Изготовления формы Изготовление стержней
Скачать 1.12 Mb.
|
4.1.2 ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЛИТЕЙНОЙ ФОРМЫПроцесс изготовления литейной формы включает подготовку материалов, формование керамической огнеупорной оболочки на поверхности модели, удаление модели из оболочки, формовку оболочки в наполнителе и прокалку формы. Исходными материалами для изготовления оболочки являются кварцевый песок марок 1К016 или 1К.020 с содержанием 20- 30% фракции 02 и 30—35% фракции 016, пылевидный кварц, гидролизованный раствор этилсиликата и 15%-ный водный раствор едкой щелочи Э Рис. 4. Собранная «елка» -блок восковых моделей тилсиликат- сложное химическое соединение, основой которого является эфир ортокремниевой кислоты, содержащей от 28 до 45% SiOa. Подготовка исходных материалов. Пылевидный кварц и кварцевый песок перед употреблением тщательно промывают водой с целью удаления глинистых составляющих, а затем прокаливают при 950° С в течение 3 ч. Для сообщения этилсиликату вяжущих свойств осуществляют операцию гидролиза этилсиликата в смеси воды, спирта и соляной кислоты. В результате гидролиза образуется золь кремниевой кислоты, обладающий высокими вяжущими свойствами. Для гидролиза этилсиликата применяется этиловый спирт, дистиллированная вода, концентрированная соляная кислота, этилсиликат с содержанием 28—32% SiOa. На приготовление литра гидролизованного этилсиликата расходуется: этилового спирта (88%) 160 см3, дистиллированной воды 120 см3 и соляной кислоты плотностью 1,19 Г/см3- 5,5 см3. Гидролиз этилсиликата производится в специальных гидролизерах. Приготовление огнеупорных покрытий. Огнеупорную суспензию рекомендуется приготовлять в специальной мешалке (рис. 5). В бак загружает пылевидный кварц и добавляется связующее- гидролизованный раствор этилсиликата. Смесь тщательно перемешивается до полного удаления пузырьков воздуха. После этого проверяется вязкость состава. Покрытия на модели наносятся окунанием их, обливанием или пульверизатором. Наиболее распространен способ окунания, так как он обеспечивает качественное покрытие. Окунание осуществляется одно-двух- или трехкратным погружением модельного блока «елки» в огнеупорную суспензию с выдержкой на воздухе после каждого погружения в течение 10-20 сек.  Рис. 5. Мешалка для приготовления огнеупорной суспензии: 1- бак; 2- электродвигатель; 3-вращающийся винт; 4- кожух; 5- резервуар с водой; б и 7 - краны После окунания модельный блок-«елка» обсыпается песком 1К016 на специальной установке (рис.6). Затем модельные блоки-«елки» высушиваются в специальных шкафах. При сушке «елок» на воздухе их выдерживают от 4 до 6 ч при 18- 20 °С. При сушке в среде аммиака продолжительность выдержки сокращается до 2 ч. Для второго и третьего слоя оболочки лучше применять песок 1К04. В некоторых случаях с целью экономии дорогого огнеупорного покрытия на основе этилсиликата для второго и третьего слоев огнеупорного покрытия применяют огнеупорную суспензию с жидким стеклом в качестве связующего. После нанесения на блок выплавляемых моделей огнеупорного покрытия (2—3 слоя, в некоторых случаях и 5 слоёв) производится удаление модельного состава из полости форм выплавлением. М  одельный блок с огнеупорным покрытием нагревается в камерных электрических печах, в горячей воде, сжатым воздухом или паром.Парафино-стеариновые, парафино-церезиновые, а также парафин-стеариновые с добавкой этилцеллюлозы модельные составы рационально выплавлять горячей водой при 80° С. Потери модельного состава составляют от 5 до 10%, возврат модельного состава в количестве 90 -95% используется для изготовления новых моделей. Н Рис. 6. Установка для обсыпки песком модельных блоков: 1- элеватор; 2- барабан; 3- бункер; 4- сито; 5- механическая рука; 6- модельный блок а рис. 7 приведена схема установки для выплавления модельного состава горячей водой. Оболочки 1 подвешиваются на приспособление 2 и опускаются в горячую воду 3. Вода нагревается газовыми горелками 4, температура ее поддерживается постоянной терморегулятором 5. Через 2-3 мин. удаляются металлические стояки, а оболочки снова опускаются в воду на 8- 10 мин. После этого модельный состав