Изготовление опоках — Энциклопедия по машиностроению XXL

Применяется при отсутствии опок нужного габарита в условиях, когда изготовление опок технически невозможно и экономически нецелесообразно. Формовка производится исключительно с поверхностной подсушкой  [c.364]

Иногда для ускорения определения длительности цикла металлургического производства разрабатывают для группы деталей графики суммарного цикла разработки технологии, изготовления опок и моделей, а также формовку, заливку, обрубку и очистку литья.  [c.158]

Основные преимущества этого способа получения заготовок — относительно небольшие расходы на изготовление опок, приходящиеся на одну отливку и возможность получения тяжелых отливок при недостаточной грузоподъемности кранов, недостатки — невысокая точность отливок, являющаяся следствием использования деревянных моделей, увеличения размеров и искажения форм, получаемых.при расталкивании моделей перед их выниманием из форм, недостаточно высокой точности изготовления стержней и сборки форм большие литейные уклоны, большая трудоемкость, длительный цикл формовки, искажения отливки вследствие неравномерного уплотнения формы в различных ее частях. Эти особенности ограничивают область экономичного использования рассматриваемого способа литья производством единичных или изготовляемых в небольших количествах крупных деталей, а равно и заготовок, которые не могут быть получены экономично или физически при помощи других способов. Примерами таких деталей могут служить станины, траверсы и стойки тяжелых станков, станины шестеренных клетей, корпуса редукторов, станины силовых лебедок, статоры и крышки гидротурбин.   [c.419]

Изготовление опок и каркасов в соответствии с размерами модели м стержневыми ящиками  [c.427]

Безопочная формовка отличается высокой производительностью и экономичностью. При таком способе изготовления форм достигается достаточная точность отливок, сокращаются производственные расходы на изготовление опок, сокращаются площади цеха из-за отсутствия транспортных операций по передаче опок от выбивки к машинам. Упрощаются процессы выбивки отливок нз форм. Существуют два типа автоматических машин, изготовляющих формы с вертикальным и горизонтальным разъемами. В безопочных формах может быть получена широкая номенклатура отливок, начиная от ключей дверных замков до блоков цилиндров двигателей малолитражных автомобилей.  

[c.251]

Литейная форма — это система элементов, образующих рабочую полость, при заливке которой расплавленным металлом формируется отливка. На рис. 4.2, а показана литейная форма для тройника (рис. 4.2, б). Форма обычно состоит из нижней 2 и верхней 6 полуформ, которые изготовляют по литейным моделям 7 (рис. 4.2, г) в литейных опоках 3, 5. Литейная опока — приспособление для удержания формовочной смеси при изготовлении формы. Верхнюю и нижнюю полуформы взаимно ориентируют с помощью цилиндрических металлических штырей 4, вставляемых в отверстия приливов у опок. Для образования полостей, отверстий или иных сложных контуров в формы устанавливают литейные стержни /, которые фиксируют с помощью выступов (стержневых знаков), входящих в соответствующие впадины в форме. Литейные стержни изготовляют по стержневым ящикам (рис, 4.2, д). Для подвода расплавленного металла в полость литейной формы, ее заполнения и питания отливки при затвердевании используют литниковую систему 8—11. После заливки расплавленного металла, его затвердевания и охлаждения форму разрушают, извлекая отливку (рис. 4.2, е).   [c.121]

Для изготовления стержней используются стержневые смеси, состоящие в основном из песка, связанного специальными веществами — крепителями (льняное масло, сульфитная барда, декстрин, канифоль и т. д.). Литейная форма обычно состоит из порознь изготовляемых ручным или машинным способом двух полуформ нижней и верхней. Каждая из полуформ изготовляется в специальных металлических ящиках без доньев и крышек, называемых опоками, При сборке формы опоки устанавливаются друг на друга и скрепляются.  

[c.46]

На фиг. 314—318 показаны способ изготовления литейной модели глухого подшипника (фиг. 313) с расчленением на части, способ закладки ее в опоку — земляную форму — для получения литой заготовки и последующей механической обработки рабочих поверхностей.  [c.124]

Тбилисский научно-исследовательский институт приборостроения и средств автоматизации создал управляющую вычислительную машину, предназначенную для автоматизации загрузки вагранки и стабилизации ее теплового процесса. Этот же институт экспонировал в действии устройство программного управления серийным пескометом, предназначенным для набивки опок. Ленинградский Кировский завод создал автоматическую линию для изготовления литейных форм методом прессования. Была создана действующая на Уральском автомобильном заводе линия для производства мелкого литья с применением формовочных автоматов. Заводы Красная Пресня , им. Войкова, Челябинский тракторный и многие другие также продемонстрировали свои достижения в области автоматизации литейного производства.  

[c.279]

В табл. 75 и 76 приведены технологические ряды деталей автомобилей и металлорежущих станков применительно к нормализации и унификации опок, плит, коробок стержневых ящиков и другой оснастки. С той же целью были разработаны технологические ряды и крупных станочных отливок— станин, оснований, консолей и др. Это позволило исключить изготовление моделей, ям, постелей путем замены их несколькими постоянными жакетами с нормализованными поперечными перегородками трапецоидального сечения. Как показал опыт, для всего многообразия конструкций крупных станочных отливок, например станин, оказалось достаточным лишь пять  [c.257]

К валовой продукции относится вся товарная продукция, а также изменение (прирост или убыль) незавершенного производства (т. е. денежное выражение всех заготовок, дета.пей, узлов, неизготовленных или несобранных и находящихся на рабочих местах в складах) ч запасы инструмента, приспособлений, штампов, моде-лей и опок собственного изготовления.  

[c.628]

Для изготовления форм небольшого размера применяют пескодувно-прессовый метод уплотнения, при котором пескодувным методом заполняют опоки смесью и предварительно уплотняют формы, а прессованием — окончательно уплотняют формы. Качество формы, полученной этим методом, высокое недостатком метода является большой расход воздуха, затрачиваемого в основном на транспортирование смеси. Поэтому пескодувно-прессовый метод целесообразно применять при уплотнении форм, которые имеют части, незаполняемые смесью «при обычной (гравитационной) ее засыпке. Это относится, например, к формам,  [c.208]

К перспективным относится импульсный метод уплотнения. Формовочные машины, в которых применяется этот метод, имеют высокую производительность, работают без шума, потребляют малое количество энергии. При уплотнении достигается высокая плотность смеси у модели, в промежутках между соседними моделями и между моделями и стенками опок. При съеме полуформы с модели требуется меньшее усилие, чем при других методах уплотнения. При формовке можно применять деревянные модели. Для изготовления крупных опочных форм следует применять воздушно-импульсное уплотнение при давлении воздуха в ресивере 7—10 МПа или взрывное уплотнение. Максимальное давление сжатого воздуха или продуктов сгорания над смесью равно 1,4—1,8 МПа. После уплотнения верхний рыхлый слой полуформы (30—60 мм) срезается. Мелкие н средние формы целесообразно изготовлять импульсно-прессовым методом при давлении в ресивере 0,6— 0,7 МПа. Максимальное давление воздуха над смесью 0,4—0,5 МПа, давление прессования 0,5—0,7 МПа. Рекомендации по выбору метода уплотнения приведены в табл. 4.  

[c.208]

Большинство современных опочных формовочных автоматов имеют устройство для смены модельных плит в процессе рабочего цикла (без остановки автомата, обычно в момент удаления готовой полуформы и установки опоки). При изготовлении форм для получения отливок одной группы не требуется переналадки автомата или других механизмов линии, поэтому возможная частота смены модельных плит в основном зависит от четкости организации производства (от доставки новых модельных плит к машине и уборки использованных, подачи нового комплекта стержней).  [c.211]

В линии ИЛ 225 (линии с гибкими связями) рсе механизмы соединены между собой секциями приводного роликового/ конвейера. Верхняя и нижняя полуформы, изготовленные на соответствующих формовочных автоматах (см. рис. 1), поступают в сборщик форм. Собранная форма устанавливается на подоночную плиту в неподвижную форму заливают металл. Затем форма, двигаясь по роликовому конвейеру, охлаждается и подается на выбивное устройство, где ком смеси вместе с отливкой выдавливаются из опоки. После разборки опоки поступают в соответствующий формовочный автомат.  

[c.230]

Рис. 11.81. Ударно-вибрационная машина для изготовления литейных форм и стержней. Вибратор I с ударником б подвешен под столом 2 с наковальней 7 на пружинах 3, подобранных на ударный резонанс. На столе укрепляется модель 4 и опока 5 с формовочной смесью. При надлежащем подборе зазора (натяга) между наковальней и ударником, последний будет наносить периодические удары. Одновременно с формовкой действием ударов и вибраций может осуществляться прессование, если предусмотреть податливую упругую подушку 9. Пружины S служат амортизаторами машины.

Для определения площади, необходимой для всего процесса изготовления формы (площади брутто), применяют переходный коэффициент (для небольших опок 2,5, для средних 2,25, для тяжелых 2).  

[c.156]

Машина для изготовления верхней опоки  [c.16]

По металлургическому циклу изготовление необходимых опок планируется не после разработки всего технологического процес-  [c.162]

Способ литья в оболочковые формы из смесей на термореактивных смолах разрешает получить повышение выхода годного на 10%, сокращение припусков на обработку на 50%, объема механической обработки на 100 станко-час. на тонну годного литья. Этот метод способствует комплексной механизации и автоматизации литейного производства и обеспечивает сокращение затрат труда в 4—5 раз. Это объясняется простотой изготовления оболочки, сборки форм и исключением 75—90% операций очистки, которые сводятся к дробеметной обработке и удалению остатков литников. Полностью отпадают операции по транспортировке опок и основной массы формовочных смесей. Этот метод используется главным образом при производстве чугунных отливок небольшого развеса.  

[c.192]

В целях повышения износостойкости ковшей роторного пескомета, предназначенного для забрасывания формовочной смеси в опоки при изготовлении форм  [c.65]

Изготовление форм последним из указанных способов производится с помощью формовочных машин или приспособлений двух типов а) с вращающейся формой (в опоке) и неподвижным шаблоном (могущим перемещаться при извлечении его из формы только в радиальном или в осевом направлении)— для формовки колёс диаметром до 2 л б) с неподвижной формой (в земле) и вращающимся шаблоном — для формовки колёс диаметром более 2 м.  [c.237]

При изготовлении модельного комплекта для формовочных машин, в особенности с ручным поворотом стола (фиг. 47), следует стремиться к тому, чтобы центр тяжести стола с установленным на нём модельным комплектом и опокой с землёй лежал на оси вращения или несколько выше её.  [c.28]

После полного затвердевания цементную модель промывают водой, отделывают, просушивают и покрывают лаком. Часто цементные модели отливают вместе с подмодельной плитой. Для этого после изготовления одной половины земляной формы на опоку накладывают металлическую рамку, которую доверху  [c.72]

Формовка является процессом изготовления песчаной формы, служащей для отливки деталей. Основные способы формовки следующие 1) формовка в почве, 2) формовка в опоках, 3) безопочная формовка, 4) формовка по шаблону, 5) формовка по скелетным моделям, 6) формовка по контрольным  [c.103]

При формовке более крупных форм (чтобы форма выдерживала лучше давление металла) в опоку сначала укладывают ряд изготовленных из формовочной массы кирпичей, а затем сверху наносят лицевой слой формовочной массы.  [c.111]

Изготовление формы из сухих стержней без опок применяется для ответственного и сложного литья преимущественно в условиях массового и крупносерийного производства. Сборка формы из стержней производится тремя способами.  [c.113]

Основными технологическими требованиями при машинной формовке являются а) изготовление форм в двух опоках б) замена всех боковых отъёмных частей на модели стержнями в) применение опок с рёбрами для удержания земли вследствие невозможности использования крючков.  [c.114]

Схемы выема модели на формовочных машинах с поворотной плитой и перекидным столом показаны на фиг. 222 и 223. Отделение модели от формы на машинах с поворотной плитой или перекидным столом обычно применяется при изготовлении форм с массивными земляными болванами и обычно при формовке нижних опок.  [c.115]

И для изготовления опок. Сухие стержни готовят из тощего песка (если они небольшие и набиваются в стержневых ящиках) или же из очень жирной земли, почти чистой глины (гл. обр. крупные стержни и те, к-рые готовят по ша-блону). Иногда конструкция отливок не позволяет применять стержни с проволочными каркасами, например при изготовлении радиаторов, автомобильных цилиндров и т. п., т. к. удаление таких стержней чрезвычайно удорожило бы отливку. В подобных случаях стержни готовят из кварцевого песка, к к-рому при- бавляют различные связывающие вещества, например льняное масло (наилучшее связывающее вещество) и его суррогаты, патоку, канифоль, декстрин.  [c.56]

Формовку с использова- 1ием жидкостекольных смесей применяют при изготовлении отливок массой до 40 т в серийном и единичном производствах. При формовке на модель слоем ЕО—70 мм наносят слой жидкостекольной формовочной смеси, остальной объем опоки заполняют наполнительной формовочной смесью и уплотняют. После изготовления полуформы модели извлекают. Полуформы накрывают зонтом, под который под давлением 0,2—0,3 МПа подводится углекислый газ, обеспечивающий быстрое равномерное отверждение формы (рис. 4.15).  [c.137]

Машинную формовку применяют для производства отливок в массовом и серийном производствах. При формовке на машинах формы изготовляют в парных опоках с использованием односторонних металлических модельных плит (см. рис. 4,6, б). Машинная формовка механизирует установку опок на машину, засыпку формовочной смеси в опоку, уплотнение смеси, удаление моделей из формы, транспортирование и сборку форм. Машинная формовка обеспечивает высокую геометрическую точность полости формы по сравнению с ручной формовкой, иовыишет производительность труда, исключает трудоемкие ручные операции, сокращает цикл изготовления отливок. При машинной формовке формовочную смесь уплотняют  [c.137]

Заформовку оболочковых форм производили следующим образом на стол вибрационной машины ставили подоночные плиты, на которые устанавливали блоки моделей, покрытые оболочкой. Блоки приклеивали к плитам модельной массой и устанавливали опоки, изготовленные из жаропрочной стали. Стыки опок с плитами, чтобы не вытекал жидкий наполнитель, замазывали глиной vuivi модельной массой. Заливку жидким наполнителем опок прюизводи-ли на вибростоле (амплитуда колебания стола составлма 0,3 -  [c.203]

Изготовление моделей и обТехнологическая схема формовки оболочковых форм в опоках показана на рис. 194. Боковую часть оболочковой юрмы засыпали шамотной крошкой (фракции 3-6 мм), а донную часть опоки -шамотной крошкой (60%) и электрокорундом (40%).  [c.393]

