Титов (Титов Н.Д. Технология литейного производства), страница 9

Иногда залитые формы подвергают вакуумированию в специальных камерах в течение 5 — 1О мнн для удаления из пластмассы пузырьков воздуха. Пластмассовые модели затвердевают в течение 20 — 24 ч. В целях улучшения пластических свойств модели после затвердевания пластмассы подвергают термической обработке. Режпм термической обработки моделей: 1) мелких и среднид — нагрев от 50 до 100' С в течение 4 — 5 ч с дальнейшим охлаждением до комнатной температуры; 2) сложных и крупных, а также стержневых ящиков — нагрев до 60' С с выдержкой залитых форм в течение 30 — 32 ч, затем охлаждение до комнатной температуры.

Пластмассовые модели, обработанные по разъему, крепят на модельной плите контрольными штифтами и винтами. Головки винтов при креплении углубляют в тело модели на 1,0 — 1,5 мм. Углубления предварительно зачищают, промывают ацетоном и заделывают ремонтным составом. Модели из эпоксидных смол, обладающих токсичностью, необходимо изготовлять в отдельном помещении модельного цеха, хорошо оборудованном приточно-вытяжной вентиляцией.

Максимальное число съемов полуформ с моделей из эпоксидных смол при ручной формовке 2000 и машинной 30 000. Газифицируемые модели. Изготовление отливок по газифицируемым моделям — новый технологический процесс, сущность которого состоит в том, что модель, получаемая пз специальной пористой пластмассы, чаще всего пенополнстнрола, обладающего малой объемной массой (0,02 г/см'), не извлекается из формы перед заливкой, а под действием теплоты металла плавится„испаряется, газифицируется, освобождая металлу полость формы.

Обычно модель точно воспроизводит конфигурацшо отливки с учетом припусков на механическую обработку и усадку, так что полости, поднутрения и отверстия в отливке выполняются без стержней. Это упрощает изготовление модельного комплекта, сокращает трудоемкость и сроки его изготовления, исключает необходимость применения стержневых ящиков, снижает расход материала. Так как пенополистироловые газифкцируемые модели не извлекаются из формы перед заливкой металла, то формы делают неразьемными, что способствует повышению точности оттпвок. Пенополистирол — легкий пористый материал, имеющий плотность около 20 — 25 кг/мз, температуру плавления 164' С и испарения 316" С.

Для изготовления газифицируемых литейных моделей применяют специальный пенопалистирол марки ПСБ-Л. Этот материал обладает малой плотностью 1до 18 — 20 кг/м'), повышенными прочностью (до 2,5 — 3 кгс/см'), скоростью испарения и газификации, что способствует устранению специфических дефектов в отливках. 44 Пенополистирол ПСВ-Л хорошо обрабатывается на деревообра. батывающих станках, а также на специальных станках, в которых в качестве режущего инструмента используется нагретая электрическим током до 200 — 300' С проволока из нихрома диаметром 0,5 мм. Плиты полистирольного пенопласта ПСБ-Л имеют размеры от 800 х 900 х 100 мм до 1000 х 2000 х 200 мм, что позволяет при изготовлении моделей исключить операции сплачивания, вырезки и склейки отдельных частей крупных моделей и тем самым уйростить технологию их изготовления.

11енополистирол склеивают такими же клеями, что и древесину. Однако высыхающие водорастворимые клен применять нежелательно, так как пенополистирол негигроскопичен и клей может долго не высыхать, что приведет к удлинению цикла изготовления модели или даже браку отливок по газовым раковинам. Из пенополистирола получают модели разового использования (модель при заливке формы газифицпруется), Поэтому пенополистироловые газифицируемые модели применяют в условиях единичного и мелкосерийного производства отливок из чугуна, стали, цветных сплавов. Такие модели крупных отливок широко используют на Волжском автомобильном заводе (ВАЗ) для изготовления «рупных отливок из чугуна и стали (см. гл, 1Ъ', ч 2).

$ б. ГИПСОВЫЕ И ИЕМЕНТНЫЕ МОДЕЛИ Гипсовые модели применяют в единичном и серийном производстве. Они менее прочны по сравнению с металлическими моделями, но их стойкость выше деревянных моделей. Например, если по деревянной модели 1-го класса прочности можно изготовить до 300 форм, то по гипсовой= 1000 форм. Г и и с представляет собой водную сернокислую соль кальция. Для получения жидкой композиции в гипс добавляют 40 — 60'6 (по массе) воды. Продолжительность текучести гипсовой композиции всего 2 — 4 мин; формовочный гипс схватывается через 3 — 5 мин. Для испарения влаги и уменьшения гигроскопичности композиции ее целесообразно перед употреблением просушить при температуре 150' С.

