Покрытие изложницы теплоизоляционным слоем. Включают 'двигатель, приводят форму во вращение и с помощью совка засы­пают покрытие. Толщина теплоизолирующего слоя зависит от тол­щины стенки отливки втулки:

Толщина стенки втулки, мм До 10 10—15 15—20 Св. 20

Толщина теплоизолирующего слоя, мм 1,5 2,5 4,0 5

Присыпка должна быть хорошо просушена и просеяна через мел¹ кое сито (№ 0063; 005).

3. Заливка форм. Перед заливкой желоб нагревают и вводят в изложницу так, чтобы металл, заливаемый в желоб, не застывал.

f

)Келоб должен быть установлен по возможности низко, чтобы уменьшить высоту падения металла. Заливочный ковш следует футе­ровать по шаблону соответственно объему отливки. Этим обеспе­чивается приблизительное дозирование металла по объему. Металл не должен переливаться через край желоба. Продолжительность заливки 5—10 с для отливок массой до 10 кг, а для более крупных отливок не более 15 с. Температура чугуна при заливке в форму не должна быть чрезмерно высокой, так как это вызывает появление пригара, усадочной пористости и других дефектов в отливках. Ин­тервал между двумя заливками не должен превышать 6—8 мин.

4. Охлаждение и извлечение отливок из изложницы. После заливки медленно отодвигают желоб. Изложница вращается до тех пор, пока температура отливки не снизится до 700° С. Для ускорения

отделку осуществляют накаткой поверхности формы валиком (рис. 241, б).

Отливка втулок, колец, венцов из цветных сплавов. При центро­бежной отливке втулок, колец из медных сплавов применяют песча­ные и металлические формы. Металлические формы для крупных отливок часто охлаждают водой. Втулки средних размеров из мед­ных сплавов отливают в металлические формы без покрытий либо в формы, рабочая поверхность которых покрыта ацетиленовой ко­потью. Стальные формы для литья втулок из оловянных бронз рекомендуется натирать графитом или покрывать графитовой вод­ной краской. Форму перед заливкой нагревают до температуры не выше 250° С.

Втулки из оловянной бронзы лучше получать в стальных формах;

' втулки из высокосвинцовых бронз во избежание ликвации по плот­ности составляющих сплава обычно получают при медленном враще­нии формы и ее интенсивном охлаждении (литье намораживанием).

Металл в форму заливают плавной струей большого сечения, Для получения качественных отливбк важно выдерживать опреде­ленную температуру заливки. Практикой установлено, что оптималь­ная температура заливки бронзы Бр. АЖ9-4 около 1000° С; Бр. ОФЮ-1 1020—1050° С, Бр. АМцС58-2-2 около 1030° С.

Отливка биметаллических заготовок. Биметаллическое изделие состоит из двух сплавов: наружный или внутренний слой такого из делия изготовляют из специального сплава с требуемыми свойствами, а основную массу — из недефицитного сплава.

В машиностроении отливки из биметалла применяют в основно^- вместо дорогостоящей бронзы, что резко снижает расход бронз^- на единицу продукции, уменьшает стоимость изделий.

Биметаллические втулки и заготовки, имеющие форму тела вра щения, целесообразно получать центробежным способом лить тремя методами: 1) свободной заливкой расплава, образующег внутренний слой заготовки, в полость вращающейся твердой втулк (основы из другого сплава); 2) расплавлением твердой шихт внутри закрытой с торцов полости вращающейся втулки — основ' для образования внутреннего слоя заготовки; 3) последовательно заливкой двух расплавов, образующих наружный и внутренний ело заготовки.

При литье биметаллической втулки первым из указанны методов в качестве материала для основы втулки применяют стал (до 0,3% С), а для внутреннего слоя оловянную бронзу. Боле углеродистые и легированные стали не обеспечивают хорошег сцепления с бронзой. До заполнения втулки (основы) расплаво^- ее необходимо тщательно очистить от окалины, масла и других загрязнений.

При втором методе втулку изготовляют из стандартной трубы с последующей завальцовкой или приваркой донышек. Бронзу янутри втулки-заготовки можно плавить вне машины для центробеж­ного литья.

При получении биметаллических втулок третьим методом не­обходимо иметь два плавильных агрегата для расплавления стали и бронзы. Температура изложницы перед заливкой должна быть 150—200° С, окружная скорость изложницы 8 м/с.

Скорость подачи жидкой стали во вращающуюся изложницу 1 кг/с и бронзы 0,5 кг/с. Сначала заливают сталь, затем дается вы­держка 15—20 с (во время движения изложницы), после чего зали­вают бронзу — получается биметаллическая втулка.

Центробежное литье труб. Существует два способа центробеж­ного литья тр'уб: в металлические и в футерованные песчаные формы. Основным недостатком литья в металлические формы является то, что трубы отбеливаются, становятся хрупкими и поэтому их необхо­димо отжигать. При литье в песчаные формы снижается производи­тельность процесса, так как необходимо приготовлять формовочную смесь, уплотнять ее, кроме того, осуществлять выбивные и очистные работы, использовать соответствующее дополнительное оборудова­ние. Большое распространение нашел первый способ литья труб.