На основе конструктивно-технологической общности отдельных групп отливок разрабатывается стандартизованная модельно-опоч-ная оснастка (модельные плиты, опоки, стержневые ящики и т. п.). Использование такой оснастки приводит к тому, что при освоении нового изделия необходимо изготовить только ее формообразующие части. Стандартную оснастку удается применять и для изготовления крупных отливок, выпускаемых мелкими партиями. Формы В данном случае образуются путем сборки стержней.  [c.215]

Для автоматизации процесса формовки под высоким давлением И. Ф. Большаковым (ВПТИСтройдормаш) в 1959 г. была разработана конструкция прес-са-автомата, предназначенного для изготовления песчаных полуформ стального, чугунного н цветного литья развесом до 10 кг в опоках размером 450 — 350 X 120 мм.  [c.100]

Первые советские машиностроительные заводы (Сталинградский и Харьковский тракторные. Горьковский автомобильный), построенные и введенные в эксплуатацию на рубеже 20-х и 30-х годов, оборудовались литейными конвейерами, пневматическими подъемниками для установки опок, подвесными конвейерами, передвижными электроталями (тельферами) с кабинами управления, электро- и автокарами (самоходными грузовыми тележками), закуц-ленными у иностранных фирм. Но тогда же внутри страны, наряду с уже упоминавшимся крановыми конвейерным оборудованием общего назначения, началось изготовление специальных сборочных и подвесных конвейеров на заводах Транстехнрома и аккумуляторных грузовых тележек на московском Г аводе Динамо с 1932 г. был прекращен импорт литейных конвейеров, а несколькими годами позднее Уральский завод тяжелого машиностроения приступил к выпуску ковочных кранов, используемых для выполнения транспортных и некоторых технологических операций в кузнечных и прессовых цехах.  [c.182]

Давление прессования на автомате достигает 1,2 МПа при прессовании используется многоплунжерная головка. Автоматы аналогичной конструкции выпускаются для изготовления форм в опоках с размерами в свету от П00Х750 мм до 1500Х 1100 мм цикловая производительность автомата соответственно 280— 225 полуформ в час. На формовочном автомате имеется челночное устройство 4 для смены модельных плит в рабочем цикле.  [c.213]

На рис. 7 приведены схемы компоновки линий, в которых в качестве транспортного средства используют вертикально-замкнутый конвейер. Вертикально-замкнутый конвейер применяют только для транспортирования опок малого размера. Линии /—Я оснап ены формовочными автоматами для раздельного изготовления верхних и нижних полуформ линии 4—7 — автоматами для последовательного изготовления верхних  [c.223]

Прочность, как способность к восприятию внешних и внутренних сил, достигается расчетом па основе сопротивления материалов, а жесткость, как способность к подавлению нежелательных колебательных процессов и особенно зон резонансных частот, достигается расчетом на основе положений механики. Применение в качестве материала чугуна или стали определяется возможностями производства. Конструкция корпуса, выполняемая литьем из чугуна или стали, значительно конструктивнее, пожалуй, красивее, но требует изготовления моделей, шишельных ящиков, опок, обрубки и другого и в индивидуальном производстве очень дорога. Конструкция корпуса, выполняемая сваркой, для индивидуального производства более экономична, но для изготовления необходимы кондукторы для сварки и обязательный отжиг. Есть еще много технологических особенностей изготовления корпусов литьем или сваркой. С нашей точки зрения, при равных возможностях следует предпочтение отдавать литью. Для большей жесткости станин и стоек нижнюю реберную систему следует делать высокой (и), а не низкой (к).  [c.85]

Железобетонные модели изготовляются преимущественно крупные. Для облегчения веса чаще всего они делаются пустотелыми, с толщиной стенки от 40 до 60 мм. Состав бетона берётся от 1 1 до 1 2,5. При этом песок должен быть мелким, чистым, кварцевым. Процесс изготовления железобетонных моделей следующий. По деревянной или гипсовой промодели в жирной, формовочной смеси, при плотной набивке, изготовляют литейную форму, которую тщательно отделывают. Если нужно получить модель вместе с подмодельной плитой, то на опоку наставляют металлическую рамку и форму заполняют бетоном. Пустоты делаются с помощью вставленной внутрь формы  [c.72]

Способ изготовления двухслойных валков состоит в следующем. Вначале, как и при отливке обыкновенных валков, сушат опоки верхней и нимшей цапф и литника, а затем  [c.220]

---

технология литья видео, формовочная смесь

Литье в землю — это древнейшая технология отливки металлов. Она известна человечеству столько же, сколько и сами металлы — примерно с IV- III тысячелетия до н.э. Льют металл, разумеется, не в чернозем, а в специальную песчано-глиняную смесь.

Литье в землю

В доисторические времена первые центры металлургии возникали в местах, где неподалеку находились россыпи самородных металлов и созданные природой грунты, идеально подходившие по своему составу для изготовления форм. Такие центры литья в землю возникли на Крите, в Баварских Альпах и на юге Уральских гор, рядом с известным Каслинским заводом. Уникальные формовочные грунты некоторых месторождений использовались для литейных форм вплоть до нашего времени.

Несмотря на то, что современная металлургическая наука постоянно разрабатывает новые технологии литья и новые материалы для форм и моделей, древнейшая технология литья в землю не уходит во тьму веков, а активно применяется как на небольших производствах и художественных промыслах, так и на больших заводах.

Технология литья в землю

Литье в землю применяется при выплавке большинства металлов — как черных, так и цветных. Исключение составляют металлы, химически активные в обычном либо в нагретом до температуры плавления виде. Для них применяются специальные методы литья в землю и специальные же составы для форм.

Технология литья в землю

Технология литья в землю разбивается на несколько этапов:

1. изготовление модели
2. подготовка опоки
3. формовка земли в опоке
4. отливка металла
5. извлечение и обработка получаемой заготовки

Форма используется для литья только один раз. Ее придется разрушить, чтобы извлечь отливку. Однако материал формовочной земли после переработки доступен для повторного использования.

Средневековая технология литья в землю подробно показана в фильме А. Тарковского «Андрей Рублев». Один из героев, Потомственный мастер-литейщик, руководит отливкой бронзового колокола.

Формовочные материалы

Представляют собой смесь особо отобранных песков и глины, доля которой меняется от 2 до 50%. Доля определяется видом литья в землю и назначением земли. Архитектурное и скульптурное литье проводят в формы, содержащие 12-25%, для больших по размерам и отливок долю увеличивают до 25%

Классификация формовочных смесей

Формовочные материалы по назначению делят на:

Облицовочные смеси

Располагаются на внутренней поверхности формы и контактируют с жидким расплавом. К ним предъявляются особые требования по термостойкости, возможности противостоять перепадам температур, значительным поверхностным и объемным напряжениям. Облицовочные составы имеют мелкодисперсную структуру для более точной передачи деталей рельефа литья. От них также требуется достаточная пластичность, чтобы покрыть модель и точно повторить ее конфигурацию. Также важна и газопроницаемость.

Изготовление формовочной смеси

Наполнительные смеси

Заполняют часть опоки между моделью и стенками. К ним предъявляются другие требования. Их главное назначение –

• держать форму отливки, перераспределяя механические напряжения при литье и последующем остывании
• обеспечить выход плавильных газов, просачивающихся сквозь массы смеси.

В случае выхода плавильных газов через литники, верхняя часть отливки будет испорчена. Там образуются пузырьки и более крупные каверны.

Земли для литья в сырую форму используют для отливок несложных по геометрии чугунных деталей. Земли для литья в подсушенную форму применяют при подготовке к высокоточному, а также к художественному литью.

Виды литейных моделей и их свойства

В самом простом случае в качестве модели для литья в землю используют оригинал изделия. Однако при этом благодаря литейной усадке невозможно соблюсти точные размеры отливок.

Обычно же делают модель (или макет) — масштабную копию будущего изделия, увеличенную на значение литейной усадки.

Модель для литья в землю

Материалы для моделей должны легко формоваться для придания нужной конфигурации и легко обрабатываться для передачи деталей рельефа. Традиционно их изготовляют из дерева, воска, гипса и металлов. Не так давно стали использовать также различные пластики. Печатают их и на 3D-принтерах.

Основные свойства моделей:

• Прочность — необходима при трамбовке земли, чтобы сохранить конфигурацию изделия и его размеры.
• Легкость вынимания из формы. Поверхность макета тщательно обрабатывают, покрывают особой смазкой. При сложной конфигурации используют разборную модель.
• Легкоплавкость и испаряемость (в случае выплавляемых/ выжигаемых моделей)

По сложности конструкции различают следующие виды моделей:

• Цельные
• Разъемные
• С отъемными частями
• Для пустотелых отливок

Цельные модели

Применяются для несложных изделий, без заметных выступов и впадин. Извлечение такого макета в ходе формовки не вызывает затруднений.

Цельные модели

Используются для макетирования простых деталей, а также барельефов, постаментов и других простых художественных отливок.

Разъемные модели

Применяются для литья сложной геометрии, со значительным рельефом поверхности, обычно линия разъема проходит по плоскости симметрии детали. Модели для таких изделий делают из двух и более составляющих, которые формуются в разных опоках. Для литья в землю очень важно, чтобы части макета не сместились друг относительно друга. Для этого при изготовлении подмодели ее снабжают шипами и отвечающими им пазами. Пары пазы-шипы и фиксируют компоненты во время формовки.

Разъемные модели

Для литья в землю изделий с особо сложной пространственной конфигурацией применяют макеты с отъемными частями. Так, для вазы ручки не дадут извлечь модель из формы. Поэтому их изготовляют из дерева повышенной плотности из двух или более частей. Ручки извлекаются внутрь полости, в начале нижние их части, а за ними — и верхние. Чтобы получить полость в изделие, используют специальную часть формы, называемую стержнем. К материалу для стержней предъявляются особые требования — он каждой стороной прикасается к поверхности отливки, поэтому их делают из прочных сортов дерева. Стержень должен легко выходить из отливки.

Формовочные инструменты

По своему назначению подразделяются на два основных вида

• Набивочные
  • Подмодельные доски
  • Лопаты и совки для земли
  • Сита
  • Трамбовки: с тупым концом для уплотнения поверхности и с узким концом для мест со сложным рельефом. Применяют также и универсальные пневматические трамбовки со сменным наконечником.

    Трамбовка ручная

    • Счищалка, или правило — для разравнивания смеси и удаления ее избытков
    • Душники-наколки. Тонкие острые стержни служат для прокалывания в земле тонких газоотводящих канальцев
    • Киянки — используют для сплочения подмоделей и при их выколачивании.
    • Трепало — доска, опирающаяся на края формы. Уплотняет землю в случае применения макетов из малопрочных материалов.
    • Щетки. Чистить поверхность от остатков земли
• Отделочные
  • Гладилки — для коррекции изъянов
  • Режущие и колющие инструменты
  • Кисти для нанесения покрытий
  • Емкости — ведерки или мешки для хранения и нанесения порошковых покрытий.

Свойства формовочных смесей

Формовочную смесь характеризуют основные свойства:

• Прочность определяет способность формы сохранять свою конфигурацию
• Пластичность — важна для способности формы повторять подробности контура и деталей поверхности модели.
• Газопроницаемость. Крупнозернистые составы легче пропускают газы.
• Огнеупорность. Материал не должен плавиться или спекаться, ухудшая однородность поверхности отливки
• Податливость
• Гомогенность. Однородность смеси гарантирует постоянство ее свойств в пространстве.
• Теплопроводность. Качественный материал имеет низкую теплопроводность. Это не дает примыкающему к форме слою отливки слишком быстро остывать, ухудшая свои свойства
• Долговечность особенно важна для многоразовых форм. Для одноразовых форм долговечность означает число циклов повторного использования земли после измельчения и просеивания.

Свойства формовочных смесей

Для смесей разных назначений на первый план выходят разные свойства. Так, для облицовочных важны пластичность, огнеупорность и теплопроводность, а для наполнительных важнее прочность и газопроницаемость.

Виды формовки

Определяются разновидностью модели и выбранного метода литья.

По простой модели

Модель размещают на доске лицевой стороной вверх. Центруют ее относительно опоки. Покрывают облицовочной смесью, позже послойно добавляют наполнительную, тщательно уплотняя каждый слой. В опоку добавляют землю до заполнения. Сняв верхнюю опоку, вынимают макет и создают литниковую систему. Собирают опоки вместе, закрепляют и сушат.

По разъемной модели

Способ существенно упрощает технологию и повышает точность изготовления формы для литья. На доску помещают часть макета без шипов, устанавливают нижнюю опоку и формуют землю. По окончании конструкцию переворачивают, присоединяют к макету вторую часть, присоединяют верхнюю опоку и проводят ее набивку.

С фальшопокой

При особо сложной геометрии изделия применяю фальшопоку. Она не контактирует с расплавом, а играет роль фигурной подмодельной доски.

Способы формовки

Кусковая

Применяется при художественном литье, особенно скульптурных композиций. Модель обставляют несколькими независимыми опоками, соприкасающимися своими краями. Иногда отливку делят на относительно простые по конфигурации сегменты, макетируют и льют их независимо, после чего соединяют готовые отливки.

Шаблонная

Производится при литье в землю  изделий определенной формы. Различают

• Тела вращения (цилиндрические, конические и эллиптические)
• Прямоугольные или призматические.

Формовка земли осуществляется шаблоном соответствующей конфигурации, приводимым в действие мощным шпинделем для тел вращения или двигающимся по специальным направляющим для призматических форм.

Технология изготовления сырых песчано-глинистых форм

Сущность метода состоит в изготовлении формы для литья из влажной земли.

Сырая песчано-глинистая форма

Сырые песчано-глинистые формы используют для заливки несложных по форме чугунных деталей с низкими требованиями к качеству поверхности. Они недороги, но в них высок риск окисления готового изделия, поэтому для литья из более ценных металлов этот метод не применяется. Содержание глины в таких смесях — от 5 до 12 %, воды- 2-4%, антрацит — менее 1%.

Технология ЖСС

Технология жидко-стекольной смеси применяется там, где вдвигаются повышенные требования к качеству поверхности отливки. В состав смеси добавляют жидкое стекло и получившимся составом заливают модель. В опоку вводят углекислый газ, Проходит реакция, и ЖСС приобретает твердость. Требуется получить две полуформы, которые по окончании их твердения и извлечения макета соединяют. Получается оболочка, вокруг которой формируется наполнительная смесь.

Жидкое стекло

Качество поверхности отливки, соприкасающейся со слоем гладкого стекла, зачастую позволяет обойтись даже без последующей механической обработки. Остатки смеси сбиваются с отливки с помощью дробеструйной установки.

Холодно твердеющая смесь

Для укрепления формовочного материала используются химические вещества, связывающие частицы смеси. Этот метод обязан своим наименованием тому, что для схватывания реагентов не требуется нагрев и просушка формы. В смесь добавляются быстро схватывающиеся жидкие смолы, катализаторы и специальные затвердители.

