9.3. Литье под давлением
При литье под давлением движущей силой процесса является преимущественно прилагаемое внешнее давление. Это позволяет не только значительно повысить скорость набора массы, но, что очень важно, отливаемая заготовка становится более плотной и содержит значительно меньше воды (14 % по сравнению с 28 % при литье без давления). О положительном влиянии приложения внешнего давления знали еще с 50-х годов прошлого века, но при этом значительно ускорялся износ гипсовых форм, и уменьшалась их оборачиваемость.
Проблема была решена в конце прошлого века, когда были разработаны достаточно дорогие полимерные формы с оборачиваемостью 40 – 50 тыс. отливок. Фирма "Дорст", Германия, первой в мире стала выпускать установки для ЛИТЬЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ (давление 4 МПа). Время набора массы сократилось до 5 – 10 мин, влажность отливки снизилась до 14%. Такую отливку не надо сушить в форме, а можно сразу извлекать и ставить на подвялку. В горизонтальных гидравлических прессах обычно устанавливают до 5 форм. Литье под давлением применяют в производстве санитарно-технических, хозяйственных и технических изделий. Сейчас для санитарно-строительных изделий литье под давлением объединяют с механическими стендами (батарейным литьем), что обеспечивает высокую производительность. Для уменьшения гидравлического сопротивления слоя набирающейся у стенки массы (ее плотности) прилагаемое внешнее давление повышают постепенно.
Формы из высокопрочных полимеров гарантируют гладкость лицевой поверхности выпускаемых полуфабрикатов. Высокая стоимость форм удорожает производство и уменьшает его гибкость, поскольку для окупаемости надо выпустить большую партию продукции и продать ее. Однако их применение позволило роботизировать производство сложных по форме санитарно-строительных изделий. При этом использование ручного труда и, соответственно, возможность нарушения технологии производства значительно уменьшается.
Под электронным микроскопом полимерный материал формы Loprem похож на губку и эффективно всасывает водный шликер, почти как гипс, но быстрее и без разрушения формы
Таблица
Свойства применяемых микропористых полимеров
|
Марка полимера |
Рабочее давление, бар* |
Средний диаметр пор, мкм |
Открытая пористость, % |
Скорость фильтрации (л/мин) ** |
Относительная способность к набору массы за 60 мин*** |
|
Loprem |
0 ÷ 1.0 |
0.5 |
45 ÷ 50 |
0 |
120 ÷ 130 |
|
0 ÷ 1.0 |
1.0 |
45 ÷ 50 |
0 |
100 ÷ 110 | |
|
0 ÷ 1.0 |
1.5 |
45 ÷ 50 |
0.01 |
75 ÷ 85 | |
|
Sacmi Por |
6 ÷ 13 |
5 ÷ 7 |
27÷ 37 |
1.5 |
40 |
|
Other/Altri/Otro |
13 |
5 ÷ 10 |
27÷ 28 |
2 |
30 |
|
Other Sacmi |
13 |
20 ÷ 25 |
28 ÷ 29 |
15 |
5 ÷ 10 |
|
Altre Sacmi |
13 |
20 ÷ 25 |
28 ÷ 29 |
15 |
5 ÷ 10 |
|
Otro Sacmi |
13 |
20 ÷ 25 |
28 ÷ 29 |
15 |
5 ÷ 10 |
|
Other/Altri/Otro |
13 |
20 ÷ 25 |
30 ÷ 32 |
15 |
5 ÷ 10 |
* 1 МПа = 10 бар
** Приведено к пористому полимеру толщиной 2 см и площадью фильтрации 40 см2 при динамическом давлении воды 4 бар.
*** Рассчитано при литье под атмосферным давлением в сравнении с гипсом, значение которого принято за 100.
На рисунке ниже приведена схема роботизированного комплекса для литья под давлением унитазов. Время набора массы 9 – 20 мин. До 480 изделий за 24 ч (20 шт/ч). A – емкости со шликером. D – установки для литья унитазов под давлением. В – литье верхнего кольца под давлением. C и E – роботы. Робот C переносит кольцо к D, где его приклеивают к унитазу. Робот E переносит склеенные заготовки на ручной контроль.
|
Форма для литья под давлением унитаза в сжатом состоянии, готовом для заполнения шликером. |
Форма в раскрытом состоянии с отформованной отливкой. |
Форма для литья в раскрытом состоянии. Перед ней находится робот.
Робот захватывает заготовку унитаза.
Установка из 4-х форм для отливки заготовок унитазов под давлением
Робот (в центре) для перемещения заготовок унитазов
Перспективно объединение ЭЛЕКТРОФОРЕЗА (быстрый, но высокая влажность, до 28%) с литьем под давлением.
Фирма British Industries Ltd разработала систему "КАПИЛЛЯРНОГО ЛИТЬЯ" Bri Cast для литья в гипсовые формы. Она не ускоряет заливку, набора массы и извлечения отливок, а ускоряет сушку в формах и сушку самих форм. В гипсовой литьевой форме из твердого гипса (более плотный и прочный) с помощью специальной матрицы создают с наружной (не рабочей) стороны систему капиллярных отверстий, присоединную к общему трубопроводу, в котором можно создавать вакуум или повышенное давление воздуха. Это позволяет быстро сушить заготовку в форме и саму форму. После набора массы можно подать в форму воздух под давлением 0,03 МПа и отжать часть воды из заготовки. Система легко монтируется на существующих механических стендах. При этом производительность возрастает в 2 – 3 раза и снижаются затраты энергии на сушку. Не надо дорогих пластиковых форм, как при литье под давлением.