На рис. 242 показана роликовая центробежная машина для литья чугунных труб в металлические формы конструкции ВНИИЛИТМАШа. Машина имеет подвижную изложницу, а зали­вочный желоб и клещи для извлечения отливок неподвижные. Из­ложницу можно охлаждать обрызгиванием и в ванне с водой.

Изложница 1 представляет собой гладкий цилиндр с раструбом на одном конце, который устанавливают на четырех роликах.' Для фиксации изложницы в осевом направлении на нее надевают кольцо, упирающееся в ролики 2. В раструбном конце изложницы закрепляют шкив клиноременной передачи и вставляют патрон с песчаным стержнем для образования кольцевого паза в раструбной части трубы. В хвостовой части изложницы закрепляют втулку, ограничивающую длину отливаемой трубы. Изложница вращается от электродвигателя 3 постоянного тока.

На машине можно отливать трубы различного диаметра. Поло­жение оси изложницы остается постоянным, а регулируется поло­жение опорных роликов 4, установленных на поворотных кронштей­нах, закрепленных упорными болтами 5. Изложница с опорными роликами и системой охлаждения находится в жестком массивном корпусе 6, который опирается на направляющие станины четырьмя роликами. Корпус изложницы перемещается гидроцилиндром 7.

Заливочное устройство состоит из мерного ковша 8 и желоба 9. Мерный ковш выложен огнеупорным составом. Ковш поворачивается гидроцилиндром через реечную передачу.

Механизм для извлечения трубы из изложницы состоит из кле­щей, которые захватывают трубу изнутри и удерживают ее на месте, в то время как изложница перемещается, освобождая трубу.

Трубы, отлитые в металлические формы, имеют поверхностный отбел (НВ 580—640) и поэтому подвергаются отжигу. Отжиг осу­ществляют при 950—960° С и выдержке 50 мин. Для труб небольших размеров (диаметром 80—150 мм) выдержка составляет 30 мин.

424

После термической обработки и очистки от окалины трубы асфаль­тируют в ваннах. Температура труб при опускании в ванну при­мерно 150° С. Асфальтированные трубы подвергают гидроиспыта- нию.

Центробежная отливка чугунных труб в футерованные излож­ницы производится на тех же машинах, что и в металлических из­ложницах без покрытий. В качестве теплоизолирующих покрытий применяют сухие сыпучие материалы без связующего или с добавкой порошкообразного связующего, жидкие водные суспензии различ­ного состава и водные растворы. Сухие покрытия наносят с помощью

ность размеров рабочей полости пресс-формы обеспечивают получе- ние точных отливок с чистой поверхностью, практически не требую- щих дальнейшей механической обработки, а высокое давление на жидкий металл значительно увеличивает заполняемость формы' Для литья под давлением применяют специальные машины. На рис. 244 приведена схема машины литья под давлением с гори- зонтальной холодной камерой прессования. Пресс-форму для литья под давлением, состоящую из подвижной и неподвижной частей, закрепляют соответственно на подвижной 2 и неподвижной 4 пли- тах специальными болтами или скобами. Правильность установки

и поршень (см. рис. 244) вытесняет жидкий металл в полость формы (рис. 245, б).

После заливки металл выдерживается несколько секунд, затем пресс-форма раскрывается и из нее выталкиваются отливки (рис. 245, в и г). Готовые отливки с литниками транспортируют

в очистное отделение.

Литье под давлением является наиболее прогрессивным способом изготовления отливок из цветных сплавов (цинковых, алюминиевых, магниевых, латуни), в последнее время широко применяется в точ­ном приборостроении, автомобильной, тракторной, электротехни­ческой и других отраслях промышленности.

зовая пористость в отливках, ограниченная номенклатура сплавов, а также ограничения размеров и массы отливок мощностью литей- ной машины.

При литье под давлением пресс-форма быстро отводит теплоту

от небольшой массы отливки. Отливка охлаждается очень быстро, структура ее получается мелкозернистой, механические свойства более высокими. Однако литье под давлением имеет ряд особенно-

стей. В процессе заполнения вместе с жидким металлом в форму

попадает воздух, который затем образует в отливке газовую пори-

стость, что во многих случаях затрудняет механическую, а такж

и термическую обработку от- ливок.

Чтобы уменьшить порис

тость отливок, применяют ва куумирование полости пресс

формы. Последнее позволя

пол) чать отливки со стенкам"

толщиной на 30% меньше п'

сравнению с обычным литье

под давлением, улучшает по

верхность отливки. Однак

вакуумирование пресс-форм"

усложняет машину, нескол"

ко снижает ее производитель ность.