Состав ХТС

Литье в ХТС

Литье в выполненные из ХТС формы отличается повышенной относительно других видов земли точностью и наиболее высоким качеством поверхности. Размеры форм ХТС заметно меньше, чем для литья в землю. Материалы для таких смесей стоят существенно больше.

ХТС применяется в случае изготовления особо ответственных изделий, использования высококачественно стали, цветных металлов и специальных чугунов.

Формовка ХТС

Работа с ХТС, в отличие от земли, требует быстроты — ведь время затвердевания смол с учетом используемых катализаторов и отвердителей составляет от 10 минут до получаса при 20 °С.

Трамбовка при этом методе не требуется, важно лишь точно расположить модель в опоке и быстро залить тщательно перемешанный и подготовленный состав. Материалы для оснастки обычно применяют такие, как дерево, металл или МДФ.

Вакуумное литьё по выплавляемым восковым моделям.

Дорогие друзья, сегодняшние и будущие клиенты нашей компании и просто случайные посетители нашего сайта! Мы продолжаем публикацию серии статей о литье – одной из основных, важнейших и интереснейших технологий, применяющихся для создания самых разнообразных изделий уже много веков и по сей день.

ВАКУУМНОЕ ЛИТЬЁ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ ВОСКОВЫМ МОДЕЛЯМ.

Существует большое количество способов литья, применяемых в современной ювелирной промышленности:

— литьё в землю (в т.ч. при помощи различной оснастки)

— этилсиликатное литьё

— литьё в одноразовые опоки

— центробежные виды литья

— и, наконец, вакуумные виды литья.

Именно его мы и будем рассматривать подробно, так как на сегодняшний день, как мы уже выяснили, это и есть самый широко применяемый способ литья для изготовления ювелирной и сувенирной продукции.

Итак, вакуумное литьё по выплавляемым восковым моделям.

И начинается в нём всё с качественной восковой модели или, как принято её называть среди ювелиров, — восковки. Конечно, качественную восковку невозможно получить без качественно изготовленной пресс-формы, которая, в свою очередь, должна быть снята с качественно разработанной и обработанной мастер-модели. Однако, мастер-модели и пресс-формы – это тема отдельная, которая в рамках этой статьи рассматриваться не будет, в силу того, что тема литья и так очень обширная и мы, не перегружая эту статью, прибережём её для отдельной публикации.

Как же изготавливаются «восковки»?

— при помощи пресс-формы и инжекторного бачка

— вырезаются вручную или на фрезерных ЧПУ-станках из скульптурного воска

— при помощи иных способов (обливные, инжектированные в металлические формы, изготовленные вручную нестандартными технологиями)

— печатаются из выжигаемых полимеров на 3D-принтерах

При первом способе (а это основной способ для серийного производства), воск в пресс-форму попадает при помощи инжекции (впрыска, подачи под давлением) из заливного клапана инжекторного бачка. Эти бачки, в свою очередь, возможно разделить на несколько типов:

— с ручным насосом

— с подключением к компрессору

— вакуумные (с подключением к воздушному и вакуумному компрессорам)

— полуавтоматические

— автоматические

Принципиальная разница существует между вакуумными и не вакуумными бачками, так как первые, непосредственно перед инжекцией воска в пресс-форму, откачивают из неё воздух. В то время, как из вторых воздух выдавливается как раз в процессе впрыска воска через специальные технологические резы – выпоры. Отсюда же вытекает и разница в употреблении различным образом изготовленных пресс-форм – для вакуумного бачка пресс-форма изготавливается отличным образом от пресс-форм, предназначенных для работы с обычными, не вакуумными инжекторными бачками.

Как бы то ни было, любая пресс-форма делается разъёмной, чтобы после того, как инжектированный в неё воск застыл, была возможность извлечь его для последующего использования, а саму пресс-форму приготовить к дальнейшим повторяющимся операциям.

Какие требования предъявляют к изготавливаемым при помощи пресс-форм восковкам?

1. Не должно присутствовать непоправимых деформаций

2. Не допускается наличия заметных швов и смещений

3. Не допускается наличие пузырьков воздуха или любых других включений, в том числе внутри восковой модели(контроль на просвет)

4. Вся геометрия очертаний восковой модели должна полностью повторять мастер-модель, с которой снята пресс-форма

5. Качество поверхностей восковки должно в разумной степени повторять качество поверхностей мастер-модели, с которой снята пресс-форма

После того, как восковая модель готова и её качество проверено, она размещается (путём припаивания) в специальном восковом блоке, часто называемом, в силу внешней похожести, «восковым деревом» или «ёлкой». Существует несколько техник сборки ёлок, однако имеются несколько основных принципов, применяемых в этом процессе:

— сверху ёлки припаиваются более мелкие и лёгкие детали, а внизу – более крупные

— детали на ёлке помещаются под углом менее 90 градусов по отношению к основному литнику(называется иногда стояком)

— восковки, размещаемые на ёлке не должны касаться друг друга и основного литника

— восковки припаиваются на ёлку таким образом, чтобы места их присоединения к литнику были максимально гладкими и не имели непропаев или любых зазоров.

После сборки ёлки попадают на участок формовки, где их размещают на специальных резиновых подставках – «башмаках» или «подошвах» и помещают в опоки – специальные металлические цилиндры, что позволяет в дальнейшем залить их формовочной массой.

Устройства, при помощи которых происходит процесс смешивания формовочной смеси и розлив её в подготовленные опоки, называют вакуумными миксерами, так как в современных условиях весь этот процесс происходит полностью в вакууме. После заливки формовочной массой, опоки с ёлками внутри оставляют в покое на несколько часов для качественного застывания гипса и предварительного высыхания.

Если на производстве применяется паровая вытопка воска, то после формовки и отстаивания, опоки помещают в неё. В ней из опок выплавляется большая часть содержащегося воска. После прохождения этой обработки опокам снова необходимо отстояться. И , после всех описанных процедур, опоки могут наконец оказаться в муфельной печи.

Для ювелирного и сувенирного производства используется довольно большая номенклатура формовочных смесей, основой которых в любом случае является кристобалит – довольно редко встречающийся в природе минерал, высокотемпературная  полиморфная модификация кварца, при нагреве меняющий свою структуру. Кроме него в формовочных смесях присутствует гипс, а также большое количество различных присадок выполняющих адаптивные функции. Выбор подходящей формомассы для литья – один из важнейших элементов процесса получения качественных отливок.

Ювелирные муфельные печи устроены таким образом, чтобы обеспечить совокупность осуществления необходимых процессов при прохождении прокалочного цикла опок. Нагревательные элементы(обыкновенно спирального типа) в них расположены как в стенках, так и в дверце (существуют редкие конструкции с нагревателями в полу или потолке печи), обязательно наличие программатора, в паре с термопарой, позволяющего управлять нагревом, а также шиберного отверстия, необходимого для отвода образующихся при выжиге воска испарений. Существуют очень разные конструкции печей, например, позволяющие штатно размещать внутри себя опоки в несколько этажей, цилиндрической формы и оборудованные ротационным механизмом, с различными системами слива воска или принудительного оттока воздуха и т.д. Все эти усовершенствования позволяют, как правило, положительно повлиять на результат прокалки, однако в минимальной комплектации, наличие многостороннего нагрева, термопары с контроллером и шиберного отверстия является нормой, а остальное относится к разряду желаемого.

Прокалочный цикл в печах программируется таким образом, чтобы добиться наилучшим образом сочетания двух факторов – удаления из опоки всех остатков воска и хорошей полимеризации формовочной смеси. График прокалки опок в печи напоминает по виду лестницу: набор температуры, выдержка на заданной «полке», снова набор, снова выдержка формовочной смеси, то есть удаления из неё излишков влаги. Дальнейшие «полки» ступенчатым образом выводят печь на максимальную температуру программы – чаще всего 740 градусов Цельсия, в процессе чего формомасса полимеризуется и приобретает необходимые для заливки в неё в вакууме металла свойства.. Затем, после прохождения всего прокалочного цикла, температура опускается до заданной для заливки металла. Весь стандартный прокалочный цикл продолжается обычно не менее 12 часов, с момента постановки опок в печь, а часто значительно дольше.

После прохождения прокалочного цикла, опоки готовы к розливу в них металла. В современных литьевых цехах и мастерских этот процесс, как правило, происходит при помощи литьевых машин. Конструкции этих машин весьма разнообразны, условно могут быть разделены по способу плавки металла и по способу залива, по наличию/отсутствию и составу инертной среды, степени автоматизации процесса.

По способу плавки различают машины со спиральными нагревателями и индукционным нагревательным элементом; по способу розлива: донный розлив, «перевёртыши», розлив через край; по инертной среде — одно и двухгазовые машины и машины без инертной среды; по автоматизации процесса — ручного розлива, полуавтоматические и автоматические.

Розлив металла производится под воздействием глубокого вакуума на опоку, при температуре немного превышающей его температуру плавления, по возможности, или в вакууме, или в инертной среде, для предотвращения контакта расплава с кислородом воздуха.

После розлива металла в опоки, они охлаждаются в естественных условиях, затем помещаются в размывочные ванны, после чего, извлечённые описанным образом из опок литьевые полуфабрикаты в виде «ёлок», обрабатываются в водоструйной кабине с целью удаления с них остатков формовочной массы. При необходимости отбеливаются в водных растворах кислот. Очищенные отлитые ёлки могут быть подвергнуты, кроме того, очистке в УЗВ, обработке паром при помощи парогенератора и, иногда, галтованию в магнитной галтовочной машине. После очистки «ёлки» сушат (чаще всего или в специальной камере, или при помощи промышленного фена). Затем производят процесс «раскусывания», т.е. срезают отлитые детали с «ёлки», состригают с деталей избыточной длины литники и получившуюся продукцию сдают на склад, где она сортируется, приходуется и производится отбраковка деталей, не прошедших ОТК. Полученные таким образом литьевые полуфабрикаты могут быть переданы в ювелирный цех для дальнейшей обработки.

Автор статьи: Иван Геннадьевич Скворцов.

Основатель и генеральный директор производственной компании 3D Avtozavod.

Технологии литья металлов, производство отливок на производстве

Производство отливок: технологии литья металлов

Литейные сплавы: об основных технологических свойствах

Первой среди них стоит жидкотекучесть. Это значит, что расплавленный материал растекается по каналам литейной формы, заполняет контуры. Последние благодаря такому свойству воспроизводятся с максимальной чёткостью.

С помощью специальных проб определяют, имеется ли свойство жидкотекучести или нет. Замеры принимают длину заполненной спирали Архимеда.

Минимальная толщина стенок у отливки как раз выбирается в зависимости от жидкотекучести:

1. 3,4 мм для мелких отливок из СЧ в песчаных формах.
2. 8-10 мм в случае со средними габаритами.
3. 12-15 – для крупных.

Остальные отливки выпускаются с толщиной в 5-7, 10-12 или 12-20 мм.

Не стоит забывать об усадке. Такое название дали процессу, при котором отливка уменьшается в объёмах во время охлаждения. Начинается всё в литейной форме, с металла в жидкой форме. И до тех пор, пока не наберётся температура окружающей среды.

Разные материалы отличаются друг от друга разным уровнем усадки. Для её определения важными становятся следующие факторы:

• Химический состав.
• Температура заливки.
• Конфигурация заготовки.

Стандартное значение –в пределах от 1,9% до 2,1%.

Чтобы не образовались большие напряжения и трещины, важно предусматривать сохранение следующих свойств:

1. Равномерная толщина у стенок.
2. Плавные переходы.
3. Нормальные радиусы у сопрягающихся поверхностей.
4. Устранение элементов, усложняющих усадку.

Стержни и материалы должны обладать повышенной податливостью для достижения лучшего результата.

Газопоглощением называют способность растворять разные газы, которой могут обладать литейные сплавы в расплавленном состоянии. Растворимость газов уменьшается, когда они находятся в затвердевшем состоянии, а потом охлаждаются. Из-за этого в отливках появляются браки в виде газовых раковин и пор.

Есть понятие ликвации – его применяют для неоднородности состава в различных частях отливки. Бывает дендритной, зональной.

Дендритная происходит в пределах одного ядра.

Зональной называют неоднородность, проявляющую себя по всему объёму отливки.

Отливки изготавливаются с использованием следующих нескольких способов:

• Центробежное литьё.
• Литьё под давлением.
• В кокиль.
• В формы со специальными оболочками.
• По выплавляемым моделям.
• В песчаные формы.

Есть так называемые специальные способы литья:

1. Композиционное.
2. С использованием магнитных полей.
3. Суспензионное.
4. Электрошлаковое центробежное.

О литье в песчаных формах

Литейное производство и направлено на получение отливок. Это литые металлические изделия, которые производят путём заливки металлов в расплавленной форме внутрь специальных литейных форм. Потом идёт застывание, приобретение конкретных очертаний.

Технологическая оснастка при литье

Литейная оснастка – это специальные приспособления, которые применяют для получения необходимых изделий с требуемыми характеристиками. Пример – опоки, стержневые ящики, подмодельные плиты, модели и так далее.

Начнём с моделей. Это наименование приспособлений, с помощью которых получаются отпечатки полости, соответствующие наружным конфигурациям отливки. В форме при сборке устанавливают стержни, которые способствуют образованию отверстий и полостей внутри отливок, иных контуров со сложными габаритами.

Изначально модели делают больше по сравнению с отливкой, чтобы учесть величину линейной усадки, характерной для сплава. Размер припусков учитывают при механической обработке отливок. Припуском называют слой металла, который удаляется при такой работе. Он определяется размерами отливок, видами сплава. По сравнению с боковыми и верхними частями конструкции, припуск для верхних должен быть чуть больше. Это связано с появлением наверху скоплений в виде газовых включений, частичек формовочной смеси, шлаков. Возникают некоторые проблемы при удалении стержневой смеси, спёкшейся внутри, с отверстий небольших размеров. При последующей обработке механическим путём это отрицательно сказывается на стойкости режущего инструмента. Литьём рекомендуют выполнять отверстия, чей диаметр находится в пределах 25-30 мм.

От высоты отливки зависят формовочные уклоны. Их добавляют в модели, чтобы было проще удалить их из формы. Обработке подвергаются поверхности Формы могут быть разрушены при извлечении, если не будет уклонов. А сама формовочная смесь с большой вероятностью просто осыпается.

Знаки – наименование выступающих частей у модели, при помощи которых получают отпечатки знаковых частей у стержней. Главное – отсутствие уклонов и острых углов в местах, где стенки отливок сопрягаются.

Термин галтель применяют по отношению к скругленным внутренним углам. Наружные предполагают применение название «закругления».

Для моделей применяют следующие разновидности материалов:

• Пластмасса.
• Металлические сплавы.
• Древесина.

