Глава III Изготовлени формах

1. СУЩНОСТЬ ЛИТЬЯ В ПЕСЧАНЫЕ ФОРМЫ

Литье в песчаные формы в настоящее время является универсальным и самым распространенным способом изготовления отливок. Этим способом изготовляют раз­нообразные по сложности отливки любых массы и размеров из сталей, чугунов и сплавов цветных металлов.

Сущность литья в песчаные формы за­ключается в изготовлении отливок сво­бодной заливкой расплавленного металла в разовую разъемную и толстостенную литейную форму, изготовленную из фор­мовочной смеси по многократно исполь­зуемым модельным комплектам (деревян­ным или металлическим), с последующим затвердеванием залитого металла, охлаж­дением отливки в форме, извлечением ее из формы с последующей отделкой.

Отличительными особенностями спо­соба являются малые теплопроводность, теплоемкость и плотность песчаной фор­мы, что позволяет получать отливки с ма­лой толщиной стенки (2,5 ... 5 мм); невы­сокая интенсивность охлаждения расплава

2. Почему наибольшей жидкотекучестью обладают серые чугуны, а наименьшей - маг­ ниевые сплавы?

3. Какие причины приводят к образованию в отливках усадочных раковин и усадочной пористости? Как предупреждают их образова­ние в отливках?

4. К каким последствиям приводят процес­сы взаимодействия литейной формы с распла­вом?

5. Какие мероприятия необходимо преду­сматривать для уменьшения теплового воздей­ствия металла на литейную форму?

6. Как направленно можно изменить кри­сталлическое строение отливок для улучшения их свойств?

7. Какие причины приводят к образованию трещин и короблений в отливках?

е отливок в песчаных

в форме приводит к снижению скорости затвердевания отливки, укрупнению структуры и к появлению в массивных узлах усадочных раковин и пористости; сравнительно низкая огнеупорность мате­риала способствует развитию на поверх­ности контакта форма - отливка физико-химических процессов, которые могут приводить к появлению пригара в поверх­ностном слое отливки.

Для изготовления отливок используют сырые, сухие и подсушенные песчаные формы; химически твердеющие формы, изготовленные из специальных самотвер­деющих смесей; формы, изготовленные по газифицируемым моделям; формы, изготовленные из песчано-смоляных смесей по металлической нагреваемой оснастке и др.

Технологический процесс изготовле­ния отливок состоит из ряда основных и вспомогательных операций, выполняемых в определенной последовательности (рис. 4.8). Для изготовления литейных форм используются модельный комплект, формовочные и стержневые смеси и дру­гие материалы и оборудование.

160

ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

Изготовление моделей и стержневых ящиков

Изготовле­ние стерж­ней

Приготовле­ние расплав­ленного ме­талла

_X

Заливка форм

выбивка и

очистка

отливок

Сдача от­ливок

Приготовле­ние формово-| чных и стерт- •"■»• невых смесей

Изготовле­ние полу­форм

Рис. 4.8. Схема технологического процесса получения отливок в песчаных формах

е)

Рис. 4.9. Литейная модель (а), модельная плита (б) и стержневой ящик (в) для корпуса вентиля: / - центрирующие шипы; 2 - стержневые знаки; 3 - центрирующие штыри; 4 - металлическая плита; 5 модели отливок; 6- модели элементов литниковой системы

2. МОДЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКТ

Модельный комплект - это совокуп­ность технологической оснастки и приспо­соблений, необходимых для образования в форме полости, соответствующей контурам отливки. В модельный комплект включают модели, модельные плиты, стержневые ящики и другие приспособления.

Литейная модель (рис. 4.9, а) - при­способление, с помощью которого в ли­тейной форме получают полость с формой и размерами, близкими к конфигурации получаемой отливки. Модели бывают не­разъемные, с отъемными частями и др.

Модельная плита (рис. 4.9, 6) — метал­лическая плита с закрепленными на ней моделями и элементами литниковой сис-

темы. Ее применяют, как правило, при машинной формовке.

Стержневой ящик (рис. 4.9, в) - при­способление, служащее для изготовления стержней. Стержневые ящики бывают цельные, разъемные, вытряхные и др.

