Теория и технология литейного производства: Учебное пособие, страница 179

7.5. изготовление стержней в нагреваемой оснастке

Технологический процесс изготовления стержней в нагре­ваемой оснастке заключается в том, что стержневая смесь, запол­нившая полость предварительно нагретого до 200-250 °С стержне­вого ящиКа, конструкция которого представлена на рис.6.16, в течение 15-60 с отверждается. Полученный стержень не требует дополнительной сушки, а его прочность достаточна для транспор­тирования и простановки в форму.

В настоящее время имеется большое многообразие смесей для изготовления стержней в нагреваемой оснастке, основу кото­рых составляет сухой среднезернистый обогащенный кварцевый песок, на 100 мас.ч которого в типовом составе смеси использует­ся (мас.%): смола — 1,40-2,35; катализатор — 0,21-0,50; стеарат кальция — 0-0,05; сурик железный 0,4-2,0. После приготовления смесь имеет следующие физико-механические свойства: текучесть — 60-65%; прочность при отверждении:

в горячем состоянии — 0,28-0,50 МПа; в холодном состоянии — 1,4-2,6 МПа; газотворная способность — 15-20 см³/г; газопроницаемость — 120-170 ед.; осыпаемость — 0,05-0,1%.

Нагрев модельной оснастки на машинах может быть газовый или электрический, а в случае применения в оснастке больших съемных частей в виде болванов используют комбинированный на­грев — газовый и электрический. Конструктивно системы нагрева могут быть встроенными и печными. Конструкция ящиков для печ­ного нагрева относительно проста, однако равномерного прогрева при этом добиться трудно из-за периодичности этой операции. Кро­ме того, имеют место большие потери тепла на нагрев частей маши­ны, несущих ящики, и систем толкателей. В связи с этим в послед­них проектах машин преимущество отдается индивидуальному печному нагреву стержневых ящиков газом. При электронагреве применяют нихромовые спирали, а при газовом нагреве — панель­ные газовые горелки или горелки инфракрасного излучения.

Встроенный электронагрев (рис.6.16) требует значительно­го усложнения конструкции стержневых ящиков, но он создает стабильность температурного режима, возможность прямого ре­гулирования рабочей температуры, обеспечивает меньшие затра­ты энергии вследствие резкого уменьшения тепловых потерь. Для встроенного электронагрева используют в основном трубчатые электронагреватели — ТЭНы.

ТЭНы представляют собой стальные трубки диаметром 8- 16 мм, внутри которых находится спираль с высоким электриче­ским сопротивлением. Пространства между стержнями трубки и спирали заполнены огнеупорным диэлектрическим наполнителем, концы спиралей присоединены изолированным контактом. ТЭНы встраивают непосредственно в стенки стержневого ящика, если он практически постоянно закреплен на машине, или в стенки специальной нагревательной плиты, предназначенной для уста­новки ящика.

Встроенный газовый нагрев обеспечивает наибольшую ско­рость и равномерность нагрева стержневого ящика, особенно его объемных частей. Применяют газовые горелки с трубчатыми ко­робчатыми стационарными коллекторами и газовые горелки, встроенные в плиту под толкателем.

В процессе работы на стержневых машинах осуществляют постоянный или периодический контроль и регулирование рабо­чей температуры стержневых ящиков. Контроль температуры выполняют термопарами, которые передают сигнал на соответст­вующий регистрирующий пирометрический прибор.

При изготовлении стержней, отверждаемых в нагреваемых ящиках, выполняют следующие операции.

К машине подают электроэнергию, сжатый воздух, воду и включают систему нагрева ящиков. После достижения необходи­мой температуры нагрева производят подготовку ящиков к рабо­те, которая заключается в очистке и нанесении на рабочую по­верхность ящика разделительного покрытия для уменьшения прилипаемости стержней и облегчения их извлечения. От пра­вильности выполнения этой операции во многом зависит качество стержней, их размерная точность и производительность труда.

Разделительные покрытия должны иметь термостойкость не менее 300 °С, обеспечивать многократность с минимальным уси­лием съема стержней с оснастки после разового нанесения по­крытия, а также незначительное газовыделение и образование минимального нагара, быть недефицитными.