Продолжение табл. 3.10

Сыпучие смеси для горячей оснастки

* в знаменателе - сбдержание компонентов на 100 % кварцевого песка.

Примечания: 1. Содержание АГМ-9 дано в % от содержания смолы в смеси.

2. ОК - ортофосфорная кислота.

3. НС1 - 10 %-ный водный раствор соляной кислоты.

4. Уротропин применяют в виде 30 %-ного водного раствора.

5. Растворитель - водно-спиртовой (1:3) раствор ПК-104.

6. Для магниевого литья в смеси добавляют 0,5 % борной кислоты.

Для восстановления песков используемых формовочных смесей проводят их регенерацию одним из трех способов: мокрым, сухим или термическим.

Мокрой регенерации подвергают преимущественно песчано-глинистые смеси. Она заключается в отмывании связующих с поверхности песчинок в потоке воды.

Сухая регенерация производится стиранием, скалыванием с поверхности песчинок твердых пленок связующих материалов при соударении песчинок между собой в потоке воздуха или кипящем слое на специальных установках, используемых для жидкостекольных смесей.

Термическая регенерация достигается нагревом смеси до температуры, обеспечивающей полную деструкцию или сгорание пленки связующего, с последующим удалением коксового остатка с поверхности песчинок методом сухой регенерации. Рекомендуется для смесей с органическими связующими, например, синтетическими смолами. Технология регенерации описана в [3, 13].

Большие осложнения в процессах регенерации вызывает использование облицовочных смесей на некварцевых наполнителях - хромите, хромомагнезите, цирконе и др. При выбивке формы облицовочная некварцевая смесь смешивается с кварцевым наполнителем и разделить их до регенерации практически невозможно. При попадании в регенерат прилесей хромита или хромомагнезита резко ухудшается выбиваемость жидкостекольных смесей и противопригарные свойства любых смесей. Такой регенерат можно использовать только для на-

полнительных смесей. Примеси циркона, дистен-силлиманита, корунда оказывают меньшее влияние на свойства регенерата. Возможно лишь некоторое снижение газопроницаемости смеси.

3.3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ

К технологическим процессам изготовления форм и стержней предъявляют следующие требования: полное исключение ручного труда, максимальная степень механизации и автоматизации, повышение производительности за счет сокращения рабочего цикла путем уменьшения продолжительности уплотнения и отверждения смесей, создание максимально благоприятных экологических условий труда в литейных цехах.

Изготовление форм и стержней состоит из трех основных стадий: смесеприготовления, уплотнения смеси и отверждения форм и стержней (при использовании сырых форм третья стадия исключается).

Для приготовления формовочных смесей используют либо централизованные смесепри-готовительные участки, если в производстве применяются сырые смеси и смеси, отверж-даемые внешним воздействием (тепловой сушкой, продувкой), либо рассредоточенные по формовочным и стержневым участкам смесе-приготовительные агрегаты, если применяются самоотвердеющие смеси. В первом случае, как правило, используют катковые смесители (бегуны), во втором - специальные установки, имеющие лопаточные, шнековые, лопастные и другие смесители.

Песчано-глинистые смеси приготовляют часто путем смешения сухих песков и молотой глины с водой. Однако более рационален ввод в смесители заранее приготовленной водной суспензии глины, что позволяет устранить сушку и размол глины. При использовании высококачественных глин готовят суспензии плотностью 1,2 - 1,4 г/см, содержащие 20 -30 % глины (остальное - вода). В случае применения низкосортных глин их содержание увеличивают в 1,5 - 2 раза, чтобы получить требуемую прочность смеси. Применение приведенных вьппе активаторов - фосфатов натрия - разжижает глинистую суспензию, позволяя существенно увеличить степень ее наполнения. Так, при введении 0,3 - 0,5 % активатора (в пересчете на готовую смесь) содержание глины в суспензии может бьггь увеличено до 60 -79 %, ее плотность до 1,7 - 1,85 г/см без уменьшения текучести суспензии.

Способы уплотнения форм из песчано-глинистых смесей. Для изготовления форм из песчано-глинистых смесей рекомендуется сочетать два способа уплотнения - встряхивание и прессование, виброуплотнение и прессование, пескодувное уплотнение и прессование, а также рекомендуются способы уплотнения в воздушном (или газовом) потоке. Обычное прессование литейных форм осущесткляют под давлением 0,25 - 0,3 МПа (при давлении в рабочей сети 0,5 - 0,6 МПа). Повьппение давления прессования до 0,7 - 1,4 МПа обеспечивает наиболее интенсивный рост плотности форм, увеличение производительности формо-вочньгх машин и повьппение размерной точности отливок. Эти достоинства характерны для машин и линий формовки прессованием под высоким давлением (ПВД). Применяют три варианта ПВД: гибкой диафрагмой, жесткой прессовой колЬдкой и многоплунжерной прессующей головкой.

На рис. 3.7 приведена схема ПВД гибкой диафрагмой. При впуске воздуха в головку машины под давлением 0,5 - 0,6 МПа гибкая диафрагма деформирует формовочную смесь в опоке больше всего в тех местах, где она меньше уплотнена и более податлива. При этом обеспечивается равномерное уплотнение смеси как над моделью, так и вокруг нее.