Исходным документом для разработки чертежа модельно-литейных указаний является чертеж детали (рис. 4.10, а), на котором указаны разъем модели и формы, положение отливки в форме при разливке, припуски на механическую обработку, формовочные уклоны, число стержней, размеры стержневых знаков, границы стержней и т.п. Оформление чертежей элементов литейной формы и отливки осуществляется по ГОСТ 3.1125-88.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОТЛИВОК В ПЕСЧАНЫХ ФОРМАХ

161

Рис. 4.10. Чертежи детали (а) и элементов литейной формы (б) для корпуса вентиля

Поверхность разъема модели и формы должна обеспечивать свободное извлече­ние модели из формы при минимальном числе стержней и отъемных частей. При этом обрабатываемые поверхности отлив­ки должны находиться преимущественно в нижней полуформе, что гарантирует по­лучение плотной обрабатываемой части отливки. На чертеже поверхность разъема модели и формы обозначают линией МФ и стрелками направления верха В и низа Н (рис. 4.10, б).

Припуск на механическую обработку 1 - слой металла, удаляемый в процессе механической обработки отливки с ее об­рабатываемых поверхностей для обеспе­чения заданной геометрической точности и качества поверхностного слоя детали. На чертеж припуск на механическую об­работку наносят сплошной тонкой линией. Перед знаками обработки цифрами указы­вают величину припуска в соответствии с ГОСТ 26645- 85.

Формовочные уклоны 4 служат для удобства извлечения модели из формы без ее разрушения и для свободного удаления стержня из стержневого ящика. Уклоны выполняют в направлении извлечения мо­дели из формы. Величину формовочных уклонов выбирают по ГОСТ 3212-92 и указывают в чертеже.

Сопряжения стенок 5 в отливках вы­полняют скруглениями для облегчения

извлечения модели из формы, предотвра­щения появления трещин и усадочных раковин в отливках.

Для получения отливки с заданными размерами ее модель должна быть больше отливки на величину усадки. Поэтому в чертеже литейно-модельных указаний показывают величину усадки в процентах.

При разработке чертежа элементов литейной формы обозначают все стержни 3, форму и размеры стержневых знаков 2, границы стержней, указывают плоскости набивки стержней, каналы для сбора газов и места их вывода из стержня.

Конфигурация стержневых знаков и их размеры должны обеспечивать легкую установку стержней в форму и их устой­чивость. С этой целью предусматривают специальные замки. Размеры стержневых знаков назначают по ГОСТ 3212-92 с уче­том размеров стержня, способа формовки и его положения в форме.

Модели и стержневые ящики для еди­ничного и серийного производства изго­товляют деревянными, а для массового производства - из чугуна, алюминиевых сплавов, пластмассы.

Металлические модели, модельные плиты и стержневые ящики изготовляют из литых заготовок, полученных литьем в песчаные формы по деревянным моделям. Заготовки затем обрабатывают на универ­сальных, токарных, фрезерных, шлифо-

9503

162

ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

вальных, сверлильных и других станках. После обработки модели монтируют на заранее подготовленных плитах.

Металлические модельные плиты и стержневые ящики используют в массо­вом и крупносерийном производствах. Они более долговечны, точны, имеют ма­лую шероховатость поверхности и не де­формируются при хранении. Изготовление литейных форм с применением металли­ческих модельных плит и стержневых ящиков обеспечивает большую точность и хорошее качество поверхности отливок.

3. ФОРМОВОЧНЫЕ И СТЕРЖНЕВЫЕ СМЕСИ

Формовочные материалы - это сово­купность природных и искусственных материалов, используемых для приготов­ления формовочных и стержневых смесей. В качестве исходных материалов исполь­зуют формовочные кварцевые пески и ли­тейные формовочные глины. Глины обла­дают связующей способностью и термиче­ской устойчивостью, что позволяет полу­чать отливки без пригара. Если глина не обеспечивает необходимых свойств смесей, применяют различные связующие мате­риалы. Кроме того, используют противо­пригарные добавки (каменноугольную пыль, графит), защитные присадочные ма­териалы (борную кислоту, серный поро­шок) и др.

Формовочная смесь - это многоком­понентная смесь формовочных материа­лов, соответствующая условиям техноло­гического процесса изготовления литей­ных форм.

