Технологія виготовлення литих заготовок

По третьому класу  міцності виготовляють стержневі ящики  для ручного формування одиничних  виливок, а також моделі і шаблони. Використовують при цьому сосну, липу, ялину та інші породи дерева.

Виготовляють стержневі  ящики по кресленнях деталі на яких позначають кольоровими олівцями місця і величину припусків на механічну обробку, контури стержневих знаків моделі, встановлюють їх розміри і форми. Щоб  при вийманні моделі форма не руйнувалась, вертикальні стінки стержневих ящиків роблять з нахилами. Нахили бувають конструктивні і  формувальні.

Металеві стержневі  ящики використовують у масовому і багатосерійному виробництві. Металеві комплекти в порівнянні з дерев’яними більш довговічні, точні, мають гладку поверхню, не деформуються при зберіганні їх використовують в основному для машинної формовки, тому конструкція стержневих ящиків пов’язана з конструкцією формувальних і стержневих машин.

Металеві стержневі  ящики виготовляють із алюмінієвих  сплавів АЛ3, АЛ24, АЛ25, АЛ26, АЛ27. Крупні стержневі ящики рекомендують виготовляти із сплаву АЛ28. Невеликі стержневі ящики виготовляють з сірого чавуну марок СЧ12 – 28, СЧ15 – 32.

Заготовки металевих  стержневих ящиків отримують литтям в піщані форми по дерев’яних моделях, які називають промоделями. Промоделі виготовляють з припусками на механічну або ручну обробку.

Металеві стержневі  ящики рекомендується виготовляти  тонкостінними підсилюючи їх ребрами  жорсткості.

Заготовки металевих  стержневих ящиків обробляється на звичайних  універсальних металоріжучих верстатах: токарно – гвинторізних, фрезерних, свердлильних, шліфувальних, зуборізних.

Металеві стержневі  ящики використовують для ручної і машинної формовки стрижнів. Металевий  ящик для виготовлення стержнів центрується  за допомогою втулок і штирів. Для зменшення зношування від щільного дотикання половини ящика і попередженням протікання суміші по роз’єму, поверхні роз’єму ящика покривають стальним листом – бронею. Броню ящика шліфують. У вдувний отвір, що служить для подачі стержневої суміші  в ящик, встановлюють змінну стальну втулку, напроти якої в стінку ящика запресовують змінну стальну шайбу – вкладиш для зменшення зносу стінки від абрезивної дії піщаного струменя. Для виходу повітря в стінках стержневого ящика роблять вентиляційні отвори, які закривають спеціальними пробками – гвинтами. Гвинти мають тонкі прорізи або сітку, через які вільно проходить повітря і непроходить стержнева суміш. Для зменшення зносу вушок ящика їх поверхні армуюють стальними накладними пластинами. В крупних ящиках роблять спеціальні приливи для встановлення і фіксації каркасів стержня в ящику перед його заповненням сумішшю [7].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14. Особливості  технології формування.

При виготовленні виливків великих розмірів і ваги ( станини  металообробних верстатів і прокатних станів, маховики прокатних станів, великі виливниці тощо), при одиничному виготовленні малих і середніх виливків доцільно застосовувати ручне формування, оскільки машинне тут було б економічно невигідне. Формування за шаблонами, формування за скелетною моделлю і деякі інші види формування можна здійснити тільки ручним способом.

Розрізняють формування вологи, коли металом заливають вогкі  форми, і сухе, коли заливають у  підсушені форми. Останнім часом  поширюється  формування з підсушуванням  робочої поверхні форми полуменевим пальником або електроспіраллю на глибину, не більшу 5 – 10 мм, безпосередньо перед заливанням.

Підсушування різко  зменшує кількість парів води, що утворюються при  заливанні  форми, яка залишається в той  же час досить піддатливою.

Найбільш поширеним  є ручне формування в двох опоках за  роз’ємною моделлю для  виготовлення дрібного і середнього литва.

Залежно від складності і потрібної кількості виливки  застосовують різні види формування в  двох опоках: за роз’ємною моделлю, за моделлю з відокремлюваними частинами, з перекидним болваном тощо.