Применяют несколько спо

собов вакуумирования поло сти пресс-формы. Один из спо собов представлен на рис. 246

На подвижной плите 1 машины с горизонтальной камерой пре сования крепят вакуумную камеру, состоящую из плиты 2, кож

хов 3 и 4, неподвижной плиты 6, расположенной на неподвижно

плите 7. Внутри кожухов 4 и 3 находится пресс-форма, состоящая из двух полуформ: неподвижной 11 и подвижной 12, плит толка- телей 14 и 15. Камера прессования 8 имеет канал, соединяющий ее с вакуум-проводом 5, и сменную втулку 10. При закрытии пресс- формы уплотнения 16 и упоры 13 обеспечивают герметичность вакуумной камеры.

/ После заливки жидкого металла поворотной муфтой 9 закры­вается заливочное окно камеры и она электромагнитным золотни­ком соединяется вакуум-проводом 5 с насосом. В камере создается требуемое разрежение, одновременно осуществляется запрессовка жидкого металла в пресс-форму.

Для повышения плотности отливки, уменьшения газовоздушной пористости применяют также специальные режимы технологиче­ского процесса, при которых осуществляется передача статического давления на металл от момента окончательного заполнения формы до полного затвердевания отливки (литье с подпрессовкой). Такое

воздействие на отливку, в известной мере, имеет место и при обычных режимах литья, но оно весьма кратковременно вследствие быстрого затвердевания питателя. Поэтому важным условием осуществления подпрессовки является создание таких тепловых условий затверде­вания металла в форме, при которых металл в питателе и камере прессования будет затвердевать более продолжительное время, чем в отливке. Это позволяет передать давление от прессующего поршня на затвердевающую отливку и осуществить ее питание жидким ме­таллом, резко уменьшить объем газовоздушных пор, повысить плотность отливки.

5000 кгс/см². Это позволяет получать отливки повышенной пл

ности, с минимальным объемом газовоздушной и усадочной пори- стости и значительно расширить'" область применения литья под давлением для изготовления отливок ответственного назна- чения.

Вследствие высокой стоимости пресс-формы литье под давлением экономически выгодно в условиях массового и крупносерийного производства. Однако в последнее время разработаны конструкции нормализованных форм и универсальных сборных форм (УСФ). Система УСФ позволяет при небольшом числе применяемых норма-

лизованных узлов и деталей пресс- форм получать разнообразные кон- струкции форм с плитами различ- ной высоты и системами выталкива- ния (до 5000вариантов). В этом слу- чае для изготовления пресс-формы необходимо изготовить только ра- бочие вкладыши, оформляющие от- ливку, что позволяет расширить область применения литья под дав- лением и сделать экономичным изготовление небольших серий от- ливок.

Литье под низким давлением

является дальнейшим развитием получения отливок на машинах литья под давлением компрессор- ного типа. Сущность этого способа (рис. 248) состоит в том, что жид- кий металл из раздаточной печи /

Рис. 248. Схема установки литья под давлением воздуха или газа под низким давлением поднимается по опущенной в рас-

плав трубке — металлопроводу 4 в форму 5, обычно металлическую, установленную на крышке 3 печи и имеющую стержень 6. После затвердевания отливки давле­ние в тигле 2 уменьшают, выпуская газ из установки в атмо­сферу. Остатки жидкого металла из металлопровода сливаются в тигель.

При этом способе литья значительно сокращается расход ме­талла на литниковые системы, благодаря чему возрастает выход годного.

Для литья под низким давлением можно использовать и обычные песчаные формы. Комбинированные формы — металли­ческие с песчаными стержнями применяют главным образом для получения крупногабаритных тонкостенных деталей из алюминие­вых и магниевых сплавов, металлические формы — для фасонных отливок из алюминиевых сплавов АЛ4, АЛ9, а также массивных отливок из медных сплавов и стали.

§ 2. Пресс-формы

щие полость в отливке, устанавливают в матрице и закрепляют вкл дыш 1, вставку 2, стержень 3 подкладной плитой 24.

Рабочую часть пуансона выполняют в виде вкладыша 16, уста- навливаемого в плите 19 Для направления струи металла служит рассекатель 5. В местах расположения отверстий под направляю- ? щие колонны 20 матриц ставят сменные направляющие втулки 18. } Стержни 15, рабочая часть которых перпендикулярна плоскости а разъема формы, закрепляют в ней неподвижно. В пресс-формах ^:: часто используют подвижные, а также и отъемные стержни, для > удаления их иногда применяют специальные механизмы — при- ¹ воды.

Вкладыши, стержни и вставки крепят на плите пуансона под- - кладной плитой 17, плиты пуансона и подкладную — болтами 14 I к постаменту, состоящему из стоек 13 и плиты 7.