Гипсовую композицию приготовляют из 5 частей гипса, 1 части цемента и 1 части мелкого кварца. Сначала получают деревянную промодель, формуют ее в мелкозернистой глинистой формовочной смеси. После извлечения деревянной модели форму тщательно отделывают, затем на нее накладывают специальную чугунную рамку и заполняют гипсовой композицией. Через 1 — 3 ч рамку с гипсовой композицией извлекают из формы, отделывают и через сутки окрашивают лаком (2 — 3 раза), после чего модель готова для использования. Хранить такие модели необходимо а сухом помещении, так как они обладают большой гигроскопичностью. В большинстве случаев из гипса изготовляют модели простой конфигурации и небольших размеров (не более 600 х 500 к 300 мм).

Гипсовые модели на встряхивающих машинах применять не рекомендуется, так как они быстро разрушаются. Цементные модели значительно прочнее гипсовых при ударных нагрузках, поэтому их можно применять при уплотнении форм на встряхиваюших формовочных машинах Технологический процесс изготовления цементных моделей аналогичен процессу изготовления моделей нз гипса. Крупные цементные модели упрочняют проволочной арматурой — каркасами.

С о с т а в, из которого изготовляют такие модели, включает водный раствор цемента, смешанного с двумя частями мелкого кварцевого песка. Для моделей рекомендуется использовать портландцемент марок 400, 500 и 500. Цементные и железобетонные модели после выдержки в' течение 3 — 7 дней покрывают лаком ГЛАВА !!! ФОРМОВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И СМЕСИ й Е ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Формовочными материалами называются материалы, применяемые для изготовления литейных форм и стержней. Формовочные материалы разделяют на исходные формовочные материалы, формовочные и стержневые смеси, вспомогательные формовочные составы. Исходные формовочные материалы делятся на две группы: 1) основные — огнеупорная основа смеси (кварцевый песок и т. д.), связуюшне материалы (глина, различные смолы, другие связывающие вещества); 2) вспомогательные, например различные добавки (уголь, древесная мука, торф и т.

д.), придающие формовочной или стержневой смеси определенные свойства. Формовочные и стержневые смеси приготовляют из исходных формовочных материалов и из отработанных смесей (смеси, бывшие в употреблении). Состав смесей зависит от назначения, способа формовки, рода заливаемого в форму металла. Вспомогательные формовочные составы— это материалы (краски, клен, замазки), необходимые для отделки и исправления форм и стержней.

й' з. Формовочные пески Формовочные пески и глины являются осадочными горными породами. Они образовались в результате последовательного отложения минеральных веществ, а также выветривания осадков из различных растворов. Формовочные пески и глины добывают в специальных карьерах, например Люберецком, Гусаровском, Кичигинском, Ореховском н других. Обычно пески носят название карьера, в котором их добывают. Разработку месторождений песка и глины ведут откры- тым способом. Если песок содержит примеси или имеет неоднородный зерновой состав, то на карьерах производят о б о г а щ е н и е песка — освобождение его от постороннях примесей (остатков растений, глины, известняка), а также разделение на фракции по размерам зерен.

Чаще всего в качестве основного формовочного материала применяют к в а р ц е в ы е п е с к и, которые достаточно широко распространены в природе, а поэтому дешевле других и вместе с тем обладают необходимыми свойствами, главное из которых— огнеупорность. Основной составной частью этих песков является минерал кварц (кремнезем), представляющий собой химическое соединение 810, плотностью 2,5 — 2,8 г!см', температура его плавления 1713' С. При нагреве кварц переходит в другие кристаллические модификации, что сопровождается изменениями его объема. При 573' С и-кварц переходит в й-кварц, объем изменяется на -2,4%; при 870' С 8-кварц — р-тридимит, изменение объема 15,1%; при 1470' С р-тридимит-э ()-кристобалит, изменение объема 4,7%; при 1743' С ()-кристобалит- расплав, изменение объема О,!%. Кроме кварца песок может содержать полевые шпаты, слюду, окислы железа, гидраты окислов железа, карбонаты, а также глинистые минералы.

Эти примеси придают песку различную окраску и ухудшают его свойства, понижая температуру плавления. В природных условиях в воде вместе с крупными песчинками оседают н мелкие, поэтому в песках могут находиться одновременно зерна размером от нескольких миллиметров до нескольких микронов. Условились зерна размером менее 22 мкм независимо от их химического состава относить к глинистой составляющей, а зерна более 22 мкм — к зерновой составляющей песка. Содержание глинистой составляющей в формовочных песках определяют отмучнванием, т. е.