из оболочки выливается в воду и полость оболочки промывается водой. На этом процесс удаления модельного состава заканчивается. На такой установке выплавляется до 50 модельных блоков в час. П  Рис. 7. Схема ванны для выплавления модельного состава горячей водой осле удаления из блока легкоплавкого модельного состава приступают к изготовлению формы. Оболочки формуют в жаропрочной опоке; из бункера насыпают наполнитель и его уплотняют, а затем форму прокаливают в электрических или газовых печах. Формы нагревают в печи до 850-900°С и выдерживают при этой температуре не менее двух часов. Опоки устанавливают литниковой чашей вверх и закрывают специальной крышкой. 4.1.3 ПЛАВКА И ЗАЛИВКА МЕТАЛЛА В ФОРМЫ, ВЫБИВКА И ОЧИСТКА ОТЛИВОК Для литья по выплавляемым моделям могут быть использованы сталь, чугун, цветные, лёгкие и жаропрочные сплавы. К качеству металла отливок предъявляются те же качества, что и к отливкам, получаемым другими способами. Поэтому металл из любого плавильного агрегата может быть использован и для литья по выплавляемым моделям. Плавка металла для заливки форм осуществляется по обычной технологии. При плавке специальных сталей легирующие материалы, такие, как никель и ферровольфрам, необходимо вводить незадолго до полного расплавления или после загрузки последней порции стальной шихты, а феррованадий и ферротитан за 1- 2 мин. до выпуска металла из печи. Феррохром при выплавке нержавеющих и жаропрочных сталей 1Х13, 2Х13 и Х18Н9 следует вводить в несколько приёмов во время перемешивания ванны. Ферромарганец вводят в последнюю очередь. Чтобы предупредить окисление металла при плавке, для особо ответственных отливок рекомендуется применять в качестве защитной среды аргон, который подаётся в печь из баллона. Заливка форм металлом может производиться различными способами в зависимости от размера и развеса отливок, состава сплава, способа заполнения формы и применяемых печей. Заливка может быть: 1) свободная, металл заполняет форму только под действием собственного веса, и 2) па центробежных машинах, металл заполняет форму и затвердевает под действием центробежной силы, развивающейся при вращении. Заливку форм из печей емкостью до 30 кг рекомендуется производить из одного ковша- Обычно литьем по выплавляемым моделям изготовляют тонкостенные отливки, формы которых трудно заполняются жидким металлом, поэтому металл необходимо заливать при более высокой температуре. Плавка и заливка металла под вакуумом. При литье жаропрочных сплавов, легированных легко окисляющимися элементами, в обычных условиях плавки и заливки в сплав попадают окисные пленки, понижающие прочностные свойства и жаропрочность отливок. Поэтому применяют плавку и заливку форм в вакууме или защитной среде. Отливки из таких сплавов обычно изготовляют по выплавляемым моделям. В промышленности используется несколько типов установок для плавки и заливки форм в вакууме при изготовлении фасонных отливок из жаропрочных сплавов. К ним относятся, например, вакуумная установка, схема которой изображена на рис. 8. Емкость тигля 9—20 кг. Максимальные габариты опок 300 Х Х 300 Х 400 мм; мощность машинного генератора (ЛВС-100) 125 кВт; продолжительность плавки 25 мин; вакуум-насосы обеспечивают разрежение 10 ммрт. ст.  Рис. 8. Схема вакуумной установки для плавки и заливки окисляющихся сплавов Механизм поворота тигля и формы вынесен за пределы вакуумной камеры. После расплавления шихты металл выдерживают в печи в течение 1—2 мин, а затем печь 1 с закрепленной на ней керамической формой 2 внутри откатной камеры 3 поворачивают специальным механизмом 5, и металл из печи поступает в форму 2. При этом рабочий наблюдает за заливкой через окно 4. По окончании заливки камеру печи соединяют с атмосферой. Выбивка отливок из форм и очистка отливок. После охлаждения форм производят выбивку отливок на специальных установках (пневматических) с поворотом опок на 180°, для того чтобы из опоки высыпался наполнитель. Отделение отливок от литников осуществляют следующими способами: 1) на вибрационных установках; 2) продавливанием стояка с отливками через обрезной штамп; 3) отрезкой ножовками, дисковыми пилами, фрезами и