В случае с деревом используют хорошо просушенную основу, из бука или ясени, сосны. Изделие склеивают из отдельных брусочков, а не из цельного куса, это предотвращает коробление. При этом придерживаются различного направления у волокон, составляющих изделие. Но такие конструкции не могут похвастаться долговечностью.

Чистая рабочая поверхность и высокая точность – главные преимущества металлических аналогов, помимо увеличенного срока службы. В производстве применяют сплавы алюминия, отличающиеся уменьшенной плотностью. Этот материал не окисляется, допускает обработку резанием.

Небольшая масса, защита от коробления, устойчивость к воздействию влаги – главные преимущества моделей из пластмасс. Одно из перспективных направлений – применение вспененного полистирола. Его не требуется вытаскивать из формы перед заливкой, материал газифицируется при выполнении работы.

Для изготовления стержней применяют специальные стержневые ящики. Они обеспечивают увеличенную скорость при извлечении стержня и делают уплотнение смеси равномерным. Отличаются наличием уклонов, что делает их похожими на модели. По конструкции бывают неразъёмными и разъёмными, а материалы в производстве – те же, что и у моделей.

Опоками именуют рамы различной формы, изготовленные из металла. Их главное назначение – использование формовочных смесей для изготовления литейных полуформ. Материалы в производстве применяют следующих разновидностей:

1. Сталь.
2. Чугун.
3. Алюминиевые сплавы.

Собираются из отдельных частей, бывают литыми или сварными. Для уменьшения массы стенки часто делают с дополнительными отверстиями. Это упрощает удаление газов, способствует лучшему скреплению между элементами конструкции. Скобы и другие подобные приспособления служат для скрепления.

О формовочных, стержневых смесях

Литейное производство предполагает широкое применение глинистых и других смесей для получения отливок с разными формами. Есть разовые формы, в которых можно получить только одно изделие за раз. Форма разрушается, когда готовую деталь изымают, выбивают.

Для формовочных и стержневых смесей важно наличие определённых характеристик. Стоит подробнее остановиться на некоторых из них.

Газопроницаемость.

Из-за пористости многие смеси пропускают газы через стенки формы. Расплавленные формы металлов всегда содержат растворённую форму газов, которые выделяются при охлаждении и затвердении. Из самих формовочных материалов при нагревании газы тоже выделяются в большом количестве. Газовые пузыри или раковины как раз появляются в теле изделия, если газопроницаемости недостаточно.

Непригораемость.

При наличии такого свойства смесь способна долгое время выдерживать высокие температуры, не вступая с ними в химические реакции, не оплавляясь. Качество поверхности ухудшается из-за плёнок пригара, в этом случае и дальнейшая обработка поверхности затруднена. Газопроницаемость резко начинает уменьшаться, если материал оплавляется.

Податливость.

Название для способности смеси сокращать свой объём при воздействии усадки металла. Отливка выпускается с напряжениями, если этой характеристики недостаточно. Результат – образование трещин в дальнейшем.

Пластичность.

Сохранение смесью полученной формы, воспринимать очертания модели или стержневого ящика.

Поверхностная прочность или осыпаемость.

То, как смесь сопротивляется истирающему воздействию металлической струи. При недостаточном уровне частицы формовочной смеси отделяются друг от друга, попадают в отливку.

Прочность.

Сохранение формы без разрушения, пока её готовят и обрабатывают. Даже сильные толчки при сборке и транспортировке не должны приводить к быстрому появлению дефектов. Давление заливаемого металла тоже должно сохраняться.

Стержневые и формовочные материалы в равной степени изготавливаются из искусственных, либо натуральных исходников. Основой для большинства смесей служит песок. В большинстве случаев выбирают кварцевую его разновидность, состоящую из кремнезёма. Это огнеупорный, твёрдый и прочный материал. Для мелкого литья используют разновидности мелкозернистых составов. Благодаря этому формовочная смесь может похвастаться газопроницаемостью.

Цирконовый песок, хромит и некоторые другие материалы применяют в изготовлении деталей редко. Это дорогие аналоги, хотя они лучше кварцевого песка в смысле теплопроводности, термохимической устойчивости. Пример назначения таких основ – крупные стальные отливки с чистой поверхностью, когда сохранение определённых характеристик становится особенно важным.

Вторым исходным материалом для формовочных смесей можно назвать глину. Это связующее вещество, способствующее сохранению прочности и пластичности. Широко распространены бентонитовые, каолинитовые разновидности состава. Гидридные оболочки из водных молекул образуются на поверхности глиняных частиц в присутствии влаги. После такой обработки сцепление материала улучшается, обеспечивается лёгкое скольжение. Связующая способность глины становится лучше, если она удерживает больше воды на поверхности, пластичность формовочной смеси в этом случае тоже лучше. Прочность смеси возрастает по мере того, как воду удаляют с поверхности.

В качестве связующих веществ для формовочных смесей может выступать не только глина, но и другие компоненты:

1. Сульфитно-спиртовая барда.
2. Декстрин.
3. Смолы синтетического происхождения.
4. Жидкое мыло, и так далее.

Такие вещества включают в состав в количестве 1,5-2%. После отвердение занимает гораздо меньше времени.

В песчано-глинистые смеси вводят и другие добавки, чтобы улучшить первоначальные качества. Пример противопригарных материалов для стального литья:

1. Хромистый железняк.
2. Пылевидный кварц.

Каменноугольная пыль и мазут применяются в случае с чугунным и цветным литьём. Древесные опилки добавляют для увеличения газопроницаемости, податливости.

Формовочные смеси можно разделить на несколько групп по характеру использования:

1. Единые.
2. Наполнительные.
3. Облицовочные.

Сырыми или сухими они могут быть в зависимости от состояния литейной формы при её изготовлении.

В зависимости от литейного сплава выбирают, какой будет состав у формовочной смеси. Учитывают факторы вроде температуры плавления и усадки, массу и размеры, конфигурацию отливки.

Тонкий слой противопригарных материалов используют для предотвращения пригара, улучшения чистоты поверхности. Припыли применяют в случае с сырыми формами.

Формы для чугунных отливок предполагают применение:

Порошкообразную смесь магниевого оксида.

Древесный уголь.

Бетонит.

Порошкообразный графит.

В случае со стальными отливками основная смесь состоит из других компонентов:

1. Циркон.
2. Пылевидный кварц.
3. Огнеупорная глина.
4. Оксид магния, другие подобные материалы.

Противопригарные краски актуальны, когда речь идёт о сухих формах. Допустимо добавление водных суспензий материалов, вместе со связующими.

Литниковые системы

При заливке металлов используют так называемую литниковую систему. Это совокупность каналов и резервуаров, по которым сплав попадает в полость формы из ковша. Литниковая система работает, чтобы металл попадал в форму, и процесс был непрерывным. Обеспечиваются и другие этапы работы:

• Питание отливки, чтобы компенсировать усадку.
• Защита от дальнейших разрушений в форме.
• Защита от попаданий внутрь шлака, воздушных струй.

Любая литниковая система состоит из следующих компонентов:

1. Питатели.
2. Шлакоулавитель.
3. Стояк.
4. Литниковая чаша.

Размывающее действие струи расплава уменьшается благодаря использованию чаши. Эта же часть способствует задержанию всплывающего шлака. Иногда устанавливают фильтры, чтобы повысить эффективность задержания шлаковых включений не только в чашу, но и в другие элементы. Это керамические сетки, либо применяют специальную стеклоткань.

Стояк – это канал с круглым сечением, бывает коническим, либо сужающимся к низу. По нему металл попадает в шлакоулавитель.

Сам шлакоулавитель нужен для задержания шлака и других частиц. Это горизонтальный канал, расположенный в верхней полуформе, обычно трапециевидного сечения.

Суть питателей в том, что это каналы с сечением в виде прямоугольника или трапеции. Они примыкают к шлакоуловителю в нижней части. Назначение деталей – подвод металла непосредственно в полость формы.

Обычное место крепления для шлакоуловителей – нижняя полуформа, они должны при этом сохранять некоторое расстояние до стояка и концов шлакоуловителя. Иначе шлак и другие частицы с большой вероятностью задерживаются внутри. Самое большое сечение у стояка, далее идёт шлакоуловитель, затем питатели.

Каналы для выхода из формы воздуха и газов по-другому называются опорами. Их монтируют над самым высоким местом полости формы, чаще это сторона, противоположная месту, где металл заводят внутрь. Благодаря такой конструкции усадка застывающего материала происходит мгновенно. Полноту заполнения формы металлической частью проще контролировать.

Есть ещё специальные полости, наполненные металлом в жидкой форме. При изготовлении отливок их делают из стали у наиболее массивных частей. Благодаря этой части отливки защищены от рыхлот и усадочных раковин. Сами такие «прибыли» застывают последними, они способствуют бесперебойному процессу заполнения формы жидким металлом.

Ярусная, верхняя и нижняя литниковые системы применяются в зависимости от размеры и форм отливок, состава и свойств литейного сплава. Для мелких деталей с небольшой высотой актуальна верхняя система, она самая простая и доступная. Чем больше высота – тем больше металл размывается струёй, увеличивая процесс разбрызгивания и окисления. Количество неметаллических включений в телах отливок после этого увеличивается.

В случае со средними и толстостенными отливками актуальна нижняя система. Она делает так, что заполнение металлом проходит спокойно. Но конструкция и эксплуатация в этом случае усложняются.

При ярусной системе питания отливок идёт последовательно снизу вверх. Применяется для самых крупных разновидностей отливок. Она сложна в изготовлении, предполагает дополнительный расход металла.

Изготовление литейных форм

Ручное изготовление форм предполагает выполнение действий в следующей последовательности.

Начинают с изготовления нижней полуформы.

На подмодельную доску устанавливают нижнюю половину модели, у которой нет центрирующих шипов. После этого ставят опоку. Разделительным составом покрывают поверхность модели и доски, чтобы смесь и оснастка не прилипали друг к другу. Обычно для этого применяют графит или тальковый порошок, кварцевый песок. 20-30 миллиметровый слой облицовочной смеси тоже наносят на модель, руками вокруг самой модели уплотняют эту же часть. Остальной объём опоки заполняется наполнительной смесью. Трамбовка сначала идёт у стенок опоки, потом переходит к средней части. Линейку применяют для срезания излишков. Отверстия для выхода газов накладывают на расстоянии 10-15 миллиметров от модели, и 40-50 мм друг от друга. Вторая подмодельная доска закрывает заформованную опоку, потом всё переворачивают на 180 градусов.

Изготовление верхней полуформы.

Верхнюю половину модели устанавливают на нижнюю половину, по центрирующим шипам. Следом устанавливают модели шлакоуловителей вместе со стояком и выпорами. Тонким слоем сухого кварцевого песка посыпают поверхность разъёма формы, чтобы защититься от прилипания смеси в нижней опоке к формовочному аналогу. По центрирующим штырям на нижнюю опоку устанавливают верхнюю. Наполнение формовочными смесями идёт так же, как и в случае с верхней частью. Литниковую чашу прорезают гладилкой, когда уплотнение смеси завершено.

Извлечение моделей.

Требуется раскачать модели стояка и выпоров, удалить их из верхней полуформы. Опоку внизу тоже снимают, потом поворачивают на 180 градусов, чтобы разъём находился вверху. Питатели прорезают гладилкой, в плоскости разъёма нижней полуформы. Половину обычных моделей и модель шлакоулавителей тоже удаляют из полуформ, слегка раскачав конструкции. Важно удалить любые дефекты, которые появились в процессе работы. Для удаления возможных засоров всё обдувают сухим влажным воздухом. Молодой древесный уголь или графит применяют для припыливания поверхности.

Сборка литейной формы.

Стержень устанавливают в нижнюю полуформу, когда подобное действие необходимо. Потом сверху идёт верхняя полуформа. Скобами или штырями конструкцию фиксируют, потом на верхнюю полуформу устанавливают груз. Это необходимо, чтобы предотвратить уход металла жидкой формы через разъём во время отливки. Металл заливают в форму, пока не будет заполнен весь объём.

Литьё на основе выплавляемых моделей

Такой способ использовался для литья скульптур ещё много лет назад. В 40-ых годах двадцатого века нашёл применение в сфере машиностроения.

Отличается трудоёмкостью процесса и высокими ценами. Но во многих ситуациях оправдано и применение такой технологии, например:

1. При отсутствии последующей обработки механического характера.
2. Если механическая обработка сама слишком сложная и трудоёмкая.
3. Используются труднообрабатываемые сплавы.

Изготовление отливок по выплавляемым моделям существует большое количество, как и рецептур по модельным и формовочным смесям.

Широкое распространение получила смесь, в которой по 50% стеарина и парафина. Под небольшим давлением в пресс-форму из печи размещают легкоплавкий сплав в расплавленном состоянии. Результат – легкоплавкие модели, сохраняющие точные размеры.

Легкоплавкую модель достают из формы, когда изделие полностью затвердеет. Потом всё собирается в блоки с литниковой системой. Следующий этап – погружение в огнеупорную суспензию, состав которой включает 70% кварцевой муки и 30% гидролизованного раствора этилсиликата с повышенной клейкостью. Блок с моделями посыпают кварцевым песком, потом подвергают сушке. Эти операции повторяют по несколько раз, чтобы в итоге получить конструкцию с толщиной 5-8 миллиметров.

Плавление идёт с помощью горячего воздуха, температура которого составит 120-150 градусов, допустимо применение и холодной воды. В металлический жакет помещают облицованную и просушенную форму, когда речь идёт о крупных разновидностях отливок. Потом всё засыпают песком и уплотняют, либо засыпают металлическими смесями.

Потом идёт прокаливание готовой формы, пока не наберётся температура в 850-900 градусов. При таких условиях выгорают все остатки легкоплавкого металла. Сама форма становится прочной керамической оболочкой.

Расплавленный сплав помещают в форму. Используют центробежные силы, когда возникает необходимость.

Блоки отливок выбивают из опок после того, как металл затвердел. Отдельно отбивают корку из керамики. Для этого отливки выщелачивают в ванне с раствором при 120 градусах. Потом остаётся всё промыть в горячей воде. Многие заводы автоматизируют и механизируют процессы обработки.

Для получения точных отливок в промышленности начали применять следующие технологии:

• По газифицирующим моделям.

• По выжигаемым моделям.

• По размораживаемым.

• На основе растворяемых.

• Газофицируемые модели или использование пеномоделей – один из самых перспективных методов.

В этом случае предполагается применение неразъёмных форм. Из них модель не извлекают. Теплота расплавляемого металла и обеспечивает газификацию. Масса итоговых отливок – от 0,2 килограмм до нескольких тонн.

Малой плотностью отличается сам пенополистирол, который применяют в изготовлении деталей. Его разложение происходит при 300-350 градусах. В результате выделяются только пары стирола, обработка идёт даже обычной проволокой и ножами.