Отливка из подвижной части формы удаляется выталкивателями ^! 6. Торцы выталкивателей устанавливают на 0,3—0,5 мм выше или _; ниже оформляющей поверхности пресс-формы. Выталкиватели 6 закрепляют в плитах 10 и 11, соединенных болтами 8 с приводом. ' Выталкиватели устанавливают в положение, которое они должны занимать при закрытой пресс-форме, контрвыталкивателями 12, а для удержания их при запрессовке металла в пресс-форму преду­смотрены упоры 9. Размеры рабочих поверхностей пресс-формы должны быть в пределах 3-го класса точности, а посадочные размеры сопрягаемых частей 2—3-го классов точности. Обычно основные элементы пресс-формы: плиты пуансона и матрицы, плиты толка­телей, сами толкатели, стержни, рассекатели и т. д. нормализованы, а вкладыши матрицы и пуансона делают сменными.

Для повышения стойкости пресс-формы предусмотрено охлаж­дение ее рабочей поверхности воздухом, а стенок — водой, циркули­рующей по каналам внутри стенок.

§ 3. Машины

Литье под давлением осуществляется на машинах с горячей и холодной камерами прессования.

Машины с горячей камерой прессования (рис. 250) применяют для легкоплавких сплавов на основе цинка, свинца, олова. Камера прессования 1 находится непосредственно в тигле 2 с жидким ме- ■ таллом и сообщается с ним отверстием 3, через которое поступает металл. При движении поршня 4 вниз отверстие 3 перекрывается, и жидкий металл по обогреваемому каналу 5 поступает в полость формы 6. После затвердевания отливки поршень возвращается в ис­ходное положение и остатки жидкого металла из канала 5 сливаются в камеру прессования. Пресс-форма раскрывается, отливка удаля­ется из нее, после чего пресс-форма закрывается и цикл повторяется.

Машины с горячей камерой прессования имеют недостаток: некоторые рабочие органы машины (поршень, камера прессования) постоянно находятся в расплаве и поэтому быстро выходят из строя- ^

По этой же причине на таких машинах нельзя применять высокие давления прессования.

Машины с холодной камерой прессования применяют в основном для литья сплавов алюминия, меди и магния. Расплавленный металл обычно подается из печи в прессовый стакан мерным ковшом вручную или специальными автоматическими устройствами. Ка- меру прессования устанавливают так, что прессующий поршень может перемещаться или вертикально, или горизонтально. Соответ- ственно различают и машины с вертикальной или горизонтальной

камерами прессования. В по- следнее время преимущественно выпускают машины с горизон- тальной камерой прессования, так как на них можно развивать большие усилия прессования.

В современных машинах с холодной камерой прессования при литье алюминиевых и мед- ных сплавов давление обычно достигает 300—1500 кгс/см².

Высокие давления прессования порядка 2000 кгс/см² характерны для современных машин с хо- лодными камерами. Схема ма- шины с горизонтальной камерой прессования приведена на рис.

244. На рис. 251 показана схема работы машины с вертикальной холодной камерой прессования.

Расплавленный металл подается в камеру прессования 2 и порш- нем / через мундштук 5 — в

пресс-форму, состоящую из подвижной половины 7 и непод­вижной 6. Остаток металла 8 из камеры 2 выталкивается нижним поршнем 3 с пружиной 4. Готовая отливка 9 вместе с литни­ками вынимается из подвижной части 7 пресс-формы. В промыш­ленности используют машины с холодной горизонтальной камерой прессования моделей: 515 (130), 516 (600), 517 (1000) и др. (в скоб­ках указаны запирающие усилия в тоннах — силах).

В текущей пятилетке Тираспольским заводом «Литмаш» освоен выпуск новой гаммы машины для литья под давлением, включающей 17 модификаций машин: шести базовых с холодной горизонтальной камерой прессования, пяти модификаций машин с вертикальной камерой прессования, предназначенных для замены устаревших машин подобного типа, но таких, на которых сохранилось много годных пресс-форм, и шести машин с горячей камерой прессования. Технические характеристики некоторых машин этой гаммы приве­дены в табл. 67.

Современные машины для литья под давлением алюминиевы сплавов оборудованы автоматическими заливочными устройствами плавильными печами с регулированием температуры сплава в раз даточной печи и автоматической подачей порции сплава в форму

торов такого типа конструкции НИИТАВТОПРОМа представлена на рис. 252. Электропечь сопротивления 1 с нагревателями 2 герме­тически закрывается крышкой 3. Жидкий металл 4 заливается в до­затор через окно 5, которое герметически закрывается крышкой 6. Для выдачи дозы жидкого металла внутрь дозатора через клапан 7 подается сжатый воздух под таким давлением, чтобы жидкий ме­талл поднялся до сливного насадка 8, замыкающего электроконтакт 9 и подающего сигнал на открытие клапана 10, через который в до­затор поступает дополнительное количество воздуха при опреде­ленном давлении. При этом порция металла вытекает через наса­док 8 в камеру прессования 11. Точность выдачи дозы ±5%.

Температурные режимы литья назначают в соответствии с родом заливаемого сплава, конфигурацией отливки. Температура нагрева пресс-формы перед заливкой сплавов: цинковых 120—160° С; алю­миниевых 180—250° С; латуней 280—320° С. При литье на машинах с холодной камерой прессования температуру сплава перед заливкой принимают на 10—20° С выше температуры ликвидуса сплава.