на шлифовальных станках; 4) отрезкой прибылей, а иногда и стояка газовыми горелками; 5) анодно-механической резкой. Очистка отливок от огнеупорного покрытия является очень трудоемкой операцией при производстве отливок по выплавляемым моделям. На практике применяют несколько способов очистки: вибрационную, пескоструйную, гидропескоструйную, химико-термическую в растворах щелочей и кислот, а также в также в расплавленных солях и др. комбинированные способы. Кроме того, используют способы очистки, которые применяют и для обычного литья, с той разницей, что при очистке отливок дробью следует применять очень мелкую дробь (размером не более 0,3 мм), чтобы не искажать конфигурации отливок. Для очистки отливок от керамической оболочки широко используют выщелачивание: в нагретую до 140°С ванну с 50%-ным раствором КОН погружают детали в специальных корзинах; керамическая корка взаимодействует со щелочью и разрушается ею. Остатки литников зачищают на наждачных станках или зачистных полуавтоматах. При отжиге отливок из стали обычно применяют для мелких отливок нормализацию в защитной атмосфере, т.е. такой атмосфере, в которой нет избытка кислорода и не происходит окисление поверхности отливки. 4.2 Литьё в кокиль СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА. ОСНОВНЫЕ ОПЕРАЦИИ. ОБЛАСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ Кокиль - металлическая форма, которая заполняется расплавом под действием гравитационных сил. В отличие от разовой песчаной формы кокиль может быть использован многократно. Таким образом, сущность литья в кокили состоит в применении металлических материалов для изготовления многократно используемых литейных форм, металлические части которых составляют их основу и формируют конфигурацию и свойства отливки. Кокиль рис. обычно состоит из двух полуформ 1, плиты 2, вставок 10. Полуформы взаимно центрируются штырями 8, и перед заливкой их соединяют замками 9. Размеры рабочей полости 13 кокиля больше размеров отливки на величину усадки сплава. Полости и отверстия в отливке могут быть выполнены металлическими 11 или песчаными 6 стержнями, извлекаемыми из отливки после ее затвердевания и охлаждения до заданной температуры. Расплав заливают в кокиль через литниковую систему 7, выполненную в его стенках, а питание массивных узлов отливки осуществляется из прибылей (питающих выпоров) 3. При заполнении кокиля расплавом воздух и газы удаляются из его рабочей полости через вентиляционные выпоры 4, пробки 5, каналы 12, образующие вентиляционную систему кокиля. Основные элементы кокиля - полуформы, плиты, вставки, стержни т. д.- обычно изготовляют из чугуна или стали. Выше рассмотрен кокиль простой конструкции, но в практике используют кокили различных, весьма сложных конструкций. Основные операции технологического процесса. Перед заливкой расплава новый кокиль подготовляют к работе: поверхность рабочей полости и разъем тщательно очищают от следов загрязнений, ржавчины, масла; проверяют легкость перемещения подвижных частей, точность их центрирования, надежность крепления. Затем на поверхность рабочей полости и металлических стержней наносят слой огнеупорного покрытия облицовки и краски. Состав облицовок и красок зависит в основном от заливаемого сплава, а их толщина - от требуемой скорости охлаждения отливки: чем толще слой огнеупорного покрытия, тем медленнее охлаждается отливка. Вместе с тем слой огнеупорного покрытия предохраняет рабочую поверхность формы от резкого повышения ее температуры при заливке, расплавлении и схватывании с металлом отливки. Таким образом, облицовки и краски выполняют две функции: защищают поверхность кокиля от резкого нагрева и схватывания с отливкой и позволяют регулировать скорость охлаждения отливки, а значит, и процессы ее затвердевания, влияющие на свойства металла отливки. Перед нанесением огнеупорного покрытия кокиль нагревают газовыми горелками или электрическими нагревателями до температуры 423 - 453 К. Краски наносят на кокиль обычно в виде водной суспензии через пульверизатор. Капли водной суспензии, попадая на поверхность нагретого кокиля, испаряются, а огнеупорная составляющая ровным слоем покрывает