Для единичного производства берут пенопластовые модели, проходящие ручную обработку. Пилы, рубанки и станки становятся незаменимыми помощниками в этом процессе. Модели можно изготавливать по частям, чтобы потом соединять их в единое целое.

Вспенивание внутри форм из пластмасса или металла – метод, который применяют в случае с крупносерийным производством. Полистироловые гранулы загружают внутрь формы с полостью, которая напоминает модель по конфигурациям и размерам. Гранулы начинают вспениваться и расширяться при нагревании, спекаются друг с другом. Полость формы заполняется полностью. Модель извлекают из формы после окончания охлаждения.

Для формовки пенопластовых моделях в опоках используют обычные методы. Встряхивающие и вибрационные станки применяют для формовочных смесей.

Форму заливают сплавом, когда производство почти закончено. Модель проходит газификацию. Газы удаляются в выпоры. Отливка образуется на том месте, где раньше была модель.

Изготовление отливок на пенопластовой основе предполагает и другие методы. На завершающих этапах удаление модели предполагает применение таких технологий:

1. Растворение.
2. Прокаливание формы.
3. Электроплавка.
4. Продувка формы.

Пенопластовые модели легко заменят выплавляемые аналоги.

Применение оболочковых форм

Расплавленный металл свободно заливается в оболочковые формы на основе из термореактивных смесей.

Разновидность способа литья с разовыми песчаными формами. В итоге появляются поверхности с высоким качеством изготовления. В основе смеси – кварцевый песок и смола синтетического происхождения. При 70 градусах фенолформальдегидные смолы начинают растворяться, их температура плавления достигает 120 градусов. Спустя несколько секунд материал переходит к отвердению. При 450 градусах у смолы идёт выгорание. Способы получения оболочковых форм основаны на способностях смол переходит из жидкого состояния к твёрдому необратимому. После заливки модель легко разрушается, освобождая необходимое место.

Литьё в металлические формы или кокиль

Кокилями называют модели, изготовленные из металла. Расплавленные составы свободно растекаются по ним для получения результата.

Чугун, сталь и другие сплавы применяют при изготовлении кокиля чаще всего. Способы такого литья отличаются своими преимуществами:

1. Большое число заливок, от нескольких десяток до сотен тысяч.
2. Чем ниже температура заливаемого сплава, тем больше стойкость.
3. Применение формовочной смеси в этом способе исключено.
4. Технико-экономические показатели производства улучшаются.
5. Лучше санитарно-гигиенические условия труда.

Процесс катализации сплава ускоряется благодаря высокой теплопроводности кокиля. Тогда отливки обладают повышенной герметичностью, механические свойства у них тоже повышены.

Допустимо многократно получать отливки разных размеров, ведь металлические формы прочные. Качество поверхности повышается при минимальном физико-химическом взаимодействии между металлом формы и отливки.

Есть и недостатки:

• Необходимость точного соблюдения технологических требований, иначе возникнет напряжение.
• Высокая стоимость производства кокилей.
• Малая стойкость форм.

До 6% от общего числа стальных отливок получают в кокилях. Для серийного и массового производства этот метод отливки будет целесообразным с экономической точки зрения. Изготовление чаще идёт из двух половин, которые в обычном литье соответствуют полуформам. Внешней конфигурации отливки соответствует рабочая полость кокиля. В эту форму устанавливают песчаные стержни, образующие полость с конфигурациями отливки. Каналы литниковой системы выполняют, чтобы заливать кокиль жидким металлом в плоскости разъёма или в стержне. Между полостью кокиля и стержнем пространство полностью заполняют сплавом, в результате чего получаются отливки. Кокиль раскрывают после затвердевания, изнутри выталкивается готовая отливка.

После процессы повторяют.

Кокиль выпускают с одним или нескольким разъёмами, в зависимости от конфигурации отливки. Сами плоскости у разъёма тоже бывают нескольких видов:

1. Горизонтальные.
2. Вертикальные.
3. Комбинированные.

На рабочую поверхность наносят теплоизоляционные покрытия, способствующие достижению следующего результата:

• Повышение стойкости кокиля.
• Защита от образования закалённого слоя возле поверхности.
• Уменьшение скорости охлаждения отливок.
• Для изготовления теплоизоляции применяют один материал, либо сразу несколько. Патока или жидкое стекло выступают связующими материалами.

Кокиль отличается почти полной газонепроницаемостью. Через выпор и специальные каналы газ удаляется из конструкции. Стандартная глубина каналов составит 0,2-0,5 мм. Жидкий сплав через них не вытекает, зато для удаления именно газов конструкция подходит хорошо.

По сравнению с песчаными формами, такой процесс гораздо легче механизировать и автоматизировать. Однопозиционные и карусельные кокильные машины облегчают механизацию. Машины помогают автоматизировать такие процессы:

1. Открывание и закрывание кокилей.
2. Постановка, удаление металлических стержней.
3. Выталкивание отливок из кокиля.

Технология литья под давлением

Под давлением в этом случае осуществляются такие этапы, как заполнение сплавом и формирование отливок. В массовом производстве тонкостенных изделий технология стала незаменимой. Плюсы:

• Большая точность размеров у отливок.
• Высокое качество поверхности.
• Отсутствие требований по механической обработке.

В час этим методом легко выполнить 200-400 циклов. Формы изготавливаются стальными при литье под давлением. Характерно применение неразъемных стержней, изготовленных из металла. По сравнению с кокилями, формы и конструкция здесь более сложные, поэтому возрастает и стоимость. Песчаные стержни слишком легко разрушаются под воздействием струи металла. Образуется газовая пористость, поскольку газы не успевают удалиться из формы.

Предполагается использование пресс-форм – это сложные приспособления из 30-=100 деталей. С рабочей частью, выполненной из специальных вкладышей. Для образования отверстий в отливке автоматически вставляются и вынимаются металлические стержни.

Камера прессования заполняется сплавом. Полость пресс-формы заполняется металлом во время этого процесса. Отливку выталкивают толкателями, когда конструкция раскрывается.

Машины для литья под давлением – разновидность сложных технических установок. Вот лишь основные детали:

• Корпус.
• Направляющие.
• Гидравлические цилиндры. Последние приводят в движение половины пресс-формы, отвечают за металлические стержни.
• Те же цилиндры создают давление для прессования металла.

Низкое давление – промежуточный вариант между обработкой под давлением и с использованием кокилей. Электронагреватели применяют для расплавления металла в герметически закрытом тигле. По стальному металлопроводу основные материалы попадают в форму. Давление газа внутри тигля снимают после отвердения, потом идёт удаление отливки.

О центробежном литье

Предполагается свободная заливка во вращающиеся формы. Формирование отливок идёт при воздействии на них центробежных сил. Заливаемый металл отбрасывается к стенкам формы, где всё твердеет, приобретает конечную форму. В промышленности этим способом получают разные изделия.

Для образования полостей цилиндрических отливок стержни в этом способе не используют. Итоговые изделия могут похвастаться высокими механическими свойствами, плотностью. Благодаря этому методу становится проще обрабатывать сплавы с низкой жидкотекучестью.

Центробежное литьё отличается и некоторыми недостатками. Главный – трудность получения качественных отливок, когда речь о ликвирующихся сплавов. Отмечают невозможность выполнения точных размеров отверстий в отливках. Результат зависит от того, сколько внутрь залито металла.

Формы вращаются за счёт воздействия специальных машин, которые называются центробежными. Оси вращения бывают горизонтальными или вертикальными, в зависимости от расположения в пространстве.

Поперечное сечение и равномерная толщина стенок характерны для изделий в случае с горизонтальной осью вращения. Отличный вариант для длинных, трубкообразных изделий. Через желоб металл из ковша заливают в форму. Жидкий металл попадает на внутреннюю стенку вращающейся формы. Вокруг образуется плотная цилиндрическая отливка, которую потом легко удалить изнутри. Центробежные машины предполагают применение только металлических форм.

В случае с вертикальной осью форму закрепляют на шпинделе, а движение идёт за счёт силы электродвигателя. Форма вращается до тех пор, пока отливка не затвердевает, и её не извлекают из внутреннего пространства.

Внутренняя поверхность у осей вращения формы в случае с вертикальным расположением параболическая. Толщина вверху у отливки больше, чем внизу. Высота отливок в результате этого метода остаётся небольшой.

Литье по выплавляемым моделям — Александр

 

Оборудование для литья:

Металл в формы заливают двумя способами: центробежным и вакуумного всасывания. Принудительное заполнение литейных форм при центробежном способе происходит под действием центробежных сил вращающейся печи. Сущность способа вакуумного всасывания заключается в удалении (выкачивании) воздуха из литейной формы во время заливки. Давление в форме понижается до 0,75-2,25 Па против атмосферного, создавая таким образом искусственное избыточное давление жидкого металла на стенки формы.

Какое купить оборудование, какой тип литья предпочтительней, чтобы выдержать растущие требования к качеству литья и при этом достичь высокой производительности по выпуску изделий, технологической гибкости, возможности работать с малыми и большими дозами шихты.

Большинство ювелирных литейных участков по инерции еще продолжают эксплуатировать старого класса ручные поворотные установки с резистивными нагревателями или муфелями. Чтобы обеспечить выполнение заказов в срок приходится отливать на 5-15% продукции больше, чем заявлено, так как некоторые из этих отлитых заготовок снова попадают в переплав по причине невозможности устранения литейных дефектов. При этом, увеличиваются общие затраты производства связанные с повышенной трудоемкостью монтажных операций и исправлением дефектов.

При центробежном способе литья заполнение форм жидким металлом и его кристаллизация происходят под воздействием центробежных сил. Качество литья при этом зависит от умения точно рассчитывать и управлять параметрами разгона и вращения центрифуги. Скорость вращения центрифуги влияет на время заполнения формы и на качество поверхности отливки, а разгон с изменяемым ускорением должен задавать непрерывность течения струи в режиме близком к ламинарному режиму. Для устранения вибраций и механических колебаний необходимо тщательно перед процессом заливки балансировать на машине каждую опоку путем перестановки положения груза — противовеса. Все эти моменты весьма сдерживают процесс продвижения центробежных машин в ювелирную отрасль.

Весьма привлекательно для ювелиров выглядят новые разработки литейных вакуумных машин, в которых индукционную плавку металла проводят в защитной среде, а заливку металла осуществляют в вакуумируемую форму через донную часть тигля. Еще более совершенными выглядят вакуумные индукционные машины, в которых допускается возможность создания избыточного давления для подпрессовки жидкой в фазы металла в момент окончания заполнения формы.

Так же большую роль в ювелирном производстве играет процесс плавки, который во многом зависит от типа используемой печи. Наиболее предпочтительно использование индукционных печей или установок с регулировкой мощности нагрева, которые быстро, с минимальным угаром благородного металла позволяют достигнуть температуры литья металла. При этом, электромагнитное поле индуктора обеспечивает не только нагрев, но и перемешивание жидкого металла, которое дает однородность и гомогенность сплава от низа до верха заливаемой формы. Все это немаловажно для качественного ювелирного литья.

Существуют также метод совместного литья под давлением и вакуумного всасывания и совместное применение центробежного литья и вакуумного всасывания, однако из-за сложности литьевых механизмов они не нашли широкого применения.

В настоящее время применяют литьевые машины, однако из-за высокой цены установок и расходных материалах, большого срока окупаемости и ограничений литьевых машин, чаще всего используют обычную индукционную печь, вакуумный насос и рессивер. Иногда этого достаточно, чтобы делать шедевры.

Эталоном модели называется оригинал — образец будущей отливки.

Металлическая модель снабжается воронкообразным литником и с нее снимается резиновая форма. Материал для изготовления эталона не должен менять свои свойства, разрушаться в процессе вулканизации резиновых пресс-форм, химически взаимодействовать с резиной. Параметр шероховатости поверхности эталона должен быть не ниже требуемого для получаемых по нему отливок: раковины, царапины, вмятины на его поверхности недопустимы. Размеры эталона должны превышать размеры готовой модели (на 5 — 6 %) с учетом общей усадки металла при затвердении отливок и припуска на механическую обработку.

На предприятиях ювелирной промышленности для изготовления эталона обычно используют золото пробы 585, причем поверхность его покрывают родием для нейтрализации действия азотной кислоты, выделяемой в процессе вулканизации. Резиновая пресс-форма предназначена для получения восковых моделей отливок. Пресс-формы изготовляют как из импортных, так и из отечественных сортов резины. Различают разрезные и разъемные пресс-формы.

Процесс изготовления разъемных пресс-форм.

Опоку основанием устанавливают на гладкую опорную поверхность и заполняют пластилином, в пластилин вдавливают (до половины) эталон модели. На первую опоку устанавливают вторую и заливают их водно-гипсовым раствором. Когда гипс затвердеет, опоки переворачивают, пластилин удаляют, а освободившееся пространство опоки заполняют небольшими кусочками сырой резины . Эталон остается (наполовину) в гипсе, в котором делаются углубления для возможности получения в дальнейшем выступов резиновой формы. Опоки устанавливают на вулканизационный пресс, на котором в течение 45 — 60 мин при температуре 150 — 160 °С производят вулканизацию кусочков резины. После вулканизации гипс разбивают и удаляют из опоки. Эталон извлекают и тщательно очищают. Резиновую пресс-форму тоже очищают, посыпают тальком и снова укладывают в нее эталон. Затем опоку устанавливают так, чтобы готовая резиновая пресс-форма находилась внизу, а пространство, занятое до этого гипсом, заполняют кусочками сырой резины. Опоки вновь устанавливают на вулканизационный пресс для вулканизации резины второй части пресс-формы. После этого эталон отделяют от резиновой пресс-формы и прорезают в ней литниковый канал.

Процесс изготовления разрезных резиновых пресс-форм.

Эталон модели помещают между двумя резиновыми пластинами соответствующей толщины, затем производят их вулканизацию под прессом, во время которой эталон вдавливается в разогретую, размягченную резиновую массу. Для отделения эталона пресс-форму необходимо разрезать, что является недостатком этого метода. Восковую модель получают путем заливки резиновых пресс-форм воском в инжекционной установке. Перед запрессовкой пресс-форму тщательно очищают и смазывают эвкалиптовым маслом или водно-глицериновым раствором. Запрессовку модельного состава (воска) в пресс-форму производят при температуре 60 — 85 °С и давлении 2 — 15 Па. После запрессовки пресс-форму в течение 1 — 1,5 мин охлаждают в холодильнике. Готовые модели напаивают в виде елочки вокруг воскового стояка. «Елки» из воска ставят на резиновое основание. Сборный модельный блок обезжиривают в спирте или четыреххлористом углероде и просушивают в естественных условиях. Для обезжиривания можно использовать и мыльный раствор, промыв затем блок в холодной воде и обсушив его в естественных условиях. Последнее время, для материалов модели используют парафин с добавкой 5 полиэтилена при температуре 80° под давлением.

