Теория и технология литейного производства: Учебное пособие, страница 123

5.4.3. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ФОРМ ЗАМОРАЖИВАНИЕМ

Этот метод обеспечивает получение бездефектных отливок в формах, изготовленных из смесей, основным связующим которых является вода. Для приобретения формовочной смесью необходи­мой прочности следует обеспечивать быстрое замораживание форм, которое может осуществляться двумя способами — после снятия формы с модели и до снятия с модели. Реализация перво­го способа требует обязательного введения в состав смеси допол­нительно глинистого связующего материала, обеспечивающего

необходимую для снятия без разрушений формы с модели проч­ность. При изготовлении форм по второму способу отсутствует необходимость в глинистом связующем. Смесь предварительно охлаждают перед подачей в опоку, а холод подводят через мо­дельную оснастку, которую также предварительно охлаждают до температуры (-3)-(-5) °С. Существенным недостатком второго ме­тода изготовления замороженных форм является необходимость в использовании более сложной модельной оснастки, которая должна обеспечивать подачу хладоносителя в смесь.

На рис.5.41 представлена схема изготовления форм, снятых с модельных плит, замораживанием. Жидкий азот (хладоноси- тель) из изотермической передвижной емкости 1 через металло- рукав 2 подают в теплоизолированный бак 3. Через загрузочное окно 5 форма 4, снятая с модели, погружается в жидкий азот, образующиеся при этом холодные пары азота вентилятором 6 по­даются к стеллажу для собранных форм 7, обеспечивая тем са­мым поддерживание режима их замораживания.

Для изготовления замороженных форм, не снимая их с мо­дельной плиты (рис.5.42), применяется пустотелая, облицованная внутри теплоизоляцией плита, вертикальные каналы в которой сопряжены с каналами модели 9. Процесс формовки осуществля­ется следующим образом. На предварительно охлажденную мо­дельную плиту через прокладки 2 устанавливают опоку 3, кото­рую заполняют увлажненной песчаной массой 4 (влажность 4- 6%). Затем к опоке через прокладки прижимают коллектор 5 и открывают вентиль 10. Под действием атмосферного давления сжиженный газ емкости 11 через отверстия — каналы в плите и модели поступает к поверхности формовочной смеси, где испаря-

ется. Образовавшиеся холодные пары под действием вакуума, созданного при открытии вентиля 6, вакуумным насосом 7 в по­лости коллектора и через венты 8 в объеме смеси фильтруются через нее, способствуя тем самым замораживанию формы. Темпе­ратура охлаждения формы достигает (-40)-(-50) °С, а прочность ее при этом находится в пределах 1-2 МПа.

Газопроницаемость замороженных форм на 20-30% выше, чем сырых, поэтому можно применять более мелкозернистые пески и тем самым улучшать чистоту поверхности отливок. В связи с этим качество поверхности и точность отливок, получен­ных в замороженных формах, выше, чем у отливок, полученных в сырых песчано-глинистых формах. Однако высокая энергоем­кость, сложность оснастки и оборудования, а также дефицитность хладоагента ограничивают области и масштабы использования метода изготовления форм замораживанием.

5.5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ МАШИННОЙ ФОРМОВКИ

При изготовлении форм вручную процесс формовки вклю­чает около 100 различных операций. Использование же совре­менных формовочных машин позволяет резко сократить число операций и механизировать наиболее трудоемкие и тяжелые из них: уплотнение формовочной смеси в опоке, извлечение модели из полуформы, поворот нижних полуформ и их соединение с верхними. При этом применяют, в основном, две разновидности машинной формовки: раздельное изготовление полуформ на двух формовочных машинах и изготовление форм на одной машине.