Глава IV

воскообразных веществ

2. тугоплавкие на основ

пластмасс; 3) растворимые

Легкоплавки

воскообразные составы применяют для изготовле- ния моделей мелких отли- вок средней сложности по 5—7-му классам точности. Обычно эти составы приго- товляют из парафина и стеарина (составы ПС). Чаще употребляют состав ПС50-50 (50% парафина и

50 % стеарина), реже ПС30-70. Недостатками

этих составов является низкая температура раз- мягчения (54—55° С), не- высокая прочность и боль- шая нестабильная усадка* Гораздо лучшими свойст- вами обладает четырехком- понентный состав Р-3, со- держащий кроме парафина церезин, буроугольный

воск, кубовый остаток. Этот состав обладает повышен-

Рис. 256. Термостат' с водяным обогревом ной прочностью и тепло- стойкостью.

Тугоплавкие модельные составы применяют для изго­товления моделей тонкостенных и крупногабаритных отливок с по­вышенными требованиями к точности и чистоте поверхности. Наи­более распространенным для этих моделей является состав КПсЦ 50- 30-20 (50% канифоли, 30% полистирола, 20% церезина), однако этот состав имеет недостатки: невысокую жидкотекучесть, слож­ность приготовления.

Растворимые модельные составы обычно приготовляют на основе технической мочевины с добавкой в качестве пластифика­тора 2% борной кислоты. Наиболее часто применяют жидкий со­

став КбБк 98-2 (98% карбамида и 2% борной кислоты). Не- достатком этих модельных составов является высокая гигро- скопичность, для уменьшения которой вводят до 10% нитрата калия.

Приготовление модельных составов. Технология приготовления модельного состава зависит от входящих в него компонентов. Сте- пень механизации этого процесса зависит от характера и объема

производства.

Чаще всего применяют термостаты и раз- личные специальные установки конструкции ВНИИЛИТМАШа и НИИТАВТОПРОМа.

Парафино-стеариновые модельные составы приготовляют в термостатах с водяным обо- гревом (рис. 256). Рабочий бак 1 находится в резервуаре 2, заполненном теплопередаю- щей жидкостью (водой, глицерином и т. д.).

Глицериновую жидкость применяют в тех случаях, когда температура приготовления модельного состава превышает 90° С. Боко- вая поверхность и дно резервуара обогревают- ся электрической нихромовой спиралью 3.

В рабочий бак вмонтированы обогреваемый кран 4 для выпуска готового модельного со- става и обогреваемый кран 5 для спуска осевшего на дно загрязненного модельного состава. Через кран 6 осуществляется слив теплопередающей жидкости.

Температура расплавленного модельного состава и теплопередающей жидкости кон- тролируется двумя термометрами 7, установ- ленными в крышке 8 рабочего бака. Емкость бака определяется потребностью цеха в мо- дельном составе.

Технологический процесс приготовления модельного состава зависит от входящих в него компонентов. Например, парафино-стеа­риновые составы (ПС50-50 и ПС70-30) приготовляют следующим образом. Перед загрузкой в агрегат куски исходных материалов очищают от механических загрязнений. Плитки стеарина и пара­фина раздробляют, отвешивают требуемое количество и загру­жают в бак агрегата. Расплавленный до 80—85° С модельный состав перемешивают и затем выдерживают в течение 15—20 мин для осаждения попавших загрязнений. Расплавленную массу подают в мешалку, где состав охлаждается до пастообразного состояния и насыщается воздухом, что необходимо для уменьшения усадки модельного состава. Готовый состав подается в сборник, откуда поступает на участок изготовления моделей.

Выплавляемые модели изготовляют в пресс-формах, которые заполняют модельным составом. Заполненйе осуществляют свобод-

ной заливкой расплавленной массы, запрессовкой в пастообразном состоянии, заливкой и запрессовкой под высоким давлением.

товление пасты из жидког

расплава и запрессовка мо

дельной массы в пресс-форм^-

производятся автоматически.

Перед запрессовкой легко­плавкой массы пресс-формы очищают, а затем смазывают и собирают. В качестве смаз­ки используют трансформа­торное масло или касторовое масло, смешанное с этиловым спиртом в соотношении 1:1.

В условиях поточко-мас- сового производства приме­няют установки (рис. 258), на которых все операции, начи­ная от приготовления модель­ных составов до заполнения формы и изготовления моде­ли, выполняются автомати­чески. Модельный состав /, находящийся в баке на труб-

ках 2, обогреваемых горячей водой, плавится и через трубу 3 стекает в бак 4, откуда насосом 5 перекачивается в бак 6. Отмеренное количество модельного состава переливается в бак 9 при закрытом клапане 7. Вентиль 8 предназначен для слива модельной массы. В баке 9 приготовляется модельный состав необ­ходимой температуры и консистенции и перекачивается в раздаточ­ный бак, откуда насосом 10 подается к прессу 11 для запрессовки в пресс-формы 12, установленные на карусели. Пресс-формы охлаж-

Способ этот малопроизводительный и не обеспечивает надежного соединения, применяется для сборки моделей мелких сложных отливок или крупных.