Формовочные смеси должны иметь высокую огнеупорность, достаточные прочность и газопроницаемость, пластич­ность, податливость и т.д.

Огнеупорность - способность смеси и формы сопротивляться размягчению или расплавлению под воздействием темпера­туры расплавленного металла. Чем крупнее песок, тем меньше в нем примесей и пыли, и чем больше кремнезема, тем огнеупорнее

смесь. При низкой огнеупорности на по­верхности отливки образуется пригар -прочное соединение формовочной или стержневой смеси с поверхностью отливки.

Прочность - способность материала формы не разрушаться при извлечении модели из формы, при транспортировании и заливке форм. Прочность формовочной смеси увеличивается с увеличением со­держания глины, с уменьшением размеров зерен песка, плотности.

Газопроницаемость - способность смеси пропускать через себя газы. Газо­проницаемость тем выше, чем больше песка в формовочной смеси и чем он крупнее, а также чем меньше содержание глины в формовочной смеси.

Пластичность - способность дефор­мироваться без разрушения и точно вос­производить отпечаток модели. Пластич­ность смеси увеличивается с повышением в ней до определенного предела связую­щих материалов и воды, а также песка с мелкими зернами.

Податливость — способность формы или стержня сжиматься при усадке отливки.

Формовочные смеси по характеру ис­пользования разделяют на облицовочные, наполнительные и единые.

Облицовочная смесь — это формовоч­ная смеясь, используемая для изготовле­ния рабочего слоя формы. Такие смеси содержат повышенное количество исход­ных формовочных материалов (песка и глины) и имеют высокие физико-механи­ческие свойства.

Наполнительная смесь - это формо­вочная смесь для наполнения формы по­сле нанесения на модель облицовочной смеси. Поэтому ее приготовляют путем переработки оборотной смеси с малым количеством исходных формовочных ма­териалов (песка и глины). Облицовочные и наполнительные формовочные смеси используют для изготовления крупных и сложных отливок.

Единая смесь - это формовочная смесь, применяемая одновременно в каче­стве облицовочной и наполнительной сме-

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОТЛИВОК В ПЕСЧАНЫХ ФОРМАХ

163

си. Такие смеси применяют при машинной формовке и на автоматических линиях в серийном и массовом производствах. Еди­ные смеси приготовляют из наиболее ог­неупорных песков и глин с наибольшей связующей способностью, чтобы обеспе­чить их долговечность.

По роду заливаемого материала разли­чают формовочные смеси для стального, чугунного и цветного литья.

Формовочные смеси, используемые при производстве стальных отливок, должны обладать высокой прочностью и термомеханической устойчивостью, так как температура заливки стали значитель­но выше температур заливки чугуна и цветных сплавов. Поэтому формовочные смеси для мелких и средних по массе стальных отливок приготовляют из квар­цевых песков с малым содержанием гли­ны, а в качестве связующего используют огнеупорную глину (бентонит). Формы для крупных отливок из углеродистых и высоколегированных сталей с толщиной стенки не менее 70 мм изготовляют с при­менением облицовочных смесей, приго­товленных на основе цирконового концен­трата, хромомагнезита или хромита.

Формы для чугунных отливок изготов­ляют из формовочной смеси, приготов­ляемой из глинистых песков. Для мелких отливок при машинной формовке приме­няют единые формовочные смеси, по со­ставу и свойствам близкие к облицовоч­ным смесям. В качестве противопригар­ной добавки в смесь вводят каменно­угольный порошок. Крупные формы для чугунных отливок изготовляют из обли­цовочной и наполнительной смесей. Для повышения огнеупорности в облицовоч­ные смеси вводят магнезит, хромистый железняк. В качестве наполнительной смеси используют отработанную смесь.

Формовочные смеси для отливок из цветных сплавов в первую очередь долж­ны обеспечивать малую шероховатость поверхности отливок. Огнеупорность сме­сей имеет второстепенное значение из-за низких температур заливки форм.

6*

В смесь для форм из медных сплавов в качестве противопригарного средства до­бавляют мазут.

Смеси для форм из алюминиевых сплавов должны обладать высокой подат­ливостью из-за их низкой прочности при повышенных температурах.

