. Схема получения оболочковых форм:

1 – модельная плита; 2 – металлическая модель; 3 – формовочная

смесь; 4 – оболочковая полуформа; 5 – толкатель; 6 – готовая оболочковая форма; 7 – опока-контейнер; 8 – засыпка

Литейную форму собирают из двух частей, называемых полуформами. Полуформы изготавливают с помощью металлических моделей из формовочной смеси, состоящей из мелкозернистого кварцевого песка (93–96%) и термореактивной (фенолформальдегидной) смолы (4–7%). Технология получения оболочковых форм состоит из следующих операций. Металлическую модель 2, закрепленную на модельной плите 7, нагревают до 200–250^оС (рис. 4.2, а). Затем модель 2 посыпают формовочной смесью 3 и выдерживают 10–30 с (рис. 4.2, б). Смола, содержащаяся в формовочной смеси расплавляется, склеивает песчинки и от нагрева полимеризуется, образуя оболочку 4 толщиной 5–20 мм. Непрореагировавшую формовочную смесь ссыпают с модели (см. рис. 4.2, в) и образовавшуюся оболочку 4 снимают с помощью специального толкателя 5. Для окончательного отверждения смолы и получения прочных полуформ оболочки помещают в печь, нагретую до 300–350°С, и выдерживают 1–1,5 мин. Затем полуформы, находящиеся в горячем состоянии, склеивают синтетическим клеем (например, БФ-2). Полученные оболочковые формы 6 помещают в опоку-контейнер 7 и засыпают кварцевым песком или металлической дробью 8 для предохранения от разрушения при заливке расплавленного металла. После кристаллизации и охлаждения отливки оболочковую форму разрушают. Недостатком этого метода является выделение токсичных фенолсодержащих газов, для удаления которых требуется мощная вентиляция.