Литейные формы (заливка опок)

Литейные формы изготовляют из огнеупорной формовочной смеси на вибровакуумной установке. Операцию выполняют в таком порядке: раствор из формовочной смеси и дистиллированной воды (0,3 — 0,4 л на 1 кг смеси) тщательно перемешивают, а затем для удаления воздуха вакуумируют в течение 2 — 3 мин при давлении не более 0,075 Па; одновременно в металлические опоки устанавливают модельные блоки.

Опоки затем помещают в установку, заливают формовочной смесью и вакуумируют 2 — 3 мин при давлении не выше 0,075 Па .

Через 40 — 60 мин, когда формовочная смесь затвердеет, с опок снимают резиновые уплотнители, а формовочную смесь подрезают на торцах литейной формы; поместив затем литейную форму в сушильный шкаф и выдержав ее там в течение 1 — 3 ч при температуре 90 — 100 °С, выплавляют модельный состав. Воск обычно собирают в поддон из нержавейки, помещенный на дно муфельной печи поддон вынимают, воск используют повторно.

После выплавления модельного состава литейные формы прокаливают в прокалочных печах по особым режимам: нагрев от 20 до 150 °С в течение 0,5 ч, выдержка при температуре 150 °С в продолжение 3 ч; нагрев от 300 до 700 °С в течение 3 ч, выдержка при температуре 750 °С в течение 3 ч.

Отливкa.

Отливки получают следующим образом: прокаленные литейные формы заливают расплавленным металлом на установках для центробежного литья, установках «Вакуум-металл» или специальных вакуумных индукционных литейных машинах — о преимуществах которых знают все ювелиры.

Температура опоки для заливки для сплавов СрМ 875, СрМ 916, ЗлСрМ585-80, ЗлСр750-150 — 400…580 °С, а для сплава ЗлМНЦ-750 — 500…600 °С.

Температура жидкого металла должна быть выше температуры плавления на 50-200 градусов в зависимости от сплава и формы изделий.

Невысокая температура не даст металлу хорошо пролиться, большой перегрев и наличие кислорода дает поры.

В любом случае оптимальную температуру опоки и расплава литейщики подбирают самостоятельно, из собственного опыта, поскольку в большинстве случаев приборы измеряющие температуру имеют погрешности, термопары имеют инерционность и установлены в прокалочных печах по разному.

Не следует пренебрегать рекомендациям поставщиков формовочных смесей и поставщиков лигатуры.

Литейные формы, залитые сплавами золота и серебра, охлаждают в воде, а залитые сплавом ЗлМНЦ — в естественных условиях. После охлаждения отливки выбивают из литниковых форм, очищают от формовочной смеси , а затем отбеливают.

Технология литья в песчаные формы

Определения литья в землю Определим, какими терминами называют литейную технологию заливки металла в формы на основе песка. Аналогичными считаются формулировки: — Литье в песчаные формы, смеси; — Литье в песчано-глинистые формы, смеси; — Литье в землю. Все эти термины обозначают одну и туже технологию литья. Применение далее любого из названий, будем считать аналогами. Литейная продукция Литье в песчаные формы – метод литья металлов и сплавов, при котором расплавленный металл заливается в форму сделанную из плотно утрамбованного песка. Для связи песчинок между собой, песок смешивают с глиной, водой и другими связующими материалами. Более 70% всех металлических отливок производится с помощью процесса литья в песчаные формы. Основные этапы Есть шесть шагов в этом процессе: -Поместить модель в опоку с песком, чтобы создать форму. -В необходимых местах присоединяются литниковая система и выпоры. -Удалить из опоки модель и соединить полуформы. -Заполнить полость формы расплавленным металлом. -Выдержать застывающий металл в опоках согласно технологии. -Выбить отливку и освободить от литников и выпоров. По чертежам и литейным технологиям, разработанных технологом или конструктором, опытный модельщик изготавливает модель детали из дерева, металла или пластмассы или пенополистирола. Металл в процессе охлаждения даёт усадку, и кристаллизация может быть неоднородной из-за неравномерного охлаждения. Таким образом, модель должна быть чуть больше, чем готовая отливка, с применением, так называемого, коэффициента усадки металла. Различные усадочные коэффициенты используются для различных металлов. Модели в процессе формовки оставляют в песке полости-отпечатки в форме, в которые помещают стержень из песка. Такие стержни иногда усиливается проволочной арматурой, которые используются для создания полостей, которые не могут быть сформированы основной моделью, например, внутренние проходы клапанов или места охлаждения в блоках двигателей. Литниковая система для входа металла в полости формы представляют собой направляющую и включает воронку, литники, которые поддерживают хороший напор жидкого металла, для более равномерного заполнения полости формы. Газ и пар, образующихся при литье выходят через проницаемые пески или через стояки, которые изготавливаются либо в самой модели, или в виде отдельных частей. Опоки для формовочных материалов Для формовки используют две или несколько опок. Опоки изготавливаются в виде ящиков, которые могут быть соединены друг с другом и скреплены между собой. Модель утапливается в нижней части опоки вплоть до её самого широкого поперечного сечения. Затем монтируется верхняя часть модели. К нижней части опоки зажимами прикрепляется верхняя и туда добавляется и утрамбовывается формовочная смесь таким образом чтобы она полностью закрывала модель. В необходимых местах устанавливаются литники и выпора. Затем опока половинится и из неё вынимается модель, деревянные литники и выпора. Охлаждение металла Для управления кристаллизацией структуры металла, в форму можно поставить металлические пластины, холодильники. Соответственно быстрое локальное охлаждения образует более детальную структуру металла в этих местах. В черной отливке эффект аналогичен закалке металла в кузнице. В других металлах, холодильники могут быть использованы для управления направленной кристаллизации отливки. При управлении способом охлаждения литья можно предотвратить внутренние пустоты или пористость внутри литья. Производство Для получения полостей в отливке, например, для охлаждающей жидкости в блоке двигателя и головок цилиндров используются стержни. Обычно стержни для литья ставятся в форму после удаления модели. После сушки опоку с формой устанавливают на литейный плац для заполнения расплавленным металлом, обычно сталь, бронза, латунь, алюминий, магний и цинк. После заполнения жидким металлом опоки не трогают до охлаждения отливки. После выбивки отливки, стержни удаляются из литья. Металл литников и прибылей любым способом должен быть отделен от отливки. Различные термические обработки могут быть использованы для снятия напряжений от первоначального охлаждения и добавить твёрдости в случае закалки в воде или масле. Поверхность литья может быть дополнительно упрочена дробеструйной обработкой, которая добавляет устойчивости к растрескиванию, растягивает и разглаживает шероховатую поверхность. Разработка технологии Чтобы было возможным удалить модель не нарушая целостности формовочной смеси все части модели должны быть предварительно рассчитаны технологом и иметь знаковые части для установки стержней. Небольшой уклон должен использоваться на поверхностях, перпендикулярных линии разъема, для того, чтобы была возможность удалить модель из формы. Это требование также распространяется на стержни, так как они должны быть удалены из полостей, которые они образуют. Выпора и стояки должны быть расположены так, чтобы обеспечить оптимальный поток металла в форму и газов из неё для того, чтобы избежать недолива литья. Способы литья в землю Различают два способа литья в песчаные формы, первый с использованием «сырого» песка, так называемые сырые формы, а второй метод — жидкостекольный. Сырые формы Мокрый песок, используются, чтобы сделать форму в опоке. Название произошло от того, что мокрым песком пользуются в процессе формования. «Сырой песок» – это смесь: -кремнеземистый песок (SiO2), или хромистые пески (FeCr2O), или циркониевый песок (ZrSiO4), от 75 до 85%, и другие составляющие, включая графит, глину от 5 до 11%, воды от 2 до 4%, других неорганических элементов от 3 до 5%, антрацит до 1%. Есть много формовочных смесей с глиной, но все они различны по пластичным свойствам смеси, качеству поверхности, а также возможностью применения в литье расплавленного металла в отношении пропускной способности для выхода газов. Графит, как правило, содержится в соотношении не более 5%, он частично сгорает при соприкосновении с расплавленным металлом с образованием и выделением органических газов. Сырые смеси как правило для литья цветных металлов не используются, так как сырые формы приводят к сильному окислению, особенно медного и бронзового литья. Сырые песчаные формы для литья алюминия не используют. Для алюминиевого литья используют более качественные формовочные смеси. Выбор песка для формовки зависит от температуры заливки металла. Температура заливки меди, стали и чугуна выше других металлов, поэтому, глина от воздействия высокой температуры далее не регенерируется. Для заливки чугуна и стали на основе железа как правило, работают с кварцевым песком – он относительно недорог по сравнению с другими песками. Так как глина выгорает, в новую порцию песчаной смеси добавляют новую порцию глины и некоторую часть старого песка. Кремний является нежелательным в песке, т.к. зерна кварцевого песка имеют тенденцию взрываться при воздействии высокой температуры во время заливки формы. Эти частицы находятся во взвешенном состоянии в воздухе, что может привести к силикозу у рабочих. В литейном цехе имеется активная вентиляция для сбора пыли. Мелкие древесные опилки (древесная мука) добавляется, чтобы создать место, при ее выгорании, для зерен песка, когда они расширяются без деформации формы. Технология ЖСС (жидко-стекольная смесь) Эта технология состоит в следующем: в состав формовочной смеси входит прокаленный песок без глины, затем его в специальной емкости перемешивают с жидким стеклом и перемешанной массой заливают модель. Залитую форму накалывают для последующего подвода углекислоты. Опоку накрывают колпаком и подают газ СО2. После чего залитый формовочный состав ЖСС приобретает твердость. В обоих методах, песчаная смесь остается вокруг модельной оснастки, образуя полости формы для заливки металла. Формовка жидкостекольными смесями позволяет получить две полуформы, которые после затвердевания собирают. Модель удаляется, образуя полость формы. Эту полость заливают жидким металлом. После того, как металл остыл отливки очищают от формовочного состава. Форма из ЖСС полностью разрушается при извлечении отливки. Точность литья напрямую связана с типом формовочной смеси и формовки. Сырые формы создают на поверхности отливки повышенную шероховатость. Поэтому литье в землю можно сразу отличить от литья по ЖСС и ХТС. Литье в формы из мелкого песка значительно чище и менее шероховато. Технология ЖСС позволяет изготавливать отливки с гладкой поверхности, особенно при использовании пластиковых моделей. В отдельных случаях, например при литье корпусных деталей, можно обойтись даже без механической обработки на больших поверхностях – это позволяет отливать крупногабаритные чугунные блоки цилиндров. Остатки пригоревшей к отливке формовочной смеси удаляются дробеструйной обработкой. С 1950 года, частично автоматизированные литейные процессы литья были переработаны для полностью автоматизированных производственных линий. Холодно твердеющая смесь (литье в ХТС) Использование органических и неорганических связующих, которые укрепляют формы для литья химически связывают песок. Этот тип формовки получил свое название от того, что он не требует просушки, как другие виды песчаной формовки. Литье в ХТС является более точным, чем литье в землю. Размеры форм ХТС меньше, чем при литье в песчаные смеси, но дороже. Таким образом, ХТС используется реже, в тех случаях, когда требуется более качественное литье. Наше предприятие готово поставлять вам отливки по ХТС. Формовка ХТС Формы из холодно твердеющей смеси, требуют быстрой формовки, в отличие от песчано-глинистых смесей, т.к. они содержат быстро твердеющие жидкие смолы, ускорители затвердевания и катализаторы. Вместо трамбовки смеси (как при литье в землю), формовочную смесь ХТС заливают в опоку и дожидаются, когда смола затвердеет. Обычно затвердевание происходит при комнатной температуре в течение 20 минут. Литье в ХТС значительно улучшает качество необработанных поверхностей стальной отливки по сравнению с другими технологиями литья в песчаных формах. Обычно для изготовления модельной оснастки по ХТС используют дерево, металл или пластик МДФ. Чаще других формовка холодно твердеющими смесями применяется при литье меди, литье алюминия, углеродистой стали, жаропрочной и нержавеющей стали, а также легированного чугуна, так как значительно снижает вероятность образования литейного брака. Похожие статьи: Следующие статьи:

Опочная оснастка | Литейное производство

К опочной оснастке относят опоки, штыри, крепежные приспособления, литейные жакеты и подопочные плиты.

Опоки представляют собой жесткие металлические рамки, служащие для набивки и удержания смеси при изготовлении литейных форм, удобства их транспортирования на участки заливки и выбивки. Кроме того, опока придает форме повышенную прочность, необходимую для противодействия давлению заливаемого в нее литейного расплава.

Размеры опок регламентируются ГОСТ 2133—75 и колеблются в пределах (в свету) от 500X400 до 3000Х Х2500 мм при диапазоне высот 150—1500 мм. По конфигурации опоки подразделяют на прямоугольные, круглые и фасонные, в зависимости от размеров и массы — на ручные и крановые. Ручные опоки с размерами до 600X400 мм переносят вручную, они снабжены рукоятками. Опоки больших размеров (рис. 2.24) перемещают с помощью подъемно-транспортного оборудования (мостовые краны, тельферы и др.). В них для захвата (вместо ручек) предусмотрены цапфы 5, а для удержания формовочной смеси —  внутренние буртики 6 и крестовины 4. Центрирование парных опок 1 и 7 при их соединении осуществляется штырями 8 (см. рис. 2.25).

Рис. 2.24. Крановые литые чугунные парные опоки:
1 — верхняя опока, 2 — скоба, 3 — подоночная плита, 4 — крестовины, 5 — цапфы, 6 — буртики, 7 — нижняя опока, 8 — штырь

Рис. 2.25. Штыри:
а — неподвижные, б — съемные; 1 — модельная плита, 2 — опока, 3 штырь, 4 — пружинная шайба, 5 —гайка, 6 — втулка

При изготовлении безопочных форм (см. гл. 5) по двусторонним модельным плитам (ом. рис. 2.5,6) применяют парные съемные опоки с размерами от 300×225 до 500X300 мм. Внутренние поверхности таких опок делают наклонными под углом 5°, что обеспечивает их легкий съем с кома формовочной смеси. Для удержания формовочной смеси при съеме верхней полуформы в съемных опоках предусмотрены специальные планки и ножи, которые перемещаются в плоскости разъема формы.

Штыри (рис. 2.25) являются приспособлениями, с помощью которых осуществляется центрирование опок на модельной плите, (рис. 2.25,а) и полуформ при подготовке формы к заливке (рис. 2.25,6). Штыри вытачиваются из прочной углеродистой инструментальной стали на металлорежущих станках. Учитывая их интенсивное изнашивание во время использования опок и модельных плит, их подвергают упрочнению — закалке.

Литейные жакеты в виде сварных из листовой стали рамок (см. рис. 2.26) надевают на безопочные формы при подготовке их к заливке для повышения прочности.

