Изготовление стержней

Изготовление стержней производится в следующем порядке. Собирают половинки стержневого ящика по центрирующим шипам и скрепляют их вместе. Ящик кладут отверстием вверх, внутрь ящика устанавливают армирующий каркас из проволоки и заполняют всю полость ящика стержневой смесью (рис. 37, а), одновременно уплотняя ее. Счищают излишек смеси и для обеспечения отвода газов из стержня специальной иглой (душником) накалывают вентиляционные каналы. Снимают верхнюю половину ящика (рис. 37, б) и осторожно выкладывают стержень на специальную сушильную плиту (рис. 37, в). Отформованные стержни сушат при температуре 160…300 ⁰С в сушильных печах или камерах для придания им высокой прочности.

Рис. 37. Порядок изготовления стержней

При применении быстросохнущих смесей на жидком стекле, стержень перед выемом из ящика продувают через вентиляционные каналы углекислым газом в течение двух – трех минут. Затем затвердевший в результате продувки стержень извлекают из стержневого ящика. Перед установкой в форму стержень окрашивают противопригарной краской.

Изготовление литейных форм

Изготовление формы (формовка) является наиболее сложной и трудоемкой операцией. Формовка может осуществляться вручную, на машинах (при серийном и массовом производствах) и на автоматических линиях. Трудоемкость изготовления литейной формы при ручной формовке составляет 40…60 % от общей трудоемкости получения отливок.

Порядок изготовления формы вручную по разъемной модели в парных опоках представлен на рис. 38. В данном случае модель состоит из двух половин, имеющих на плоскостях разъема отверстия в нижней половине и шипы в верхней, с помощью которых производится совмещение половин моделей друг с другом.

I этап: изготовление нижней полуформы. На модельную плиту устанавливают нижнюю половину модели плоскостью разъема вниз, ставят нижнюю опоку и модели питателей (1). Опоку заполняют формовочной смесью и уплотняют ручной или пневматической трамбовкой. Излишки формовочной смеси выше верхнего края опоки удаляют при помощи линейки и специальной иглой накалывают вентиляционные каналы (2).

II этап: изготовление верхней полуформы. Нижнюю опоку переворачивают на 180 градусов и при помощи направляющих штырей устанавливают на ней верхнюю опоку. По центрирующим шипам и отверстиям устанавливают верхнюю половину модели отливки, модели шлакоуловителя, стояка и выпора (3). Наполняют верхнюю опоку формовочной смесью и уплотняют ее (4).

III этап: извлечение моделей из формы. В первую очередь извлекают модели стояка и выпора (5). Снимают верхнюю опоку вместе с верхней половиной модели и переворачивают ее на 180 градусов. При необходимости смачивают смесь вокруг моделей отливки и осторожно извлекают их из обоих полуформ (верхней и нижней). Также извлекают модели шлакоуловителя и питателей. Перед сборкой форму очищают от осыпавшихся частиц смеси и покрывают противопригарным составом.

IV этап: сборка формы. В нижнюю полуформу по знакам устанавливают заранее изготовленный стержень (6). Верхнюю опоку вновь опускают на нижнюю опоку и фиксируют их при помощи центрирующих штырей. Затем обе опоки скрепляют при помощи болтов или струбцин. В таком виде литейная форма готова для заливки металла (7).

Для получения крупных отливок полуформы перед сборкой сушат при температуре 350 ⁰С в течение 6…20 часов в зависимости от габаритов отливки.

Заливка металла и выбивка форм, контроль качества отливок

Плавка черных металлов производится в вагранках, электродуговых и индукционных печах, установках электрошлакового переплава. Сплавы цветных металлов плавятся в тигельных печах, пламенных и электрических отражательных печах, индукционных, вакуумно-дуговых и вакуумных электронно-дуговых печах.

На участок заливки расплавленный металл подается в разливочных ковшах. Металл в форму заливают плавно, непрерывной струей до тех пор, пока он не покажется в выпорах и прибылях. Температура заливки всегда выше температуры плавления сплава. При слишком высокой температуре заливки происходит обильное газовыделение, формовочная смесь пригорает к поверхности отливки, увеличивается усадка отливки.

Выбивку форм производят после затвердевания и охлаждения металла до определенной температуры. В литейных цехах разрушение формы и освобождение отливок от формовочной земли осуществляется на различных вибрационных машинах, чаще всего - на встряхивающих решетках. Формовочная смесь проваливается через решетку и транспортируется на формовочный участок для повторного использования. При ручной выбивке форму разрушают ударами молотка по стенкам опоки. Выбивку песчаных стержней производят с помощью пневматических молотков, водоструйных и гидроабразивных устройств, на электрогидроимпульсных установках. Электрогидроимпульсная выбивка стержней осуществляется за счет ударных волн и гидропотока, возникающих при высоковольтном разряде в жидкости между специальным электродом и поверхностью отливки. Разрушение стержней происходит за счет появления в обрабатываемом объекте периодических сил растяжения и сжатия, вызывающих колебание отливки и стержня с различной частотой и, в конечном итоге, отслаивание стержневой массы от отливки.

После выбивки производится обрубка (отделение от отливок прибылей, выпоров и заливов) и очистка отливок. Обрубку осуществляют с помощью пневматических зубил, ленточных и дисковых пил, газовой резки. Очистку отливок от пригоревшей формовочной смеси и окалины производят во вращающихся галтовочных барабанах, на пескоструйных и дробеметных аппаратах, водоструйных, гидроабразивных и электрогидроимпульсных установках. Очистка разветвленных внутренних поверхностей отливок осуществляется химической и электрохимической обработкой. Зачистка заусенцев, неровностей, оставшихся после обрубки, производится ручным инструментом или на шлифовальных станках. По трудоемкости операции выбивки, обрубки и очистки составляют 30…40% от общей трудоемкости изготовления отливок.

При контроле качества готовые отливки осматривают и выявляют имеющиеся в них пороки. Основными видами дефектов в отливках являются: коробление; усадочные и газовые раковины (открытые или закрытые полости); трещины; песчаные и шлаковые раковины (включения формовочной смеси или шлака в отливке); заливы и наросты, недолив металла и спай; отбел поверхности (у чугунных отливок). Поверхностные неглубокие дефекты устраняются наплавкой, заваркой, запрессовкой (эпоксидными смолами), металлизацией. Коробление исправляют правкой. Отбел поверхности ликвидируют дополнительным отжигом отливок.

При внутренних и глубоких наружных дефектах отливки отправляют на переплавку. Перед отправкой в механические цеха стальные и чугунные отливки подвергают термической обработке (отжиг или нормализация) для снятия внутренних напряжений.