Формування починають  з виготовлення нижньої півформи і ведуть так [7]:

1) на підмодельну дошку  площиною рознімання кладуть  нижню половину моделі посипають  її пудрою і накривають опокою;

2) на модель наносять  шар облицювальної, а потім  наповнювальної суміші;

3) тромбівкою вщільнюють  формувальну суміш в опоці,  після чого надлишок суміші  зрізають лінійкою на рівні  верхньої кромки опоки; для  збільшення газопроникності в  форму наколюють вентиляційною голкою;

4) виготовлену форму  разом з підмодельною дошкою  перевертають і на нижню половину  моделі встановлюють верхню;

5) ставлять верхню  опоку і центрують її з нижньою  по штирях;

6) встановлюють моделі  стояка, шлакоуловлювача і випорів,  а поверхню рознімання посипають розділювальним піском;

7) засипавши формувальну  суміш у верхню опоку і ущільнивши  її, видаляють моделі стояка та  випорів і вирізують ливникову  чашу;

8) знімають верхню  півформу з нижньої і також  перевертають її площиною рознімання  догори;

9) формувальну суміш  навколо моделі злегка змочують водою, а потім моделі розштовхують за допомогою підйомника і видаляють з форми;

10) зруйновані частини  форми виправляють і загладжують,  прорізують живильники в нижній  півформі.

Після цього встановлюють стержні у форму, складають її, скріплюють опоки й укладають вантаж на верхню півформу.

Формування за моделлю  з відокремлюваними частинами ведуть у тих випадках, коли модель має  частини, які виступають і заважають  видаленню її без руйнування форми. Формування можна було б здійснити за допомогою додаткового рознімання моделі або застосування додаткового стержня. Але якщо виготовляти такі частини відокремлюваними, можна уникнути додаткових рознімань і застосування додаткових стержневих ящиків. Відокремлювані частини кріплять до моделі шпильками. Послідовність формування майже нічим не відрізняється від розглянутої вище. Спочатку набивають нижню опоку потім її перевертають і виймають шпильки з відокремлюваних частин. При формуванні верхньої півформи формувальну суміш під відокремлюваними частинами обережно ущільнюють, шпильки з них виймають і закінчують набивання верхньої півформи. Розкривають форму і виймають модель, а потім відокремлювані частини.

При одиничному і малосерійному  виробництві великих виливків форми  можна виготовляти за шаблонами  або за скелетними моделями.

Шаблон – це профільована дошка, в якій вирізано зовнішній  і внутрішній профілі виливка. Виготовлення шаблонів значно простіше, ніж виготовлення моделей, не потребує великої витрати  деревини і трудомістких ручних і  верстатних робіт. При формуванні за шаблонами порожнина форми утворюється видаленням ними надлишків формувальної суміші. Розрізняють формування за шаблоном, що обертається навколо горизонтального або вертикального шпинделів (для виготовлення деталей, які міють форму тіла обертання), і за шаблоном, що протягується (для виливків, які мають сталий по довжині переріз).

Для полегшення конструкції  великі моделі іноді роблять порожнистими, або скелетними. Скелетну модель виготовляють з окремих ребер, які утворюють  решітку. Зовнішня поверхня цієї решітки відповідає зовнішнім обрисам виливка, а внутрішня – внутрішнім. Товщина ребер повинна дорівнювати товщині стінки виливка. Формування за скелетною моделлю застосовують, виготовляючи великі індивідуальні виливки змінного по довжині перерізу. Виготовлення суцільної моделі і стержневого ящика для такого виливка більш ніж у два рази дорожче за виготовлення скелетної моделі, яка дає змогу обійтися без стержневого ящика.

Рознімається модель по осі семетрії. У підготовлену на поацу цеху постіль вдавлюють нижню половинку скелетної моделі. Надлишок формувальної суміші, який виступає крізь вікна моделі, згрібають і вигладжують модель по її внутрішній поверхні. Потім поверхню посипають розділювальним піском або покривають папером, встановлюють верхню половину моделі і крізь її вікна набивають стержневою сумішю стержень. При цьому вікна теж забивають цією сумішшю, вигладжують по зовнішній поверхні і знову посипають розділювальним піском або покривають папером. Таку суцільну модель знімають для обробки і виправлення верхньої півформи, а з вікон верхньої півмоделі скребачкою вигрібають стержневу суміш на товщину ребер. Тепер верхню півмодель прибивають і виймають готовий стержень для оброблення і сушіння. Скребачкою вигрібають формувальну суміш з вікон нижньої півмоделі і видаляють її з форми. Після цього встановлюють на місце висушений стержень і верхню півформу.