поверхность. После нанесения огнеупорного покрытия кокиль нагревают до рабочей температуры, зависящий в основном от состава заливаемого сплава, толщины стенки отливки, ее размеров, требуемых свойств. Затем в кокиль устанавливают песчаные или керамические стержни если таковые необходимы для получения отливки; половины кокиля соединяют и скрепляют специальными зажимами, а при установке кокиля на кокильной машине с помощью ее механизма запирания, после чего заливают расплав в кокиль. Часто в процессе затвердевания и охлаждения отливки, после того как отливка приобретет достаточную прочность, металлические стержни <подрывают>, т.е. частично извлекают из отливки до ее извлечения из кокиля. Это делают для того, чтобы уменьшить обжатие усаживающейся отливкой металлического стержня и обеспечить его извлечение из отливки. После охлаждения отливки до заданной температуры кокиль раскрывают, окончательно извлекают металлический стержень и удаляют отливку из кокиля. Из отливки выбивают песчаный стержень, обрезают литники, прибыли, выпоры, контролируют качество отливки. Затем цикл повторяется. Перед повторением цикла осматривают рабочую поверхность кокиля, плоскость разъема. Обычно огнеупорную краску наносят на рабочую поверхность кокиля 1 - 2 раза в смену, изредка восстанавливая ее в местах, где она отслоилась от рабочей поверхности. После этого при необходимости, что чаще бывает при литье тонкостенных отливок или сплавов с низкой жидкотекучестью, кокиль подогревают до рабочей температуры, так как за время извлечения отливки и окраски рабочей поверхности он охлаждается. Если же отливка достаточно массивная, то, наоборот, кокиль может нагреваться ее теплотой до температуры большей, чем требуемая рабочая, и перед следующей заливкой его охлаждают. Для этого в кокиле предусматривают специальные системы охлаждения. Как видно, процесс литья в кокиль - малооперационный. Манипуляторные операции достаточно просты и кратковременны, а лимитирующей по продолжительности операцией является охлаждение отливки в форме до заданной температуры. Практически все операции могут быть выполнены механизмами машины или автоматической установки, что является существенным преимуществом способа, и, конечно, самое главное - исключается трудоемкий и материалоемкий процесс изготовления формы: кокиль используется многократно. Особенности формирования и качество отливок. Кокиль - металлическая форма, обладающая по сравнению с песчаной значительно большей теплопроводностью, теплоемкостью, прочностью, практически нулевыми газопроницаемостью и газотворностью. Эти свойства материала кокиля обусловливают рассмотренные ниже особенности его взаимодействия с металлом отливки. 1. Высокая эффективность теплового взаимодействия между отливкой и формой: расплав и затвердевающая отливка охлаждаются в кокиле быстрее, чем в песчаной форме, т.е. при одинаковых гидростатическом напоре и температуре заливаемого расплава заполняемость кокиля обычно хуже, чем песчаной формы. Это осложняет получение в кокилях отливок из сплавов с пониженной жидкотекучестью и ограничивает минимальную толщину стенок и размеры отливок. Вместе с тем повышенная скорость охлаждения способствует получению плотных отливок с мелкозернистой структурой, что повышает прочность и пластичность металла отливок. Однако в отливках из чугуна, получаемых в кокилях, вследствие особенностей кристаллизации часто образуются карбиды, ферритографитная эвтектика, отрицательно влияющие на свойства чугуна: снижается ударная вязкость, износостойкость, резко возрастает твердость в отбеленном поверхностном слое, что затрудняет обработку резанием таких отливок и приводит к необходимости подвергать их термической обработке (отжигу) для устранения отбела. 