В массовом и автоматизированном производстве модели отливок и элементов литниковой системы выполняют заодно, в одной пресс- форме, получая модельное звено. В этом случае блок моделей соби­рается из отдельных модельных звеньев на специальных каркасах (рис. 260). Внутри трубки 6 находится стержень 4 с пружиной 5. Стержень втягивается пружиной в трубку. Перед сборкой на метал­лическую трубку 9 надевают каркас, а затем модель воронки 8, звенья моделей 7 и кольцо из модельного состава.

После сборки всех модельных звеньев нажимают на каркас, при этом сжимается пружина и стержень с поперечной шпилькой 2 выходит из трубы. На стержень надевают металлический колпачок 1, покрытый модельным составом 3, поворачивают его на 90°, пружина освобождается, шпилька заходит в низ колпачка, а звенья моделей плотно соединяются в единый блок. На этот блок затем наносят огнеупорную обмазку.

§ 3. Изготовление литейной формы

Процесс изготовления формы по выплавляемым моделям вклю­чает подготовку материалов, формование керамической огнеупорной оболочки на поверхности модели, удаление модели из оболочки, фор­мовку в наполнителе и прокалку формы.

Керамическая огнеупорная оболочка должна быть достаточно прочной, податливой, газопроницаемой, химически инертной по отношению к металлу, легко разрушаться после охлаждения от­ливки.

Для изготовления оболочки в качестве огнеупорных материалов применяют пылевидный кварц КП-1, КП-2 (естественный и искус­ственный), электрокорунд, силиманит и т. д., а также кварцевые пески. Пылевидные огнеупорные материалы применяют для приго­товления жидкой формовочной смеси — огнеупорной суспензии, а пески —для обсыпки каждого слоя огнеупорного покрытия.

В качестве связующего применяют гидролизованный раствор этилсиликата. Этилсиликат — сложное химическое соединение, основой которого является эфир ортокремниевой кислоты, содержа­щий 28—45% Si0₂.

Подготовка исходных материалов. Пылевидный кварц и кварце­вый песок перед употреблением тщательно промывают водой с целью удаления глинистых составляющих, а затем прокаливают при 950° С в течение 3 ч.

Для сообщения этилсиликату (C₂H.jO)₄Si вяжущих свойств осуществляют операцию гидролиза этилсиликата. В качестве рас­творителя применяют технический ацетон, эфироальдегидную фрак­цию (ЭАФ) или этиловый спирт С₂Н₅ОН, в качестве катализатора соляную кислоту. Гидролизованный раствор этилсиликата пригО'

товляется в гидролизерах — пропеллерных мешалках. Гидролизер состоит из двух резервуаров-баков, вставленных один в другой. Внутренний резервуар служит для смешивания в нем этилсиликата и спирта, наружный — для охлаждения водой, так как при реакции гидролиза этилсиликата выделяется теплота.

Гидролиз этилсиликата осуществляется следующим образом. В гидролизер наливают растворитель и воду, подкисленную соля­ной кислотой, и перемешивают в течение 1—2 мин. Затем, продол­жая перемешивание, постепенно вливают этилсиликат. Перемеши­вание продолжают до тех пор, пока раствор не остынет. Для окон­чания процесса гидролиза раствор выдерживают от 2 до 18 ч. В про­цессе гидролиза протекает реакция

(C₂H₅0)₄ Si + 4Н₂0 -v 4С₂Н₅ОН + H₂Si0₄

Образовавшийся в результате реакции гель ортокремниевой кислоты H₂SiO_, и является связующим. Этот способ гидролиза этилсиликата называют раздельным, так как огнеупорный материал (пылевидный кварц) для приготовления огнеупорной суспензии добавляют после окончания реакции гидролиза.

Применяют также и совмещенный способ гидролиза. В отличие от раздельного способа при совмещенном способе гидро­лиза огнеупорный материал загружают в гидролизер до начала реакции гидролиза. Для получения 1 кг раствора берут 600 г этил­силиката, 300 г спирта этилового, 100 г воды, содержащей 0,3—0,7% соляной кислоты. Количество пылевидного кварца колеблется от 70 до 75% массы раствора в зависимости от конфигурации и раз­меров моделей. В гидролизер заливают этилсиликат и раствори­тель, перемешивают в течение 1—2 мин. Затем постепенно засыпают ²/з расчетного количества пылевидного кварца и перемешивают еще 2—3 мин. После этого добавляют воду, подкисленную соляной и серной кислотами. Перемешивание продолжают до момента охла­ждения приготовленной суспензии. Реакция гидролиза при совме­щенном способе протекает быстрее, поэтому выдержки раствора после гидролиза не делают. Оболочки, изготовленные при совме­щенном способе гидролиза имеют более высокую прочность, чем при раздельном способе.