На рис. 3.8 приведена схема ПВД жесткой колодкой (в качестве рабочего тела используется масло). Применение профильной колодки обеспечивает более равномерное уплотнение смеси по сравнению с прессованием плоской колодкой. Однако равномерность уплотнения не достигается такой, как при ПВД гибкой диафрагмой.

На рис. 3.9 показана схема ПВД многоплунжерной головкой. На головке установлены 30 - 100 гидрогшлиндров с прессующими башмаками на штоках, между которыми имеются небольшие зазоры. Существуют два кон-

структивных варианта прессующих головок -активные головки и пассивные. В активных головках масло под давлением впускается в рабочее пространство над плунжерами, и прессующие башмаки, перемещаясь вниз, уплотняют смесь в неподвижной опоке. В пассивной головке имеется постоянньгй и изолированньгй рабочий объем, заполненный маслом, а уплотнение осуществляется подъемом опоки с моделью и смесью. Прессование многоплунжерной головкой обеспечивает высокую равномерность утшотнения смеси.

Рис. 3.7. Схема прессования смеси гибкой диафрагмой:

1 - гибкая диафрагма; 2 - формовочная смесь; 3 - опока; 4 - модель

Рис. 3.8. Схема прессования жесткой колодкой:

1 - профильн 1Я колодка; 2 - Наполнительная рамка; 3 - опока; 4 - модель; 5 - формовочная смесь

Активная головка

X 1

Пассивная голов к а

Рис. 3.9. Схема уплотнения смеси многоплунжерной головкой:

/ - гидроцилиндр; 2 - прессующий башмак; 3 - формовочная смесь; 4 - модель; 5 - опока

На рис. 3.10 показана схема формовочной машины, производящей уплотнение формы встряхиванием и прессованием. На этом принципе основаны автоматические машины американских и немецких фирм, работающих на многих отечественных заводах. Машина состоит из встряхивающего поршня 7, ударного поршня с амортизатором Д прессового поршня 3 и прессовой колодки 4. При одновременном включении встряхивающего и прессового цилиндров прессовой поршень поднимает стол машины и выбирает расстояние между верхней кромкой формы и прессовой колодкой. За время подъема успевает произойти некоторое количество ударов предварительного встряхивания, и лишь после того, как форма будет прижата к прессовой колодке, начинается собственно процесс встряхивания с одновременным прессованием. Обычно используется пассивная плунжерная головка; встряхивающий поршень останется неподвижным. Ударный массивный подпружиненный поршень наносит частые удары снизу по столу (обычно 10 - 12 ударов в секунду). Давление на прессовой колодке составляет 1,2 - 1,5 МПа. Общая продолжительность уплотаения 3 - 5 с.

Большое распространение на отечественных заводах получили также формовочные автоматы типа Дизаматик , сочетающие пескодувное уплотнение с прессованием под высоким давлением при производстве безопоч-ных форм с выдачей их в горизонтальную стопу (вертикальная плоскость разъема).

Способ уплотнения форм пневмопотоком основан на эффекте динамического воздействия упругого потока воздуха на поверхность уплотняемого объема смеси. Под ударной нагрузкой потока воздуха верхние слои смеси деформируются с большой скоростью и воздействуют на более глубокие слои. Чем выше опока, тем большую скорость приобретает смесь и тем большее давление создается на нижних слоях смеси.

Принцип работы установки импульсной формовки показан на рис. 3.11. Сжатый воздух в установку подается из ресивера под давлением 8,0 - 15 МПа; продолжительность уплотнения 0,023 - 0,025 с.

На многих заводах работают поточные механизированные линии и карусельные установки с импульсным уплотнением; преобладающие размеры опок до 1000 х 1000 х 400 мм.

Разновидностью импульсной формовки является уплотнение газовым ударом {или взрывом), при котором используется ударная волна давления, создаваемая за счет взрывного горения газовоздушной смеси в специальной камере сгорания, располагающейся так же, как импульсная головка, над опокой и герметично стьжующейся с ней. Существуют два варианта

Рис. 3.10. Схема формовочной машины с одновременным встряхиванием и прессованием

Рис. 3.11. Схема импульсной формовки:

1 - клапан; 2 - корпус импульсной головки; 3 - плита

рассекателя; 4 - рассекатель; 5 - наполнительная рамка; 6 - опока; 7 - подмодельная плита; 8 - модель

таких установок - низкого (0,4 - 0,5 МПа) и высокого давления (1-3 МПа). Горючая газовая смесь состоит из воздуха и чаще всего природного газа и образуется вводом последнего непосредственно перед зажиганием.

Для изготовления форм и стержней из самотвердеющих смесей применяют смесеприго-товительные установки, выполненные как непрерывные агрегаты, способные вьщавать любую порцию смеси в зависимости от объема формы или стержня. На рис. 3.12 показана общая схема такой установки. Она состоит из машинной стойки, одного (иногда двух и трех) поворотного смесительного шнека, системы бункеров и дозаторов для приемки и подачи в смесители компонентов смеси; иногда на выходе готовой смеси из смесителя устанавливается метательная головка. В случае малой живучести смесей (например, песчано-смоляных) используют установки, на которых