2. Кокиль практически неподатлив у более интенсивно препятствует усадке отливки, что затрудняет извлечение ее из формы, может вызвать появление внутренних напряжений, коробление и трещины в отливке. Однако размеры рабочей полости кокиля могут быть выполнены значительно точнее, чем песчаной формы. При литье в кокиль отсутствуют погрешности, вызываемые расталкиванием модели, упругими и остаточными деформациями песчаной формы, снижающими точность ее рабочей полости и соответственно отливки. Поэтому отливки в кокилях получаются более точными. Точность отливок в кокилях обычно соответствует 12 - 15-ам квалитетам по СТ СЭВ 145 - 75. При этом точность по 12-му квалитету возможна для размеров, расположенных в одной части формы. Точность размеров, расположенных в двух и более частях формы, а также оформляемых подвижными частями формы, ниже. Коэффициент точности отливок по массе достигает 0.71, что обеспечивает возможность уменьшения припусков на обработку резанием. 3. Физико-химическое взаимодействие металла отливки и кокиля минимально, что способствует повышению качества поверхности отливки. Отливки в кокиль не имеют пригара. Шероховатость поверхности отливок определяется составами облицовок и красок, наносимых на поверхность рабочей полости формы, и соответствует Rz=80-18 мкм, но может быть и меньше. 4. Кокиль практически газонепроницаем, но и газотворность его минимальна и определяется в основном составами огнеупорных покрытий, наносимых на поверхность рабочей полсти. Однако газовые раковины в кокильных отливках - явление не редкое. Причины их появления различны, но в любом случае расположение отливки в форме, способ подвода расплава и вентиляционная система должны обеспечивать удаление воздуха и газов из кокиля при заливке. |
Похожие:
 | Основы литейного производства В зависимости от способа изготовления, массы, конфигурации поверхностей, габаритного размера, толщины стенок, количества стержней,... |  | Конспект занятия по изготовлению композиции «Вдвоем теплее» Цель:... Обучающие – закрепить умения и навыки необходимые для изготовления данной композиции |
| Тема урока Тип урока Планировать изготовление изделия на основе рубрики «Вопросы юного технолога» и технологической карты. Создавать и использовать... | | Конспект учебного занятия 8 класс Тема: Изготовление деталей мебели с криволинейной кромкой Совершенствовать знания учащихся по технологии изготовления деталей мебели с криволинейной кромкой |
| «Изготовление культевой вкладки из прессованной керамики» в группе... | | Технология изготовления несъёмных протезов Клинические и технические этапы изготовления цельнолитой коронки и цельнолитого мостовидного протеза |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... План-конспект занятия «Изготовление комбинированной мягкой игрушки шарообразной формы» | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Ознакомление с технологией изготовления коллажа из разных материалов. Формирование практических умений изготовления изделий в технике... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Результатами деятельности детей могут быть: выставка аппликаций и поделок о птицах, изготовление кормушек, презентации, сборники... | | Cold-box процесс В отечественном литейном производстве доля стержней и форм, изготавливаемых из холоднотвердеющих смесей (хтс) по экспертным оценкам... |
| Искусство изготовления игрушек один из древнейших видов народного... Своеобразие изготовления игрушек определяется условиями быта и труда, обычаями народа, национальным характером, климатическими условиями... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... «Мы в цирке»; аппликация «Клоуны»; лепка «Звериный цирк»; разгадывание загадок; рассматривание иллюстраций, рассматривание и изготовление... |
| Рабочая программа учебной дисциплины пм. 02 Изготовление лекарственных форм и ПМ. 02 «Изготовление лекарственных форм и проведение обязательных видов внутриаптечного контроля» разработана на основе федерального... | | Гладышев Дмитрий, Головин Евгений. Научный Шарышева Светлана Владимировна Согласно Энциклопедическому словарю, технологией называется совокупность методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств,... |
| Проекта: изготовление фартука Описание внешнего вида модели. Фартук отрезной по линии талии, с нагрудником, накладными карманами. Нижняя часть фартука и карманы... | | Рабочая программа профессионального модуля пм. 04 Изготовление ортодонтических... Министерство образования и науки российской федерации федеральное государственное автономное образовательное учреждение |
