Литьё в оболочковые формы – что это такое?

Оболочковые литейные формы – это современные высокоэффективные формы, получаемые методом литья в тонкостенные оболочки, которые изготавливаются из термореактивных песчано-смоляных смесей на нагреваемой модельной оснастке.

Основные компоненты и процесс изготовления:

1. Огнеупорная основа:

   • Кварцевые мелкозернистые пески: Основной компонент, обеспечивающий чистоту поверхности отливок.
   • Цирконовые пески: Используются для особо ответственных отливок, обладают более высокой огнеупорностью, но и более дорогие.

2. Связующее:

   • Пульвербакелит (ПК-104): Применяется в количестве 4-9% от массы песка.

3. Предотвращение расслаивания смеси:

   • Из-за разницы в плотности и размере частиц песок и смола расслаиваются при сухом перемешивании. Для предотвращения этого песок увлажняют перед смешиванием с порошкообразной смолой.
   • Увлажняющие агенты: Керосин, машинное масло, стеарин, фурфурол и др.

4. Плакирование песка (покрытие песчинок связующим):

   • Холодный способ:
     • Порошкообразный пульвербакелит растворяют в ацетоне.
     • Раствор смолы и ацетона смешивают с песком.
     • Смесь продувают воздухом для испарения растворителя.
     • После высыхания комки измельчают до получения отдельных зерен, покрытых пленкой смолы.
   • Горячий способ:
     • Песок нагревают до 100-130 °C.
     • Нагретый песок загружают в бегуны, добавляют пылевидную смолу.
     • Смола нагревается, обволакивает зерна песка.
     • После охлаждения смесь измельчают.
     • Преимущества: Получение смесей с более высокими физико-механическими свойствами.
     • Недостатки: Более сложный процесс, требующий нагрева песка и охлаждения смеси, а также точного контроля температуры.

5. Формирование оболочки:

   • Нагрев модельной плиты: Металлическую плиту с моделью нагревают до 200-250 °C.
   • Разделительный состав: Плиту покрывают разделительным составом (например, силиконовой жидкостью СКТ-Р, растворенной в уайт-спирите) для предотвращения прилипания оболочки.
   • Нанесение смеси: Песчано-смоляную смесь насыпают в специальный бункер. Горячую модельную плиту устанавливают, и бункер поворачивают на 180 °C на 15-25 секунд.
   • Образование оболочки: Теплота плиты размягчает смолу, склеивая песчинки и формируя на модели полутвердую оболочку толщиной 6-12 мм.
   • Удаление излишков смеси: Бункер возвращают в исходное положение, удаляя остальную сыпучую смесь.

6. Отверждение оболочки:

   • Оболочку с моделью ставят в печь для окончательного отверждения при температуре 300-350 °C в течение 50-60 секунд. Термореактивная смола необратимо затвердевает.

7. Получение полуформы и отливки:

   • Готовую прочную оболочку-полуформу снимают с модельной плиты с помощью толкателей.
   • Полуформы собирают (склеивают), при необходимости устанавливают стержни (изготавливаемые аналогично).
   • Полуформы устанавливают в опоки, засыпают песком или дробью.
   • Производится заливка жидкого металла (чугуна, стали, цветных сплавов) массой до 100 кг.

Преимущества оболочкового литья:

• Высокая точность и чистота поверхности отливок: По сравнению с литьем в песчаные объемные формы.
• Сокращение расхода формовочной смеси: В 8-10 раз.
• Снижение трудоемкости: Изготовления отливок.
• Отсутствие влаги: Исключаются дефекты, связанные с присутствием влаги в форме (вскипы, засоры, ужимины).
• Уменьшение опасности горячих трещин: Из-за быстрого разрушения формы.
• Возможность снижения температуры заливки металла: Благодаря гладкой поверхности формы и меньшему сопротивлению.

Специфические дефекты и их предотвращение:

• Газовые раковины: Наиболее частый дефект.
• Пригар: Связан с подбором состава и фракции песчано-смоляной смеси, а также оптимальной температуры заливки.

Состав смеси: Подбирается в зависимости от типа отливаемого сплава, массы отливки и толщины ее стенки.

В целом, технология оболочкового литья позволяет получать высококачественные отливки с уменьшенными затратами и сокращением времени производства.