Крепежные приспособления (рис. 2.26) предназначены для надежного соединения полуформ при подготовке формы к заливке, что предупреждает вытекание заливаемого расплава по плоскости ее разъема.

Подопочные плиты предназначены для установки на них готовых литейных форм, направляемых от формовочных машин на заливку и выбивку с помощью напольного тележечного конвейера в условиях массового и крупносерийного производства. Широко применяют легкие подопочные плиты, получаемые сваркой элементов из листовой углеродистой стали, жесткость рабочей поверхности которых обеспечивается ребрами, привариваемыми с тыльной их стороны.

Рис. 2.26. Способы скрепления полуформ перед заливкой:
1 — грузом в виде чушки чугуна. 2 плоским грузом (для безопочных форм), 3 — скобами, набиваемыми на конусные приливы опок, 4 — скобой с клином, 5 — болтами с винтовыми гайками, 6 — штырем с клином. 7,8 — стальными стяжками, 9 — рамками и болтами (для стержневых форм)

Литье в песчаные формы: срок службы отливки

См. Процесс литья в зеленый песок

Этот литейщик заливает расплавленный металл в литник во время литья в песчаные формы.

Несмотря на то, что существует много типов литья металла, литье в песчаные формы на сегодняшний день является наиболее часто используемым.

Процесс кажется обманчиво простым. Копию желаемого металлического предмета помещают в формовочный песок, где он создает полый «негатив» предмета. Эта пустота заполнена расплавленным металлом, улавливая его детали.Когда пустота охлаждается, металлический предмет вытаскивают из песка, сохраняя оригинальный дизайн.

Любой, кто построил сложный замок из песка или скульптуру из песка, имеет некоторый опыт в том, как песок может хорошо запечатлеть небольшие конструкции. Песок не только податлив, но и недорог и эластичен в условиях высоких температур, необходимых для литья металла.

Основное помещение литья в песчаные формы

Заливку в песчаные формы можно производить в любом земляном пространстве, которое будет сохранять форму вокруг расплавленного металла.В этом видео жидкий алюминий заливается в заброшенное гнездо огненных муравьев. После того, как металл остынет, его выкапывают и очищают, и полученная отливка повторяет форму среды обитания.

Художник создает скульптуру путем отливки песка в пустой муравейник

Когда муравьи строили свое гнездо, они полагались на те же качества, что и метатели песка: плотно утрамбованные зерна земли могут создавать структуру, устойчивую к разрушению. В этом случае среда обитания сохраняет форму даже при введении расплавленного алюминия.

Литье в песчаные формы: умелое ремесло

Конечно, огненные муравьи не создают пространства, думая о заклинаниях. Во время литья в песчаные формы «в дикой природе» возникнут проблемы с выходом газов из формы, проницаемостью всех частей среды обитания и скоростью охлаждения в каждой камере. Области металла могут быть ослаблены из-за разной скорости охлаждения, что не имеет отношения к интересному и красивому произведению искусства, которое не выдерживает нагрузки.

Однако металлическая структура и слабость имеют отношение к промышленным отливкам, которые будут иметь дело с механическими деформациями, например, детали двигателя и строительные элементы.Именно управление этими аспектами металлургии делает литье в песчаные формы зависимым от точных методов и опыта.

Чтобы начать процесс литья в песчаные формы, формовочный песок готовится в смесителях , которые смешивают песок, связующее и воду. Аэраторы используются для разрыхления песка и облегчения формования. Вместо измельчителей можно использовать пескорезы, которые работают над отвалом на литейном цехе. Доставка песка на формовочную площадку может осуществляться с помощью самосвалов или ковшовых самосвалов или ленточных конвейеров.

На формовочном полу песок формуется в формы; формы могут быть размещены на земле или доставлены конвейерами на разливочную станцию. После заливки отливки вынимают из колб. Приставший песок удаляется вытряхивателем. Отработанный песок возвращается в бункеры с помощью ленточного конвейера или других средств.

Для литейного производства доступно огромное количество разнообразного оборудования и методов. Они варьируются от простых, экономящих работу устройств для литейщиков до полностью механизированных устройств, которые делают все, от формования до выбивки.Какой уровень автоматизации использует литейный завод, зависит от экономики производственной линии. Компания, производящая тысячи одинаковых деталей, например производитель автомобилей, может использовать больше средств автоматизации, чем литейный цех, выполняющий небольшие партии очень непохожих деталей.

Эти песчаные формы были созданы автоматически с помощью механизированного процесса.

Автоматизированные или нет литейные заводы используют одни и те же инструменты при литье в песчаные формы. Колба представляет собой жесткий каркас, используемый для удерживания песка, образующего форму.Колбы обычно состоят из двух частей: верхней части, называемой cope , и нижней части, drag . Когда используется более двух частей, промежуточные секции называются щеками . Во многих литейных цехах эта колба устанавливается на «нижнюю доску». Эта доска используется для того, чтобы после снятия колбы форму можно было перемещать для удаления рисунка, заливки и других важных шагов.

В литейных цехах используются три версии колб: герметичные, защелкивающиеся и скользящие. Герметичные колбы остаются на месте, пока форма заполняется металлом. Колбы с защелками навешиваются на один угол и фиксируются на противоположном диагональном углу. Формовщики отцепляют и снимают эти колбы после того, как они закроют форму. Выдвижные опоки имеют прочную конструкцию и сужаются сверху вниз со всех четырех сторон: они легко соскальзывают с закрытой песчаной формы. Щелевые или скользящие опоки позволяют формовщику изготавливать множество форм из одной опоки.

Перед заливкой форм с защелкивающимися или скользящими опоками, деревянную или металлическую рубашку для заливки помещают вокруг формы и устанавливают сверху груз, чтобы не допустить подъема рамы.Секции крышки и тяги на всех колбах поддерживаются в надлежащем положении с помощью штифтов и направляющих колб.

Фляги могут наполняться песком вручную, загружаться самотеком из верхних бункеров, загружаться непрерывной лентой из бункера или плотно заполняться механическими пескоразбрасывателями. Для заполнения очень больших форм используется мостовой кран с грейферным ковшом.

Заливка стального литья в песчаные формы в рубашке для разливки с грузами на подставке для предотвращения подъема.

Ручной трамбовщик — самый простой метод уплотнения песка.Для увеличения скорости используются пневмотрамбовки. Этот метод медленный, потому что песок утрамбовывается слоями, и трудно добиться однородной плотности. Более однородные результаты и более высокая производительность достигаются с помощью отжимных машин . Соковыжималки с ручным приводом были ограничены небольшими формами и теперь устарели. Машины с пневматическим приводом работают с пресс-формами большего размера и намного быстрее. Формовочные машины с отжимом обеспечивают наибольшую плотность песка в верхней части опоки и наиболее мягкую возле линии разъема рисунка.

В ударно-формовочных машинах шаблон помещается на пластину, прикрепленную к верхней части воздушного цилиндра. После того, как стол поднимается, открывается отверстие для быстрого разъединения, и поршень, пластина и форма падают на верхнюю часть цилиндра или ударные подушки. Удар уплотняет песок. Плотность, создаваемая этой машиной, самая высокая рядом с линией разделения рисунка и самая мягкая у верхней части колбы. Как отдельный блок, он используется в основном для средних и крупных работ. В тех случаях, когда при выполнении больших работ используются обычные ударные машины, обычно верхнюю часть колбы забивают вручную пневматическим молотком.

В машинах для отжима используется как толчок, так и отжим. Пластина установлена ​​на двух пневмоцилиндрах: малом цилиндре для толчка и большом для сжатия формы. Они широко используются для малых и средних работ, с узорами спичечных или закрытых.

Иногда устройства для зачистки рисунка могут быть объединены с толчковыми или отжимными машинами. Эти машины автоматически удаляют шаблон из формы. Удаление рисунка также может быть выполнено с использованием машин для вытягивания-раскачивания-вытягивания или вытягивания-качания-опрокидывания-опрокидывания.Эти машины вызывают вибрацию формы, чтобы облегчить извлечение рисунка: кинетическая энергия вибрации проходит через песок иначе, чем через металл, и помогает деталям разделяться. Машины для переворачивания переворачивают форму вверх дном, чтобы рисунок легче отвалился. Машины Rockover наклоняют форму, но не заходят так далеко.

Отбиватель песка — наиболее широко применяемый тип трамбовки. Он состоит из вращающегося насоса, называемого крыльчаткой, который находится на конце двухшарнирного рычага.На этом рычаге установлены конвейеры, которые подают песок на крыльчатку. Рабочее колесо вращается с высокой скоростью и придает песку скорость, позволяющую плотно врезаться в форму при ударе. Головка машины может быть направлена ​​на все части колбы. Это можно сделать вручную на более крупных машинах или автоматически контролировать на высокоскоростных производственных линиях для небольших форм.

Вибраторы используются на всех лекальных машинах. Они освобождают узор от захвата песка перед удалением.Их использование сводит к минимуму повреждение формы при извлечении рисунка и дает дополнительное преимущество, заключающееся в получении отливок более однородных размеров. Вибраторы обычно имеют пневматический привод.

Мелкие отливки можно заливать методами штабелирования. В этом случае каждая опока имеет внутреннюю полость, отформованную на ее верхней поверхности, и выемку на нижней поверхности. Они укладываются друг на друга на подходящей высоте и заливаются из общего литника.

Металлургия и движение производителей

Эта песчаная форма в герметичной колбе использовалась мастером для отливки бронзового кольца.

Ранние металлурги отливали бронзу и латунь в небольших мастерских. Затем, в течение длительного периода железного века и продолжающейся промышленной революции, литейные заводы превратились в крупные предприятия, специализирующиеся на управлении чрезвычайно высокими температурами, необходимыми для изготовления стальных и чугунных отливок, и удовлетворении производственных потребностей растущей экономики. В последнее время появилось движение за восстановление традиционных производственных навыков. Любители с домашним литейным производством используют металлы с более низкими температурами плавления, чем железо и сталь, из-за соображений безопасности и сложности, но многие шаги, которые они предпринимают, одинаковы.Наблюдение за процессом может развеять миф о кастинге.

Создатель YouTube The King of Random демонстрирует литье алюминия в этом коротком видео о своем домашнем Mini Metal Foundry. Для большей части своих отливок он использует метод «отливки из пенопласта», форму отливки по выплавляемым моделям, при которой полистироловая форма засыпается рыхлым песком на игровой площадке. На 6:42 он показывает, как отливка из зеленого песка обеспечивает более качественную отделку поверхности. Деревянный контейнер, который он использует, образует «герметичную колбу».

King of Random демонстрирует литье на своем домашнем заводе по производству металла.

Одним из важных аспектов этого видео является акцент на безопасности. Мы видим, как может происходить скалывание, когда горячий металл заливает бетон: невероятно опасная авария, поэтому многие литейные цеха строятся с грунтовыми полами. Литье из металла — это интересно и весело, но высок риск получения серьезных травм.

Литье в песчаные формы: новаторские традиции

Литейные заводы производят металлические предметы на протяжении тысячелетий, и все это время основная идея литья в песчаные формы оставалась прежней: заливать металл в пустоту, образованную плотно утрамбованными песчинками.В индустриальную эпоху объекты, отлитые в песчаные формы, встречаются повсеместно: они являются важной частью большинства промышленных машин, двигателей и многих архитектурных элементов. Тем не менее, отрасль вводит новшества, чтобы помочь повысить безопасность, размер, согласованность и скорость, и эта форма производства поддерживает инновации изобретателей и дизайнеров, создающих технологии завтрашнего дня. Литье в песчаные формы представляет собой интересный набор парадоксов. Это процесс, который кажется простым, но требует сложностей и мастерства, чтобы довести его до совершенства. Это одновременно один из самых традиционных навыков и место постоянных инноваций.Неудивительно, что сегодня работу литейного завода заново открывают для себя любители и любопытные, стремящиеся понять историю объектов, которые мы используем каждый день.

литейная опока, формовочная опока, песочница, формовочная камера

Литейная опока также известна как формовочная опока, песочница или формование. коробка. Это важный инструмент в производстве отливки в песчаные формы . Подходящее разливочные опоки могут улучшить качество разливки и снизить расход формовочного песка, чтобы снизить производственные затраты.

Литейные опоки обычно изготавливают сваркой стальных листов, но могут также производиться методом литья в песчаные формы. Другими словами, колбы с песком может быть и отливкой из песка. Для автоматическая формовочная линия , его формовочные опоки имеют определенные размеры, возьмем автомат FBO 3 Линия формования, например, песочницы 508 * 610 мм.

Если чугунолитейных делать не имеют подходящих колб для литья, тогда им придется сделать некоторые для производства.Есть много типов и размеров песочниц. Небольшой песочницы подходят для производства небольших отливки металлические , ящики большие подходят для больших отливки . Их формы бывают круглыми и квадратными. Иногда, внутри приварены ребра жесткости для удержания молдинга песок. Необходимо продумать все конструкции, чтобы они подходили к отливке. производство. Однако песочницы для автоматической формовочной линии могут не было изменено. Только ящики для ручной формовки и процессы формовки из смолы и песка может.

Обычно покупатели отливок не должны нести расходы на делать ящики для песка, если вы не хотите, чтобы чугунолитейные заводы ускорились Производство. Больше ящиков для песка может увеличить производительность во многом.

Ниже представлены формовочные опоки от литейного завода Даньдун в г. Китай.

Песочницы для ручного литья из сырого песка

Большая опока для литья в песчаные формы из смолы

Опока специальная для литья в сыром песке

Дом | Еще статьи

Процесс литья | Моррис и Ватсон

Литье — это процесс, при котором расплавленный металл заливают в форму и охлаждают для создания объекта.Процесс литья включает в себя ряд ключевых этапов и является ежедневным процессом на нашем полностью действующем заводе по литью драгоценных металлов. Компания Morris & Watson использовала этот или аналогичные процессы в течение последних 40 лет.

Первоначальный контакт
Мы обсудим все ваши требования, будь то повторный запуск или новый шаблон, или если вам требуется дизайн САПР и 3D-печать. Мы учтем ваши требования к литниковым материалам, обработке и доставке для разовых отливок и больших партий для промышленного производства.

Размещение заказа
Прежде чем мы начнем, мы тесно сотрудничаем с нашей восковой комнатой, чтобы гарантировать понимание всех ваших особых требований. Цены на драгоценные металлы часто меняются, поэтому мы используем дату и время размещения заказа, чтобы обозначить цену металла, используемую для заказа. Это основа счета. Электронная инструкция дается восковой комнате.

Создание изображения
Новый шаблон представляет собой фотоизображение для персонализированной идентификации и отслеживания для облегчения заказа в будущем.