При розробці технології ливарної форми  необхідно дотримуватися особливостей проектування ливникової системи для сталевих виливок. Припуски на механічну обробку для сталевих виливок призначають більшими, як для виливок із чавуну чи кольорових сплавів. Це є наслідком того, що сталь має підвищену осадку і пригарність формувальної суміші до виливки. Через високу температуру сталі, форми виготовляють із більш вогнетривких формувальних і стержневих матеріалів. Крім того, слід враховувати, що при дотиканні рідкої сталі із формувальною сумішшю оксиди заліза і марганцю, взаємодіючи із кварцевим піском, залаковують поверхню форми.

Сирі форми для виливок  з чистою поверхнею виготовляють із бентонітових формувальних сумішей. Бентонітова суміш, у порівнянні з рідкоскляною, володіє доброю пластичністю, кращою формувальністю і вогнетривкістю, але потребує значного ущільнення і доброї вентиляції форми.

Бентонітові суміші дають добрі результати при вмісті до 3,5 % вологості і при заливанні в сирі форми виливок масою до 3000 кг. Із збільшенням вмісту вологи, зменшується міцність суміші і на виливках появляються надриви – наслідок обгорання форми.

Форми для сталевих виливок, навідмінно від форм для чавунних і кольорових виливок, повинні мати велику густину суміші для запобігання розмивання поверхні форми струменем рідкої сталі. Особливо сильно розмивається ливникова канавка і ливникові канали. Для видалення із форми  змитих часточок формувальної суміші застосовують відкриті прибутки, збільшують припуск на механічну обробку і верхню частину виливки, а крупногабаритні форми при заливці інколи розміщують під нахилом.

Перезволоження  формувальної суміші і вміст в ній значної кількості газоутворюючих речовин сприяє утворенню газових раковин на поверхні виливки. Зниження вологості формувальної суміші ( нижче 3,5 %) ускладнюють добре ущільнення форми. При формуванні по сирому кількість вологості не повинна перевищувати 3,5 – 4,5 %, а при формуванні по сухому 4,5 – 5,5 %. Вміст в формувальні суміші вуглекислих солей і крейди недопустимий, так як при високій температурі вони розкладаються і виділяють вуглекислий газ, який приводить до утворення раковин у виливках.

Щоб попередити утворення тріщин, які виникають  внаслідок нерівномірної усадки, форми виготовляють із піддатливих формувальних матеріалів, які неперешкоджають нормальній усадці. Для збільшення піддатливості в суміш вводять 15 – 30 % дерев’яної або торф’яної муки, яка під час сушіння вигоряє і утворює пустоти, які полегшують усадку. В стержні з цією ж метою вводять патока, декстрин та інші вигоряючі добавки.

Готові форми зразу  після збирання слід заповнити сталлю, так як форми, що довго стоять перед  заливанням, вивітрюються, осипаються або сиріють.

Щоб попередити утворення  усадочної пористості, у прибуткові частини виливки ставлять зовнішні і внутрішні холодильники або  застосовують утеплення прибутків, при цьому вводять термітну суміш  в місця форми, заповняючи прибутки.

Холодильники прискорюють процес охолодження потовщених місць виливок і зменшують напруження, усадочні раковини і попереджують виникнення гарячих тріщин. Холодильники можуть бути виготовлені із прутків прокату і можуть бути литими.

Поверхня внутрішнього холодильника повинна бути чистою і очищеною від іржі  та оксидів. Внутрішні холодильники повинні зварюватися з металом виливки.

Зовнішні холодильники зі сторони зварювання їх з виливкою, покривають різними фарбами, напрклад суриком або формувальною фарбою.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15. Описання  технології виготовлення стрижнів  і збору форми.