В смеси, используемые при изготовле­нии форм для магниевых отливок, обла­дающих высокой химической активно­стью, добавляют 4 ... 10 % смеси кислого фтористого аммония (NH₄F • HF) и борной кислоты, серу и др.

Стержневая смесь - это многокомпо­нентная смесь формовочных материалов, соответствующая условиям технологиче­ского процесса изготовления литейных стержней. Стержни при заливке расплав­ленного металла испытывают значитель­ные тепловые и механические воздействия по сравнению с формой, поэтому стерж­невые смеси должны иметь более высокие огнеупорность, газопроницаемость, по­датливость, малую газотворную способ­ность, легко выбиваться из отливок и т.д.

Стержневые смеси в зависимости от способа изготовления стержней разделяют на смеси с отверждением стержней тепло­вой сушкой; в нагреваемой оснастке; жид­кие самотвердеющие смеси; жидкосте-кольные смеси, отверждаемые углекислым газом; холоднотвердеющие смеси на син­тетических смолах.

Стержневые смеси с отверждением теп­ловой сушкой приготовляют из кварцевого песка и связующих материалов, в качестве которых используют различные органиче­ские и неорганические материалы.

Стержневые смеси с отверждением в нагреваемой оснастке приготовляют из кварцевого песка с использованием синте­тических смол и катализаторов.

Жидкие самотвердеющие смеси (ЖСС), используемые для изготовления как ли­тейных стержней, так и литейных форм, приготовляют из кварцевого песка, отвер-дителей (шлаков феррохромистого произ­водства), связующих материалов (жидкое стекло, синтетические смолы), поверхно-

164

ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

стно-активных веществ. При интенсивном перемешивании компонентов смеси обра­зуется пена, которая разделяет зерна пес­ка, уменьшает силы трения между ними, что и придает смеси свойство текучести. Такие смеси сохраняют текучесть обычно в течение 9 ... 10 мин. За это время смесь должна быть разлита по формам или стержневым ящикам. Через 20 ... 30 мин смесь становится прочной.

Жидкостекольные смеси, используе­мые для изготовления литейных стержней и литейных форм, приготовляют из квар­цевых песков с содержанием не более 3,5 % глины, связующего материала - жид­кого стекла с добавкой 10 %-ного раствора едкого натра. Отверждение смеси осущест­вляется продувкой углекислым газом.

Холоднотвердеющие смеси (ХТС), ис­пользуемые для стержней, приготовляют из кварцевого песка, связующих материа­лов - карбамидофурановых, фенолофор-мальдегидных смол и др. В качестве ката­лизаторов применяют ортофосфорную или азотную кислоту и их соли. Продолжи­тельность отверждения смесей составляет 1 ... 20 мин.

Приготовляют формовочные и стерж­невые смеси перемешиванием компонентов смеси в течение 5 ... 12 мин с последую­щим их выстаиванием в бункерах. В со­временных литейных цехах приготовление формовочных и стержневых смесей осу­ществляется на автоматизированных уста­новках. Все операции приготовления сме­сей - просушка, дробление и просеивание формовочных материалов, отделение ме­таллических включений, подача в смеси­тели компонентов смеси, перемешивание их, разрыхление и подача готовой смеси к формовочным машинам - осуществляются автоматически.

ЖСС и ХТС приготовляют в специаль­ных шнековых смесителях, размещенных непосредственно в формовочном или стержневом отделении из-за того, что го­товая смесь должна быть немедленно (не позднее 2 мин) использована для изготов­ления форм и стержней.

4. ЛИТНИКОВЫЕ СИСТЕМЫ

Литниковая система - это система ка­налов, через которые расплавленный ме­талл подводят в полость формы. Литнико­вая система должна обеспечивать запол­нение литейной формы с необходимой скоростью, задержание шлака и других неметаллических включений, выход паров и газов из полости формы, непрерывную подачу расплавленного металла к затвер­девающей отливке.

По гидродинамическому признаку вы­деляют сужающиеся и расширяющиеся литниковые системы.

Для сужающихся литниковых систем характерно последовательное уменьшение площадей поперечных сечений стояка, шла­коуловителя и питателей F„ > F^ > F^. Такая литниковая система обеспечивает быстрое заполнение расплавом всей сис­темы и лучшее улавливание шлака. Одна­ко в полость литейной формы расплав поступает с высокой линейной скоростью, что может приводить к разбрызгиванию и окислению расплава, захвату воздуха и размыву формы. Такие литниковые систе­мы используются при изготовлении чу­гунных отливок.

