Главная Кузнечно-штамповочное производство (КШП) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 [ 183 ] 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 9.5. Классы размерной точности отливок
9.7. Степень точности поверхностей отливок, получаемых литьем в керамические формы
9.8. Степень коробления элементов отливок
9.9. Шероховатость поверхности отлн
Для этих форм характерны следующие объединяющие признаки: процесс спекания при термической обработке и типовые технологические приемы получения форм - размол, рассеивание, активация исходных материалов, приготовление жидкоподвижной керамической массы, формование, сушка и прокаливание. Способ изготовления отливок в формах на этилсиликатных связующих получил название - литье в керамические формы (ЛКФ) или Шоу-процесс, а в формах на основе гипсовых связующих - литье в гипсовые формы (ЛГФ) или Зульцер-процесс [11]. Область применения. Литье в керамические формы применяется в автомобильной, авиационной, судостроительной, приборостроительной, станкостроительной и других отраслях промьшшенности в единичном, мелко- и среднесерийном производстве сложных по конфигурации отливок повышенной точности практически из всех металлов и сплавов: коррозионно-стойких сталей, инструментальных и высокоуглеродистых сталей, серого и белого чугунов, медных, магниевых и алюминиевых сплавов и металлов с высокой реакционной способностью. Габаритные размеры отливок колеблются от 50 до 5000 мм, масса -от 0,2 до 10 ООО кг. Наиболее эффективно использование этого метода для изготовления деталей метшщооснастки (инструмента, матриц пресс-форм для литья под давлением кокилей, ковочных, прессовых, обрезных и калибровоч- ных штампов); деталей машин (корпусов, фитингов, роторов и статоров); художественных отливок, особенно при реставрации или изготовлении копий с ценных исторических предметов и украшений [5, 9]. В табл. 9.5 - 9.9 приведены параметры точности и качества поверхности отливок, изготавливаемых в керамических формах по постоянным моделям. В этих таблицах указаны диапазоны классов точности. Меньшие их значения относятся к простым отливкам и условиям автоматизированного производства, большие - к сложным отливкам единичного и мелкосерийного производства. К цветньв! легкоплавким сплавам отнесены сплавы с температурой плавления ниже 700 °С, к цветньв! тугоа1авким - выше 700 °С. К легким отнесены сплавы с плотностью до 3,07 г/см, к тяжелым - сплавы с плотностью свьппе 3,07 г/см. Степени коробления элементов отливки и точности ее поверхности являются параметрами точности отливок. Установлено 11 степеней коробления элементов отливки и 22 степени точности ее поверхности (ГОСТ 2664585). В соответствии с указанными степенями точности выбирают по этому ГОСТу допуск размеров отклонение формы и расположения поверхностей отливок. Важным преимуществом способа литья в керамические формы является использование простой, недорогой оснастки и оборудования, практически полное искшочение механической обработки отливок, возможность изготовления их небольшими сериями (до 100 шт.) из труд-нообрабатьшаемых сплавов. Все эти факторы делают данный способ одним из наиболее прогрессивных методов получения заготовок, однако высокая стоимость формовочных материалов (до 75% себестоимости 1 т годного литья из углеродистой стали) и большой расход исходных формовочных материалов (от 2,0 до 3,0 т на 1 т годного литья) сдерживают его широкое внедрение в отечественном литейном производстве. Модельная оснастка должна удовлетворять следующим требованиям: 1) обеспечивать получение форм и стержней с заданной точностью размеров и шероховатостью поверхности; 2) иметь минимум разъемов по рабочим частям формы; 3) обеспечивать вентиляцию воздуха из полостей при заливке суспензии; 4) не взаимодействовать с суспензией. В серийном производстве используют металлическую оснастку или литую из метал-лопластмассовых композиций на основе эпоксидных смол. Модельная оснастка проектируется аналогично модельной оснастке, используемой при литье в песчаные формы. Перед изготовлением форм оснастку смазьшают разделительной смазкой (керосином, техническим вазелином, силиконовым маслом), чтобы уменьшить прилипание к ней суспензий. Керамические формы с использованием этилсиликатных связующих. Процесс изготовления форм (Шоу-процесс) заключается в следующем: 1) готовят жидко подвижную суспензию путем механического перемешивания гидролизованного раствора этилсиликата и наполнителя, в качестве которого используют смесь огнеупорных материалов зернистой и пьшевидной фракций; 2) замешивают в суспензию гелеобразо-ватели - вещества с основными свойствами; 3) заполняют суспензией модельную оснастку, где керамическая масса в результате ее огеливания затвердевает; 4) извлекают формы из модельной оснастки и удшшют из нее влагу выжиганием паров растворителя, что сопровождается образованием жесткой структуры, стабилизацией размеров форм, появлением сетки мелких трещин, обеспечивающих податливость, газопроницаемость и термостойкость форм и практически не влияющих на шероховатость поверхности отливок; 5) прокаливают форму в печах при температуре 900 °С; заливают в горячем или холодном состоянии. Существует несколько вариантов Шоу-процесса, технологические особенности которых совершенствуют технологию изготовления форм и снижают их стоимость: Композойт-Шоу-процесс, Юникаст-процесс, Дин-процесс и др. Наиболее экономичным и распространенным в промышленности является первый, называемый также процессом изготовления двухслойных (комбинированных) форм с облицовочным керамическим слоем (рис. 9.4). Этот слой получают заливкой суспензии в зазор между основной моделью и опорным слоем формы. Для изготовления облицовочного слоя используют дорогостоящие высокоогнеупорные наполнители и этилсиликат, а для опорного - кварцевый песок и жидкое стекло. Опорный слой выполняют по вспомогательной модели, размеры которой больше рабочей модели на толщину облицовочного слоя. Материалы керамических форм. Исходными материалами для изготовления форм являются гидролизованные растворы этилсиликатов, относящиеся к классу кремнийорганических полимеров - полиорга-носилоксанов, гелеобразователи (отвердители) и наполнители. Этилсиликат ы. Химической промышленностью выпускаются два типа этил силикатов ЭТС-32 и ЭТС-40, используемые для изготовления керамических форм и различающиеся разной степенью конденсации. Этилсиликаты могут использоваться только после гидролиза. Гелеобразователи. В качестве гелеобразователей используют большую группу веществ, основной характер реакции которых -вызывать химическое твердение суспензии после заливки ее в модельную оснастку. Время гелеобразования - важнейший технологический параметр процесса изготовления керамических форм. Оно может изменяться от 40 до 600 с и более; кроме того, оно зависит от природы и количества огеливателя, содержания Si02 в связующем, степени гидролиза этилсиликата, свойств огнеупорного материала и растворителя. В качестве гелеобразователей используют растворы щелочей, органических аминов, полиорганосилозановых смол, порошки основных оксидов [13, 14]. Огнеупорные наполнит ел и. Для получения высококачественных отливок необходимо применять высокоогнеупорные наполнители с низким коэффициентом линейного расширения и инертные к заливаемому металлу. К этим материалам относятся: элекгрокорунд, муллит, двуоксид циркония, плавленый кварц, дистен-силлиманит, циркон, высокоглиноземистый шамот и др. Однако ввиду высокой стоимости я дефицита этих материалов часто используют наполнители на основе криста/шического кварца. Основные свойства применяемых наполнителей приведены в табл. 9.10. В качестве технологических добавок в |
© 2011 - 2024 www.taginvest.ru
Копирование материалов запрещено |