Технология конструкционных материалов: Учебное пособие по дисциплине «Технологические процессы машиностроительного производства», страница 19

Блоки оболочек устанавливают в опоки или металлические макеты, литниковые воронки закрывают конусом 7 и опоки через приспособление 8 засыпают сухим песком 9. Подготовленные формы загружают в электрическую печь (рис. 10, е ), где выдерживают при температуре 850 — 1000°С 3 — 4 часа для прокаливания оболочек.

В процессе прокаливания происходит выгорание остатков модельного состава, повышение твердости и прочности оболочек, а микронеровности внутренней поверхности в них сглаживаются, чем достигается высокое качество поверхностей отливок. Прокаленные формы подаются на участок заливки, где в горячие оболочки ковшом 10 заливается расплавленный металл 11 (рис. 10, ж). Металл, кристаллизуясь в оболочке, образует блок отливок (рис. 10, з). После охлаждения металла до температуры 850—900°С оболочка разрушается, а металлический блок отливок поступает на обрубку литья. Отделенные от литникового стояка отливки подвергают очистке и контролю.

Технологические операции изготовления отливок литьем по выплавляемым моделям в большинстве случаев механизированы и автоматизированы. Так, на заводе сельскохозяйственных машин в городе Ростове в 1990 г. вступил в строй первый в Европе автоматизированный цех литья по выплавляемым моделям производительностью 5000 т годного литья в год.

3.5. ЛИТЬЕ В ОБОЛОЧКОВЫЕ ФОРМЫ

Литьем в оболочковые формы называется процесс получения отливок путем свободной заливки расплавленного металла в оболочковые формы из термореактивных смесей.

Литье в оболочковые формы обеспечивает получение отливок с точностью размеров по 12—14 квалитетам и шероховатостью поверхности по параметру Rz не более 40 мкм. Это позволяет часть поверхностей, образующих свободные размеры, не подвергать механической обработке. Способ позволяет изготавливать отливки массой до 300 кг практически из любых металлов и сплавов. Однако эффективным и экономически целесообразным является его применение для получения отливок из чугуна и стали массой до 50—80 кг. В производстве литье в оболочковые формы применяется для получения коленчатых валов двигателей тягачей, танков, мотоциклов, опорных и поддерживающих катков гусеничных машин, зубчатых колес и др. деталей.

Развитие и применение способа литья в оболочковые формы на машиностроительных заводах относится к cередине шестидесятых годов. В 1965 г. выпуск литья в оболочковые формы составил 900 т в год, а в 1973 г. данные способом получено 6000 т годного литья.

Ограниченное применение этого способа в литейном производстве частично объясняется сравнительно высокой стоимостью связующих, применяемых при изготовлении оболочек. Расход связующих составляет до 10% от массы смеси, идущей на приготовление оболочки.

Для приготовления оболочек чаще всего используются термореактивные смеси, состоящие из мелкозернистого кварцевого или магнезитового песка и связующего ПК104 (ГОСТ 13507—68), называемого пульвербакелитом. Пульвербакелит представляет собой смесь фенолформальдегидной смолы – 92,5% и уротропина (C6H12N4) — 7,5%.

Песок и пульвербакелит смешивают при температуре 25°С. Для обеспечения необходимой влажности смеси в нее вводят увлажнители и растворители. В качестве увлажнителей используют керосин и глицерин, добавляемые в количестве 0,2—0,5% от массы получаемой смеси. Растворителями служат ацетон, этиловый спирт, фурфурол, вводимые до 5% от общей массы смеси.

Фенолформальдегидная смола обладает следующими свойствами. При нагревании свыше 100—120°С смола расплавляется, образуя жидкую клейкую массу. По мере повышения температуры до 180 — 220°С смола твердеет и при дальнейшем нагреве в жидкое состояние не переходит. На свойстве смолы — переходить при нагревании из твердого в жидкое и снова в необратимое твердое состояние — основан способ получения оболочковых форм. В настоящее время на заводах промышленности применяется заменитель пульвербакелита крепитель ПС-1, который несколько дешевле пульвербакелита.