Литье в оболочковые формы

Литейная форма представляет собой разъемную тонкостенную оболочку, изготовленную из песчано-смоляных смесей по горячей металлической модели.

Формовочная смесь для оболочковых форм состоит из мелкозернистого кварцевого песка (или другого огнеупорного материала), синтетической терморсактивной или термопластичной смолы, которая является связующим, и различных технологических добавок.

Способ изготовления оболочек основан на специфических свойствах смол. При комнатной температуре смолы могут быть жидкими или твердыми. При нагревании до 100—120°С жидкие смолы становятся еще более жидкими, твердые смолы расплавляются; и в том и в другом случае они обволакивают песчинки огнеупорного материала. При дальнейшем нагревании до 200—250°С термореактивные смолы необратимо твердеют. Для перевода термопластичных смол в твердое необратимое состояние в них добавляют отвердители.

Формовочные смеси применяют двух видов: ненлакированные и плакированные. Неплакированная смесь содержит кварцевый песок и смолу в виде порошка, равномерно перемешанную с песком. Плакированная смесь специально подготавливается и содержит смолу в виде тонкой пленки, покрывающей поверхность песчинок. Такая смесь обладает лучшими свойствами (прочностью, газопроницаемостью и др.).

Модельная оснастка для изготовления оболочковых форм состоит из двух модельных плит (верхней и нижней), стержневых ящиков и вспомогательных приспособлений. Модельные плиты изготавливают из стали, чугуна или алюминиевых сплавов и снабжают толкателями для снятия оболочек. На рабочие поверхности модельных плит и стержневых ящиков наносят разделительную жидкость для предупреждения прилипания оболочек. Модельная оснастка нагревается в электрических печах или от плит с электронагревателями.

На рис. 16.5, а показана схема насыпного, или бункерного, способа изготовления оболочковых форм. Модельную плиту 1 нагревают до температуры 200—250°С и закрепляют на бункере 2 с песчано-смоляной смесью 3. При повороте бункера на 180 °C смесь падает на модельную плиту и уплотняется. Иногда для лучшего уплотнения смеси используют вибрацию или подпрессовку. Время контакта песчано-смоляной смеси с нагретой модельной плитой составляет 10—30 с. Под действием тепла модельной плиты слой 4 смеси, прилегающей к ней, прогревается на глубину 6—20 мм. Смо;

Рис. 16.5. Схема процесса изготовления оболочковой формы (я) и оболочкового стержня (б):

римские цифры — последовательность производства формы и стержня ла сначала размягчается, склеивает частицы песка, а затем затвердевает, образуя на модели полутвердую оболочку. Часть смеси, которая не успевает прогреться, ссыпают в бункер при его повороте в исходное положение. Оболочку вместе с модельной плитой помещают в печь, где при температуре 300—350°С выдерживают 1—3 мин. При этом смола переходит в твердое необратимое состояние и оболочка приобретает необходимую прочность. Твердая оболочка 5 снимается с плиты толкателями. Так же изготавливают и вторую полуформу.

Кроме рассмотренного способа изготовления оболочек широко применяют пескодувный способ, при котором подача смеси на модельную оснастку и ее уплотнение происходят под действием сжатого воздуха. Например, при изготовлении стержня (рис. 16.5, б) песчано-смоляная смесь 6 подается из пескодувной головки в подогретый стержневой ящик 7. Подогрев ящика осуществляется через плиту 8, в которую вмонтированы электронагреватели 9. Смесь, ударяясь о стенки ящика, уплотняется, а сжатый воздух выходит через вентиляционную систему. После формирования оболочки излишек смеси высыпают. Твердение оболочки происходит при дальнейшем нагреве ящика. Затем ящик раскрывают и извлекают стержень.

При сборке в одну полуформу устанавливают стержень на знаковые части и накрывают другой полуформой. Скрепляют полуформы с помощью скоб, струбцин или склеивают термореактивным клеем.

Способ литья в оболочковые формы является высокопроизводительным, так как процессы изготовления форм и стержней в серийном и массовом производствах автоматизированы. Расход формовочной смеси при литье в оболочковые формы во много раз меньше, чем при литье в песчаные формы. Оболочковые стержни находят применение и в других способах литья.

В оболочковых формах получают тонкостенные отливки массой до 100 кг из чугуна, стали, цветных и специальных сплавов, точные по размерам, с чистой поверхностью.