Литье в оболочковые формы. Технология. Области применения

Оболочковая форма со­стоит из двух полуформ с горизонтальной или вертикальной плос­костью разъема ее изготовляют из сыпу­чих термореактивных песчаных смесей с органическими связующими, в качестве которого используют фенолформальдегидные смолы с добавкой уротропина.

Процесс изготовления оболочек из песчано-смоляной термо­реактивной смеси включает в себя следующие последовательные операции: нагрев модельной оснастки; нанесение на поверхность оснастки разделительного покрытия; нанесение на модельную ос­настку песчаносмоляной смеси; формирование и затвердевание оболочки; съем готовой полуформы с модельной оснастки.

Способ свободной засыпки модельной оснастки смесью с помощью поворотного бункера

При изготовлении верхней оболочковой полуформы металли­ческую модельную плиту 1 с моделью отливки 2 и литниковой системой 3 нагревают до 200...300 °С элек­тронагревателями или газовыми горелками и наносят на нее тон­кий слой разделительного покрытия. В качестве покрытия исполь­зуют раствор синтетического термостойкого каучука в бензине-растворителе.

Формовочную смесь 6 из бункера 5 насыпают на модельную плиту и выдерживают. Время выдержки обусловли­вает толщину прогретого слоя смеси до температуры плавления и частичной полимеризации и, соответственно, толщину формирующейся оболочки.

Плиту вместе с бункером переворачивают на 180° для удаления лишней непрогретой части смеси. После того, как смесь ссыпа­лась в бункер, плиту с оболочкой снимают с бункера и помещают в печь, где при 300...400 °С ее выдержи­вают 1...4 мин для окончательного затвердевания оболочки. При этом смола полимеризуется и переходит в необратимое твердое состояние.

После извлечения оснастки из печи твердую прочную оболоч­ковую полуформу снимают с модельной плиты толкателями, приводимыми в движение через плиту толкателей 4 механизмом съема. Таким же образом изготовляют нижнюю полуформу.

Перед сборкой обеих полуформ с верха стояка срезают закры­вающую его часть оболочки, в нижнюю полуформу устанавливают, если необходимо, стержни и, наконец, оболочки склеивают по разъему на специальных многоштыревых прессах (рис. 6.20, е). Для склеивания оболочковых полуформ используют жидкие или порошкообразные клеи на основе термореактивных смол. Цент­рируются полуформы за счет выступов и впадин на разъеме 8, оформленных при изготовлении оболочек соответствующими элементами модельной оснастки.

К форме с горизонтальной плоскостью разъема приклеивают оболочку с полостью литниковой чаши. При вертикальной плос­кости разъема формы в этом нет необходимости, так как все эле­менты литниковой системы располагаются в плоскости разъема основных оболочек.

Заливают оболочковые формы в контейнерах с засыпкой чугунной дробью. Засыпка увеличивает прочность формы, препятствуя ее деформации и распариванию при заливки. Кроме того, чугунная дробь быстрее отводит теплоту от формы, предотвращая тем самым ее быстрый перегрев до температур де­струкции (разложения) связующего, сопровождающийся потерей прочности оболочки. Последнее наиболее важно при производ­стве массивных отливок.

Формы для мелких отливок (менее 8 кг) заливают в ряде слу­чаев без засыпки их дробью. Оболочковые формы с горизонталь­ным разъемом без опорного слоя устанавливают на поддон с пес­чаной постелью толщиной 100...200 мм.

Существуют варианты нанесения песчано-смоляной смеси на модельную плиту свободной засыпкой с вибрацией, пескодув­ным способом и др., что улучшает качество поверхности форм для особо сложных по конфигурации отливок.

В оболочковых формах можно получать отливки массой до 50 кг практически из любых сплавов. Большая проч­ность оболочек обеспечивает выполнение всех необходи­мых манипуляторных операций при изготовлении форм. Точность отливок и шероховатость поверхности в этом способе сопостави­мы или выше (1-2 класса), чем при литье в песчано-глинистые формы из формовочных смесей с прочностью сырых форм более 160 кПа и качественных способах уп­лотнения форм.

Необходимость выдержки оболочки на машинах для ее затвер­девания предопределила создание двух-, четырехпозиционной схе­мы установок.

Основные преимущества литья в оболочковые формы по срав­нению с литьем в обычные песчаные формы состоят в следую­щем: сокращается в несколько раз расход и объем переработки формовочных материалов; уменьшается трудоемкость ряда опера­ций технологического процесса, таких как приготовление формо­вочной смеси, изготовление форм, очистка отливок; уменьшает­ся металлоемкость формовочного оборудования; снижаются пер­воначальные капитальные затраты и др.

Недостатками способа в современных условиях являются: не­обходимость изготовления форм в горячей оснастке; трудоемкость изготовления модельной оснастки, работающей при температу­рах до 300 °С; недостаточная термостойкость связующего (смолы) для изготовления крупных или массивных отливок из чугуна и стали; повышенное выделение вредных веществ вследствие тер­мического разложения смоляного связующего.