Огнеупорную суспензию приготовляют в мешалке (рис. 261). При раздельном способе гидролиза в бак мешалки загружается пылевидный кварц и добавляется связующее — гидролизованный раствор этилсиликата. Смесь перемешивается до полного удаления пузырьков воздуха. После этого проверяется вязкость состава, которая должна быть в пределах 30—50 с по вискозиметру ВЗ-4.

Покрытия на модели обычно наносят при окунании их в огне­упорную суспензию. Модельный блок 1, 2 или 3 раза погружают в огнеупорную суспензию с выдержкой на воздухе после каждого погружения в течение 10—20 с. После окунания модельный блок- «елка» обсыпается песком 1К016 на специальной установке (рис. 262). Затем модельные блоки-«елки» высушиваются в специаль­

ных шкафах. При сушке «елок» на воздухе (18—20° С) их выдержи­вают 4—6 ч, при сушке в среде аммиака до 2 ч. Для второго и третьего слоев оболочки лучше применять песок 1К04. В некоторых случаях с целью экономии дорогого покрытия на основе этилсиликата для второго и третьего слоев применяют огнеупорную суспензию с жид­ким стеклом в качестве связующего.

После нанесения на блок выплавляемых моделей огнеупорного покрытия (2—3 слоя, в некоторых случаях и 5 слоев) производится

Лочкй снова опускаются в воду на 8—10 мин. После этого модель- ный состав из оболочки выливается в воду и полость оболочки про- мывается водой. На этом процесс удаления модельного состава заканчивается. На такой установке выплавляется до 50 модельных блоков в час.

После удаления из блока легкоплавкого модельного состава приступают к изготовлению формы. Оболочки формуют в опоке

из жаростойкой стали; из бункера насыпают наполни- тель — сухой кварцевый пе- сок и его уплотняют, а затем форму прокаливают в элек- трических или газовых печах.

Формы нагревают до 850—

900° С и выдерживают при этой температуре не менее 2 ч.

Опоки устанавливают литни- ковой чашей вверх и закры- вают специальной крышкой.

/

мелкую дробь (размером не более 0,3 мм), чтобы не исказить конфи­гурацию отливок.

Для очистки отливок от керамической оболочки широко-исполь­зуют выщелачивание: в нагретую до 140° С ванну с 50%-ным раст­вором КОН погружают детали в специальных корзинах; керами­ческая оболочка, взаимодействуя со щелочью, разрушается.

. Остатки литников зачищают на наждачных станках или зачист- ных полуавтоматах.

На многих передовых заводах успешно работают автоматизи­рованные комплексы для изготовления отливок по выплавляемым моделям, обеспечивающие высокую производительность труда, хорошее качество отливок.

В Директивах XXIV съезда КПСС по 9-му пятилетнему плану предусматривается дальнейшее развитие этого Прогрессивного спо­соба получения отливок, постоянное расширение области его приме­нения для различных отраслей промышленности. Это еще раз под­черкивает большое будущее литейного производства как одной из баз современного машиностроения.

Глава V литье в оболочковые формы

§ 1. Общие сведения

Литье в оболочковые формы является одним из технологических процессов, обеспечивающих получение отливок с чистой и гладкой поверхностью (4—5-му классам чистоты по ГОСТ 2789—59), с повы­шенной до 5—8-го классов точностью размеров. Оболочковые формы изготовляют из формовочных смесей с термореактивными связую­щими по нагретым (металлическим) моделям.

При изготовлении оболочковых форм (рис. 265) металлическая плита 1 с моделями нагревается до 200—300° С, покрывается разде­лительной смесью для устранения прилипаемости к ней формовочной смеси и закрепляется на бункере .2 (рис. 265, а). Бункер с формовоч­ной смесью поворачивают на 180° (рис. 265, б), и песчано-смоляная смесь насыпается на горячую плиту и выдерживается в течение 15—20 с. При этом частички смолы, входящие в состав смеси, рас­плавляются и связывают песчинки между собой. На поверхности моделей и модельной плиты образуется оболочка 3, состоящая из смеси песка и смолы.

По истечении указанного времени бункер возвращается в исход­ное положение (рис. 265, в). Смесь, не приставшая к модели, ссы­пается в бункер. Плита с образовавшейся оболочкой снимается с бункера и помещается в печь 4 для спекания оболочки при 230— 400° С. В течение 30—300 с происходит окончательное твердение (полимеризация) связующего, которое прочно скрепляет песчинки оболочки. \

Затвердевшая оболочка снимается с плиты толкателями. Готовые оболочковые полуформы спариваются (склеиваются) или скрепля­ются или же засыпаются в опоках-контейнерах песком или металли­ческой дробью. Формы заливают обычным способом.