Резиновая формовка
Новый эталонный шаблон изготовлен из стандартной резины (уплотнен резиной, вулканизирован под давлением, разрезан и проверено качество) или формован холодной жидкостью (отверждение 24 часа) для восков или деликатных узоров, которые не выдерживают ни тепла, ни давления. . Затем новый каучук отправляется восковщику со всеми деталями работы — клиентом, кодовым названием, номером заказа, сплавом, требуемым номером, любыми примечаниями и, конечно же, изображением.

Восковая эпиляция
Техник-специалист по восковой эпиляции делает воск путем впрыскивания горячего воска в резиновую форму с помощью вакуумного резервуара для воска, находящегося под давлением.Эти восковые оттиски, а также любые воски, полученные в процессе 3D-печати, сгруппированы в соответствующие сплавы и закреплены (соединены с основным стержнем) с помощью паяльника. На одно дерево приходится примерно 120 восков.

Восковые деревья взвешиваются, чтобы определить количество драгоценного металла, необходимого для литья дерева в каждом конкретном сплаве. Над восковыми деревьями размещены колбы (трубки) из нержавеющей стали, чтобы можно было изготовить литейную форму.

Инвестирование
Затем вкладываются деревья в опоках. Этот процесс покрывает восковые деревья суспензией специального материала, называемой паковочной массой.Это делается под вакуумом с помощью специальной паковочной машины, формирующей литейную форму. Формам / колбам дают высохнуть, пока они не затвердеют. Затем они помечаются числом, которое обозначает количество металла, необходимое для литья деревьев, плюс тип сплава. Общее количество металла, необходимого для разливки, запрашивается из хранилища. Тем временем формы / колбы помещают в печь, температура которой медленно поднимается до 720 градусов по Цельсию (1330 по Фаренгейту) в течение ночи. Затем колбы готовы к отливке на следующее утро.

Разработка требований к металлу
МНЛЗ взвешивает различное количество необходимого металла и размещает опоки в правильной последовательности литья.

Литье
Металл плавится на специальной литейной машине, которая запрограммирована на загрузку металла в колбу под вакуумом в нужное время, при нужной температуре и скорости. Горячую колбу опускают в воду прибл. 10 минут после заливки. Вода бурно реагирует и растворяет большую часть паковочной массы вокруг опоки, обнажая литое дерево.Литое дерево является точной копией воскового дерева.
А?

Очистка и удаление литников
Дерево очищают водоструйной очисткой, травильной кислотой, тонкой струйной очисткой стеклянными шариками и ультразвуковой очисткой. Высушенное дерево взвешивают и сравнивают с начальным весом. Регистрируют потерю расплава. Отливки с главного ствола дерева удалены пневматическим ножом. Деревья и отливка снова взвешиваются, чтобы дважды проверить правильность исходного веса и отсутствие смещения литых деталей в процессе резки.

Контроль качества
Отливки сортируются по стилям и наносятся на рабочие карты, в которых указываются клиент, сплав, требуемый номер и номер заказа. Качество отливок проверяется, и в следующие дни заказывается переработка брака. У отливок вручную отрезаны все литники и питатели.

Выставление счетов и отправка
Отливки выложены в клиентской и цифровой последовательности и готовы к отправке. Отливки взвешиваются, записываются на компьютер и упаковываются в пакеты для отправки.После того, как все отливки были обработаны, отливка уравновешивается — отливки, включенные в счет-фактуру, + лом + брак, должны равняться весу отливки. Весь металлолом и оставшийся металл возвращают в хранилище. Счет за выполнение работ выставляется клиентам и доставляется курьерской службой.

Литье в песчаные формы Вакуумное формование, V-процесс | Инженеры Edge

Связанные ресурсы: производство

Литье в песчаные формы Вакуумное формование V-Process

Производственные процессы

Вакуумное формование (V-процесс) — это разновидность процесса литья в песчаные формы для большинства черных и цветных металлов, при котором несвязанный песок удерживается в колбе с помощью вакуума.Шаблон специально вентилируется, чтобы через него можно было создать вакуум. Размягченный при нагревании тонкий лист (от 0,003 до 0,008 дюйма (от 0,076 до 0,20 мм)) пластиковой пленки накладывается на узор и создается вакуум (от 200 до 400 мм рт. Ст. (От 27 до 53 кПа)). Специальная вакуумная формовочная опока помещается поверх пластикового шаблона и заполняется сыпучим песком. Песок вибрирует для уплотнения песка, и в выемке формируются литник и разливочная чаша. Другой лист пластика помещается поверх песка в колбе, и через специальную колбу создается вакуум; это затвердевает и укрепляет несвязанный песок.Затем на шаблоне сбрасывается вакуум, и колпачок удаляется. Тяга изготавливается аналогично (без литника и сливного стакана). Любые стержни устанавливаются на место и форма закрывается. Расплавленный металл разливается, пока верхняя часть и сопротивление все еще находятся в вакууме, потому что пластик испаряется, но вакуум сохраняет форму песка, пока металл затвердевает. Когда металл затвердеет, вакуум отключают, и песок свободно вытекает, освобождая отливку.

Изображение предоставлено персоналом Schéma

V-образный процесс известен тем, что не требует вытяжки, поскольку пластиковая пленка обладает определенной смазывающей способностью и слегка расширяется при создании вакуума в колбе.Процесс имеет высокую точность размеров с допуском ± 0,010 дюйма для первого дюйма и ± 0,002 дюйма / дюйм после него. Возможно поперечное сечение от 0,090 дюйма (2,3 мм). Качество обработки поверхности очень хорошее, обычно от 150 до 125 среднеквадратичных значений. Другие преимущества включают отсутствие дефектов, связанных с влажностью, отсутствие затрат на связующие, отличную проницаемость для песка и отсутствие токсичных паров от сжигания связующих. Наконец, узор не изнашивается, потому что песок его не касается. Основным недостатком является то, что этот процесс медленнее, чем традиционное литье в песчаные формы, поэтому он подходит только для малых и средних объемов производства; примерно от 10 до 15 000 штук в год.Тем не менее, это делает его идеальным для работы с прототипом, потому что рисунок можно легко изменить, поскольку он сделан из пластика.

© Copyright 2000-2021, Engineers Edge, LLC www.engineersedge.com
Все права защищены
Отказ от ответственности | Обратная связь | Реклама | Контакты

Дата / Время:

Терминология по литью в песчаные формы

Химия — Состав, структура, свойства и реакции конкретного сплава.

Cope — Верхняя половина двухкомпонентной литейной опоки, используемой при литье в песчаные формы.

Drag — нижняя половина двухкомпонентной литейной опоки, используемой при литье в песчаные формы.

Фильтр — фильтры используются для предотвращения включений в отливку. Помещенный в литниковую систему, ведущую к форме, фильтр задерживает любой нежелательный материал или газы при заливке расплавленного металла в форму. Керамические фильтры чаще всего используются в индустрии литья металлов и, как правило, бывают двух видов — вспененного или ячеистого.

Колба — Колба представляет собой контейнер для формовочного песка. Состоящая из двух частей, колбы (верхняя половина колбы) и перетаскивания (нижняя половина колбы), колба обычно изготавливается из алюминия, стали или дерева и может быть любой формы и размера. Для выравнивания выступа и перетаскивания используется функция выравнивания, обеспечивающая более точную отливку с точки зрения размеров. Колбы многоразовые; некоторые из них могут быть использованы для формирования формы, а затем удалены перед заливкой отливки, другие содержат форму на протяжении всего процесса заливки, а затем вытряхиваются.

Ворота — часть желоба, где расплавленный металл входит в полость кристаллизатора. Затворы формуются в форму, не имеющую отношения к желаемому конечному продукту, и должны быть удалены механической обработкой после охлаждения отливки. Затворы расположены так, чтобы расплавленный металл подавался в отливку со скоростью, соответствующей скорости затвердевания.

Зеленый песок — Зеленый песок — это влажный песок на глиняной связке, используемый для создания форм в литейных цехах. Зеленый песок состоит из очень мелкого песка, такого как кремнезем или оливин, с бентонитовой глиной и водой.Формы из зеленого песка могут выдерживать больший вес, чем формы из сухого песка. Зеленый песок лучше всего использовать для отливок средних размеров, не сложных по конструкции и не требующих высокой точности размеров.

Heat — Одна шихта металла.

Ковш — Контейнер, используемый для переноса расплавленного металла из печи в изложницу.

Подъемник / питатель — В качестве части литниковой системы или литников подъемник / питатель представляет собой внешнюю резервуарную полость с расплавленным металлом, используемую для подачи отливки по мере затвердевания металла.Подъемник используется для компенсации потерь из-за усадки при остывании отливки. Подступенок будет охлаждаться и затвердевать с самыми медленными компонентами (обычно с самыми толстыми и большими частями) отливки.

Втулки подъема — Втулки подъема обычно имеют твердую цилиндрическую форму и доступны в различных размерах. Рукава изготавливаются из различных тугоплавких порошков, жаропрочных керамических волокон, связующей системы, а для экзотермических рукавов — гранулированных алюминиевых порошков. Изолированные рукава обеспечивают изоляцию для уменьшения потерь тепла от стояка.Экзотермические рукава выделяют тепло для поддержания температуры за счет потери тепла. Гильзы обеспечивают однородность за счет уменьшения усадки и улучшения общего качества отливки. Втулки стояка также снижают затраты на рабочую силу за счет более легкого снятия стояка и меньшей площади контакта.

Бегунок — Бегунки — это каналы, по которым расплавленный металл передается от литника к воротам или стоякам вокруг полости внутри формы. Бегуны замедляют и сглаживают поток жидкого металла и предназначены для обеспечения приблизительно равномерного расхода потока к различным частям полости формы.

Метчик — для отвода расплавленной шихты из плавильного агрегата.

Литье без опоки

Литье без опоки

Обязательно посетите Все процессы

Этот уникальный процесс литья лучше всего понять, посетив веб-ссылку компании Hunter Machine, производителя оборудования для формования без опок.

Hunter Ссылка на веб-сайт:

http: // www.hunterauto.com/seq/index.htm

Безопочное формование, если объяснять просто, это автоматическое литье в песчаные формы.

Формование без опоки — это разновидность литья в песчаные формы или формовки из сырого песка, которая была автоматизирована для обеспечения скорости, больших объемов производства и повторяемости.

Этот процесс обеспечивает настоящую экономию при автоматическом массовом производстве отливок в песчаные формы, а именно более высокую производительность, более низкую стоимость и более высокое качество отливок.

Несмотря на название, Flask -less Moulding все же использует колбы.

Это одна из тех разновидностей концепции Cope and Drag, которая обсуждается на этом веб-сайте.

В процессе формования без опок опока, заполненная песком, перестраивается и используется снова и снова в полностью механизированном и автоматическом процессе формования из песка. На всех формованных изделиях из песка необходимо использовать колбу для удержания песка, пока песок укрепляется вокруг рисунка или спичечной пластины.

Hunter Ссылка на веб-сайт:

http://www.hunterauto.com/seq/index.htm

Пожалуйста, посетите этот веб-сайт Hunter, он ясно объяснит концепцию литья без опоки. Это анимация, демонстрирующая с яркими деталями концепцию литья под давлением.

Фото актуального Hunter Automatic

Машины формовочные [безопочные]

Иллюстрация 1

Рисунок 2

Преимущества формования без опоки

Преимущества формования без опоки впечатляют и включают однородность, высокую плотность форм, высокий выход продукции, устранение смещения формы и резкое снижение трудозатрат.

Формование без опоки

также обеспечивает одинаковую твердость формы для всей формы и обеспечивает быструю установку стержней, легкий контроль стержней, использование существующей оснастки, высокое качество литья, сокращение времени чистовой обработки и быструю смену образца.

Оператор безопочной формовочной машины может регулировать высоту выступа и сопротивления, а также общее давление сжатия, чтобы приспособиться к различной плотности формы и твердости формы для удовлетворения требований конкретного применения формования.Оператор также может регулировать наполнение песком, позволяя регулировать вариации каждого рисунка. Возможно изготовление сложных форм и форм с глубокими карманами, что затруднительно при традиционных, обычных процедурах литья в песчаные формы.

В разделе «Литье в песчаные формы» мы обсуждали, насколько трудоемким является этот процесс, особенно если вам нужно сделать от 100 до 1000 таких же точных отливок. В течение многих лет недостатком безопочной формовки была высокая стоимость необходимого инструмента.

Тем не менее, с сегодняшним компьютерным проектированием инструментов и производством пластин начальные затраты на литье без опоки в диапазоне, в котором почти любая литьевая работа с приличными годовыми объемами и работой с продолжительностью жизни в несколько лет становится рентабельной. имеет смысл рассматривать эти отливки как формы без опоки.

Важность вакуумного литья по выплавляемым моделям

Вакуум — очень важное условие для литья по выплавляемым моделям.G&S Jewelry Mfg использует два метода вакуумного литья по выплавляемым моделям. Первая представляет собой конструкцию автоматической разливки с закрытой камерой в среде инертного газа. Вторая — это система разливки больших бронзовых отливок под открытым небом.

Литье по выплавляемым моделям — Почему и как?

Обе эти системы используют вакуумный насос для протягивания металла на максимально возможную глубину формы. В первом случае используется закрытая система с перфорированной колбой, а во втором — вакуумный стол с односторонней колбой.Фотография ниже наглядно демонстрирует разницу.

Перфорированные и сплошные боковые колбы

Еще один ключевой момент — это взаимодействие вакуума и гравитации. Потому что гравитация тянет расплавленный металл при заливке. Вакуум еще больше ускоряет вытягивание металла. Имея это в виду, сочетание этих сил позволит достичь наилучшего возможного заполнения.

Литейные системы — закрытые и открытые

Закрытая камера Neutec J-15 Caster

Герметизирующая вакуумная камера для J-15 выше

G&S Jewelry Mfg использует два типа систем литья.Автоматическая разливочная машина с закрытой камерой, как показано на двух фотографиях выше, и система разливки на открытом воздухе, как показано ниже.

Вакуумный стол для разливки на открытом воздухе

Очевидно, что разницу между двумя системами легко указать. Поскольку одни металлы лучше переносят кислород, чем другие, ключевым моментом является отрицательное давление на колбу для втягивания расплавленного металла. В зависимости от качества вакуума и перегрева металла вытяжка может втягивать больше жидкого металла в период усадки. Усадка происходит, когда металл переходит из жидкого состояния в твердое.

Резюме

Размещение перфорированной или герметичной колбы под отрицательным давлением обеспечивает превосходное литье. Позвольте нам сотрудничать с вами, чтобы доставить ювелирные изделия лучшего качества. Этот процесс отвечает нашей стопроцентной приверженности устойчивому производству. Пожалуйста, свяжитесь с нами для получения дополнительной информации.

G&S Jewelry Mfg — это небольшая компания, принадлежащая женщинам, 100% производственных мощностей которой находятся в США.

.