Схема технологического процесса изготовления отливок

Технология изготовления, отливок в разовых песчано-глиняных формах (temporary moulding) состоит из следующих последовательных операций:

 

- Изготовление модельных комплектов (model set);

 

- Приготовление формовых (moulding mixture) и стержневых смесей (core mixture, core sand)

 

- Изготовление форм и стержней;

 

- Сушка стержней (а иногда и форм);

 

- Составление форм;

 

- Получение жидкого металла;

 

- Заливка литейных форм (casting, mould) металлом;

 

- Выбивание отливок из форм;

 

- Обрубки и очистки литья;

 

- Термическая обработка, отливок (в случае необходимости);

 

- Контроль готовых отливок.

 

Модельный комплект состоит из модели, одного или нескольких стержневых ящиков и моделей элементов литниковой системы.

 

Модель - образец, с помощью которого получают обычно внешние очертания отливки в форме. Внутренние полости и отверстия в отливках образуют с помощью стержней, изготавливаемых в стержневых ящиках. Модель по конструкции несколько отличается от детали. Она не имеет отверстия, а, наоборот, в местах выхода отверстия на торцах, есть выступления - знаки 2 (рис. 11, б). Аналогичные знаки есть и в стержневому ящике, следовательно, они будут и в стержня (рис. 11, в). Модели сложной формы изготовляют разъемными (рис. 11, б) или со съемными частями, а вертикальные стенки их, перпендикулярные плоскости разъема, выполняют с наклоном, что позволяет вынимать модель без разрушения формы.

 

Размеры моделей больше детали на величину линейной усадки и припусков на механическую обработку.

 

Усадка (shrinkage) - уменьшение объема (объемная усадка) и линейных размеров (линейная усадка) отливки в процессе охлаждения металла от температуры заливки до нормальной температуры. Среднее значение линейной усадки составляет: для серого чугуна 1%, для стали 2%, для бронзы 1,25 ... 1,5%.

 

Размер припусков на обработку зависит от размеров и точности изготовления отливки, марки сплава, точности детали, расположение обрабатываемой части отливки в форме.

 

Формовые материалы, применяемые для изготовления разовых форм, должны иметь следующие свойства: пластичность, текучесть, прочность, газопроницаемость, податливость, огнеупорность, непригарнисть и минимальную газотвирнисть.

 

Пластичность (plasticity) - способность формовой смеси принимать форму, ей предоставляется, без разрушения и давать точные отпечатки модели при формировании.

 

Текучесть - способность зерен формовой смеси до взаимного перемещения под воздействием внешних сил.

 

Прочность (strength) - способность уплотненной смеси не разрушаться под давлением металла, заливаемого в форму, а также от толчков при составлении и транспортировке.

 

Газопроницаемость (permeability) - свойство формовой смеси пропускать с определенной скоростью газы.

 

Огнеупорность - способность смеси не плавиться и не размягчаться под воздействием расплавленного металла.

 

Непригарнисть (non-stickiness) - способность смеси не вступать в химическое взаимодействие с металлом, а не сплавляться с ним, не привариваться к поверхности отливки.

 

Податливость (pliability, compliance) - свойство смеси не оказывать большого сопротивления усадке металла при охлаждении отливки в форме.

 

Газотвирнисть - способность формовой смеси выделять газы при нагревании.

 

Кроме того, формовые смеси должны быть дешевые и сохранять свои свойства при многократном использовании.

 

Основными составляющими формовых и стержневых смесей является кварцевый песок, огнеупорная глина, вода и специальные добавки, к которым относятся скриплювачи (кроме глины), антипригарные добавки и добавки, повышающие податливость и газопроницаемость. Как скриплювачи применяются различные органические и неорганические вещества: масло и минеральное масло, различные смолы, сульфитно-спиртовая барда (продукт переработки отходов целлюлозно-бумажного производства), декстрин (химически обработанный крахмал) и жидкое стекло является быстротвердеющий скриплювачем.

 

Антипригарное добавками являются каменноугольный пыль и мазут для смесей, используемых для изготовления отливок из чугуна и сплавов из цветных металлов, а маршалит (кварцевая мука) - для отливок из стали.

 

Для повышения податливости и газопроницаемости применяют опилки и торф.

 

Литниковые системы (gating system) предназначены для заливки с определенной скоростью металла в форму, а в некоторых случаях - для питания отливки жидким металлом в процессе его кристаллизации.

 

Нормальная литниковая система состоит из литниковой чаши 16 (рис. 11), стойки 12 шлакоуловлювача 11 и питателей 10. Литниковая чаша - приемник струи металла, заливаемого в форму. Стояк - вертикальный канал, соединяющий литниковую чашу с другими элементами литниковой системы. Шлакоуловлювач предназначен для задержки неметаллических включений. При поворотах и ??потере скорости движения струи металла в шлакоуловлювачи шлак всплывает на поверхность, а чистый металл проходит в питатели и по ним непосредственно в форму.