Приготовление формовочных и стержневых смесей

Формовочные смеси применяют для изготовления песчаных форм.

Технологический процесс приготовления формовочных смесей заключается в перемешивании составляющих компонентов смеси с последующим ее выстаиванием и разрыхлением. Перемешивание производят в смешивающих бегунах. Время перемешивания составляет для единой смеси 3-5 мин. Затем смеси загружают в бункера, где они выстаиваются в течение нескольких часов для равномерного распределения влаги. Перед загрузкой смесь разрыхляют.

При заливке формы стержни в большинстве случаев находятся в тяжелых условиях, испытывая значительное термическое и механическое воздействие расплавленного литейного сплава. Поэтому к стержневым смесям предъяв­ляют более высокие требования по прочности и другим свойствам, чем к формовочным смесям.

Изготовление полуформ и стержней, сборка форм

Основным способом изготовления стержней является их машинная формовка в стержневых ящиках. Осуществляем формовку в 2-х опоках по разъемной модели.   

Операция сборки форм начинают с установки нижней полуформы на заливочную площадку. Затем полость полуформы продувают сжатым воздухом, устанавливают в нее нижнюю полуформу и осторожно по фиксирующим штырям накрывают верхней. Для предотвращения подъема верхней полуформы статическим давлением металла ее скрепляют с нижней полуформой скобами или ставят грузы.

Приготовление шихты

- Определение химического состава чугуна.

- Определение состава шихты.

Плавление шихты

Плавление шихты осуществляется в специальных печах вагранках. Процесс плавки чугуна: в вагранку загружают дрова, разжигают их, затем засыпают слой кокса на 700-800 мм выше уровня фурм и включают дутьё. После разогрева нижней части вагранки в неё загружают шихту. За счет тепла от сгорания кокса происходит расплавление металлической части шихты. Процесс плавки происходит непрерывно, а загрузка шихты и выпуск жидкого чугуна производится периодически.

Заливка формы

Температура заливки для серого чугуна колеблется в пределах 1250..1400˚С. Чем более тонкостенные отливки, тем должна быть выше температура заливаемого чугуна. 

Формы заливают на плацу, рольгангах и конвейерах. На плацу обычно заливают мелкие и средние формы в небольших литейных цехах. В литейных цехах, производящих большое количество отливок, формы обычно заливают на конвейере. Заливка металла в литейную форму может осуществляться либо ручным способом, либо механическим. Емкость ручных ковшей не превышает обычно 50 кг, а емкость механизированных крановых ковшей составляет 50 – 200 т и более. Для заливки чугуна большое применение получили ковши барабанного типа емкостью до 5 т.

Выбивка отливок

Время охлаждения отливок в форме зависит от теплофизических свойств формовочной смеси, толщины стенок отливки, от теплосодержания металла и его склонности к образованию трещин. Длительное охлаждение отливок в форме не­выгодно, т.к. удлиняет технологический цикл. Поэтому непроизводительное время стараются сократить за счет применения принудительного охлаждения.

Из практики работы литейных цехов известно, что чугунные и стальные отливки можно выбивать из форм при следующих температурах: крупные 300..400˚С, средние 400..500˚С, мелкие 500..600˚С.

Преждевременная выбивка ввиду недостаточной прочности отливок в это время может привести к деформации или разрушению их под действием внешних нагрузок.

После охлаждения отливок до необходимой температуры формы выбивают. Обычно это делается на выбивных решетках – вибровстряхивающих установках. При этом формовочная смесь из опок просыпается сквозь отверстия решетки и передается на переработку.

Обрубка отливок

Обрубка необходима для удаления литниковой системы. Эта операция в зависимости от свойств сплава производится разными способами. Литники от чугунных отливок отбиваются ударом молотка или кувалды, а также в специализированных барабанах.

Термическая обработка

Термическая обработка предназначена для снятия внутренних напряжений, улучшения структуры и свойств отливок. Применяются следующие виды термической обработки отливок: отжиг, нормализация, закалка и отпуск.

Очистка от окалины

Отливки очищаются от окалины следующими способами: галтовкой, пескоструйной, дробеметной обработкой. Дробеметная очистка является наиболее прогрессивным способом. Она дает возможность получить чистые отливки, и не создает шума при работе.

Контроль

Дефекты отливок выявляются различными методами контроля. Проверяется соответствие размеров отливок размерам чертежа. Отливки периодически разре­зают для определения размеров внутренних полостей, разностенности, смещений. Контроль размеров отливок позволяет своевременно предупредить массовый брак из-за износа или коробления модели и стержневых ящиков.

Механические свойства отливок контролируют испытаниями отдельно из­готовленных или прилитых образцов, а также (в отдельных случаях) образцов, вырезаемых из тела отливки. Внутренние дефекты отливок выявляются методами радиографической и ультразвуковой дефектоскопии. Для выявления наружных поверхностных дефектов применяется люминесцентный контроль, магнитная и цветная дефектоскопия.

Расчет размеров опок и размерных плит

Расчет размеров модели отливки

L_м=L_отл+0,01*L_отл – длина модели ;

D_м=D_отл+0,01*D_отл – диаметр модели;

Таблица 5

Расчетная схема опоки

Рис.5  Расположение отливки в опоке

Определяем длину опоки:

А= 234*2+30*4+30*3=678 (мм).

Принимаем длину опоки А=700 (мм) согласно [2, с.42, табл.20]

Определяем ширину опоки:

B=117*2+30*4+40=394 (мм).

Принимаем ширину опоки B=400 (мм) согласно [2, с.42, табл.20].

Определяем высоту опоки:

H =R_м+d – высота нижней и верхней опоки;

d – расстояние от модели до верхней или нижней кромки опоки, d=40…60 мм [2, с. 45].

H_н= H_в =60+40=100 (мм).