37. Новые нетоксичные смеси для литейных форм.

37. Современные технологии изготовления форм и стержней из химически твердеющих смесей.

Использование новых типов связующих материалов (синтетических смол) привело к созданию новых технологических процессов изготовления стержней из холоднотвердеющих смесей. Эти процессы основаны на отверждении синтетических смоляных связующих в присутствии катализаторов при нормальной температуре. ХТС состоят из наполнителя (кварцевый песок), синтетического связующего, катализатора отверждения и различных улучшающих смесь добавок. Приготовление смесей осуществляют последовательным перемешиванием песка, связующего, катализатора от-верждения и добавок. Подача, дозировка и загрузка в смеситель исходных составляющих смеси, а также выпуск готовой смеси легко механизируются и автоматизируются применением специального оборудования.

Заполнение стержневого ящика смесью и ее уплотнение производят свободной засыпкой с последующим уплотнением вручную, встряхиванием, вибрацией или пескодувным способом. Отверждение стержней в ящиках осуществляется выдержкой их на воздухе или продувкой сжатым воздухом, подогретым или нормальной температуры, а также добавлением активного катализатора или без него. Остальные технологические операции (извлечение стержня, отделку, окраску, сборку и др.) выполняют практически так же, как и при других процессах изготовления стержней. Технологические процессы изготовления стержней из ХТС подразделяют в основном на три группы. К первой группе относят процессы изготовления стержней из песчано-смоляных самотвердеющих смесей. Продолжительность твердения стержней в ящиках составляет 5—60 мин. Эта группа процессов широко распространена при изготовлении мелких, средних и крупных стержней в литейных цехах с единичным, мелкосерийным и серийным характером производства стальных и чугунных отливок, а также отливок из цветных сплавов. Две другие группы технологических процессов применяют при массовом и крупносерийном производстве отливок. Для второй группы характерно резкое возрастание скорости отверждения смеси в ящиках до 0,5—3 мин за счет использования высокореакционных связующих материалов и катализаторов отверждения. Третья группа технологических процессов основана на применении песчано-смоляных смесей с длительной живучестью. Высокая скорость затвердевания достигается за счет продувки смеси в ящике газообразным или жидким (в виде паровоздушной смеси) катализатором.

Технология изготовления стержней из песчано-смоляных холоднотвердеющих смесей значительно отличается от традиционной технологии изготовления стержней с тепловой сушкой. По сравнению с последней резко снижается число технологических операций и их трудоемкость, нет необходимости в ряде транспортных операций и погрузочно-разгрузочных работ. Однако имеется и ряд общих операций, особенно с технологией изготовления стержней из ЖСС. Технологический процесс изготовления стержней из ХТС предъявляет следующие основные требования подготовке стержневой оснастки: 1) в зависимости от условий и серийности производства для изготовления стержней используют деревянные, пластмассовые или металлические стержневые ящики; 2) металлические ящики при температуре цеха ниже 18 °С целесообразно перед началом работы подогревать до температуры 30—35 °С для ускорения затвердевания и предотвращения прилипаемости; 3) при изготовлении стержней на пескодувных машинах следует применять в основном металлические стержневые ящики; 4) в связи с тем что стержни извлекают из оснастки в отвержденном состоянии, при проектировании и изготовлении стержневых ящиков необходимо обеспечивать высокое качество их рабочих поверхностей; увеличивать в 1,5—2 раза формовочные уклоны, а также предусматривать механизированное извлечение стержней системой толкателей.Технологические свойства ХТС открывают большие перспективы для усовершенствования процессов изготовления форм. В производстве крупных стальных и чугунных отливок использование ХТС позволяет резко сократить технологический цикл за счет ликвидации объемной или поверхностной сушки форм, повысить производительность труда, удешевить стоимость оборудования путем замены комбинированных методов уплотнения (встряхивания или вибрации с прессованием) виброуплотнением. Изготовление форм из ХТС упрощает применение современных методов управления процессом формирования свойств отливок, которые при использовании обычных формовочных смесей вызывают большие затруднения. К таким методам относятся получение форм с регулируемой толщиной, комбинация смесей с различными теплофизическими, противопригарными свойствами, выбор смесей с определенными пластическими и деформационными характеристиками.Важнейшая технологическая проблема при изготовлении форм — снижение расхода материалов. Она может решаться путем изготовления двухслойных форм. Снижение расхода смесей может быть также достигнуто при изготовлении тонкостенных форм в специализированной оснастке.

Высокая прочность ХТС позволяет для мелких и средних форм отказаться от применения литых опок и заменить их легкими сварными жакетами или осуществлять безопочную формовку. Рациональной областью применения ХТС является также жакетная формовка в стержнях. Она позволяет сочетать высокую производительность и точность при серийном производстве крупных отливок.