Наряду с преимуществами: повышенной чистотой поверхности, точностью, меньшими в 2 раза припусками на обработку, малым расходом формовочной смеси процесс обладает и недостатками: значительной стоимостью формовочных смесей и высокой газотвор-

лочки. Наилучшим материалом для изготовления моделей является перлитный серый чугун. Толщина стенок моделей должна быть не менее 12 мм, плит 15—20 мм. Выступающие части модели, подвергаю­щиеся быстрому охлаждению, делают сплошными. Для предохра­нения моделей и модельных плит от деформации предусматривают ребра жесткости, толщина ребер составляет 70—100% толщины стенок модели.

Для того чтобы оболочка хорошо снималась с плиты, рекоменду­ется делать литейные уклоны: вертикальных стенок моделей и стерж­невых ящиков 0,5—1°, знаковых частей моделей, элементов литни­ковой системы и стержневых ящиков 2—5°. Поверхность модели изготовляют на 2 класса чистоты выше, чем поверхность отливки.

Песчано-смоляные смеси приготовляют в лопаточных, шнековых’ и других смесителях. Сухой песок перемешивается в смесителс;- в течение 3—5 мин с увлажнителем, а затем вводится связующее — пульвербакелит. Песок перемешивается со связующим 5—8 мин. Для приготовления плакированных смесей применяют шнековые смесители.

По команде модельная плита поворачивается на 360° пневмо- цилиндром и реечным механизмом, при этом опрокидывается бункер с песчано-смоляной смесью. Реле времени отсчитывает выдержку на формирование оболочки, затем подается команда на возвращение модельной плиты в исходное положение. Модельная плита с образо- вавшейся оболочкой накрывается колпачковой печью. После за- твердевания оболочки автоматически осуществляется ее съем, подъем колпачковой печи и передвижение тележек 8 и 9 на вто-

рую позицию. На второй позиции цикл изготовления оболочки по- вторяется.

Автомат обслуживает один опе- ратор. Производительность авто- мата 50—60 съемов в час при тол- щине оболочки 10—12 мм.

Изготовление оболочковых стержней. Высокая чистота поверх- ности отливок, которая обеспечи- вается оболочковыми стержнями, Во многих случаях устраняет ме- ханическую обработку внутренних полостей или значительно умень- шает припуски на механическую обработку.

Оболочковые стержни изготов- ляют в металлических ящиках различными способами: 1) насып- ным, применяемым при ручном и механизированном изготовлении

стержней; 2) пескодувным; 3) цен- для изготовления оболочковых У ,

стержней -тробежным. Первый способ ана-

' логичен способу получения полу- форм, но вместо модельной плиты на бункер 1 устанавливается стержневой ящик 2 (рис. 268). Насыпной способ изготовления обо­лочковых стержней применяют на стержневых машинах с поворот­ным бункером. Более сложные оболочковые стержни изготовляют пескодувным способом на специальной установке.

Песчано-смоляная смесь поступает в воронку 1 (рис. 269), из которой через отверстие шибера подается в дозатор 2. Другой шибер, находящийся в основании дозатора, открывается, чтобы выдать смесь в головку 3. Работой обоих шиберов управляет пневмоцилиндр

2. Из головки 3 смесь поступает через отверстие, перекрываемое шибером 5, и муфту 6 в ящик 7 под действием сжатого воздуха. Одна половина ящика закреплена на плите машины, другая может двигаться по направляющим. Ящик нагревается встроенными элек­тронагревателями. Шибер 5 имеет два отверстия и передвигается пневмоцилиндром 8. Одно из отверстий шибера открывает выход из головки 3, а другое — отверстие трубы 9, через которое специаль­

ной вакуумной системой высасывается излишек смеси из полости ящика после надува. При необходимости удаления излишка смеси в стенке ящика открывается отверстие с помощью системы рычагов и цилиндра 10. Излишек смеси возвращается в воронку для повтор­ного использования.

" Центробежным способом изготовляют цилиндрические оболочко­вые стержни. Для этой цели используют специальные стержневые машины (рис. 270). Оболочковый стержень формируется во вращаю­щемся ящике /. Вращение ящику передается от электродвигателя 2, через клиноременную передачу 3 и полый вал 5. Ящик нагревается в электропечи 6.

альных машинах. На практике распространены штырьевые машины с пневматическим зажимом оболочек и ручным нанесением клеящего вещества по разъему формы.

На рис. 272 приведена установка для склеивания оболочковых полуформ. Размеры оболочковых форм 450 X 500 мм, производитель­ность установки 45 форм в час. Склеенные полуформы 1 перед залив­кой устанавливают в специальные контейнеры 2 (металлические ящики) и засыпаются опорным материалом 3, чтобы при заливке форма не разрушалась (рис. 273). При применении в качестве опор­ного материала обычной формовочной смеси вместо контейнеров используют опоки.

Глава VI различные виды литья

Увеличение выхода годного литья за счет уменьшения расхода металла на прибыльные и донные части слитков.

Уменьшение расходов на изготовление изложниц.