В расширяющихся литниковых систе­мах узким местом является нижнее сече­ние стояка: F_CT < F_mll < F_mr. В такой лит­никовой системе скорость потока расплава снижается от стояка к питателям, в ре­зультате чего расплавленный металл по­ступает в полость формы спокойно, с меньшим разбрызгиванием, меньше окис­ляясь и размывая стенки литейной формы. Эти литниковые системы применяют при изготовлении стальных отливок, отливок из алюминиевых, магниевых и других лег-коокисляющихся сплавов.

В зависимости от конфигурации и толщины стенок отливок 5, состава зали­ваемого сплава и направления течения его в полость формы подразделяют на боко­вые (рис. 4.11, а), нижние (рис. 4.11, б) и верхние (рис. 4.11, в).

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОТЛИВОК В ПЕСЧАНЫХ ФОРМАХ

165

/ 7

^а) 1 б)

Рис. 4.11.. Способы подвода расплавленного металла в полость литейной формы

Для боковой литниковой системы (рис. 4.11, а) характерным является то, что питатели и шлакоуловители располагаются в горизонтальной плоскости разъема фор­мы, что удобно в отношении формовки.

В нижних литниковых системах (рис. 4.11, б) расплав поступает снизу под затопленный уровень без разбрызгивания, окисления и вспенивания, что очень важно при изготовлении отливок из легкоокис-ляющихся пленообразующих сплавов (алюминиевых, магниевых и др.).

В верхних литниковых системах (рис. 4.11, в) в течение всей заливки обес­печивается горячее зеркало расплава, что способствует направленному снизу вверх затвердеванию. Такие литниковые систе­мы используются при изготовлении чу­гунных и стальных отливок.

Основными элементами литниковых систем являются (рис. 4.11) следующие.

Литниковая чаша (воронка) 4 предназначена для приема струи расплава, вытекающей из разливочного ковша, и задержания шлака, попадающего вместе с расплавом в чашу.

Стояк 3 - вертикальный канал, пе­редающий расплав из литниковой чаши к другим элементам литниковой системы.

Шлакоуловитель 2, расположен­ный горизонтально и, как правило, в верх­ней полуформе, служит для задержания шлака и передачи расплава из стояка к питателям.

Питатели / - каналы, предназна­ченные для подачи расплава непосредствен­но в полость литейной формы. Питатели должны обеспечивать плавное поступление расплава в полость формы. Обычно питате­ли располагают в нижней полуформе.

Выпор 6 служит для отвода газов из полости формы, сигнализирует об оконча­нии заливки, уменьшает динамическое давление расплава на форму, способствует питанию отливки расплавом при затверде­вании.

Коллектор 7 - распределительный канал для направления расплава к различ­ным частям отливки. Его располагают горизонтально по разъему формы. Он все­гда должен быть заполнен расплавленным металлом.

Сечения элементов литниковой систе­мы выбирают на основе приближенного расчета, который позволяет установить соотношение между ними (обычно между стояком, шлакоуловителем и питателями).

5. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ

Основные операции изготовления форм (формовки): уплотнение формовоч­ной смеси для получения точного отпе­чатка модели в форме и придание форме достаточной прочности; устройство вен­тиляционных каналов для вывода газов из полости формы, образующихся при залив­ке; извлечение модели из формы; отделка

166

ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

и сборка форм. По степени механизации различают формовку ручную, машинную и автоматическую.

Ручную формовку применяют для по­лучения одной или нескольких отливок в условиях опытного производства, при из­готовлении отливок в ремонтном произ­водстве, а также при изготовлении круп­ных (массой 200 ... 300 т) отливок. На практике используют различные приемы ручной формовки.

Формовка в парных опоках по разъем­ной модели наиболее распространена. Ли­тейную форму (рис. 4.12, е), состоящую из двух полуформ, изготовляют по разъемной модели (рис. 4.12, а) в такой последова­тельности: на модельную плиту 3 устанав­ливают нижнюю половину модели 1, моде­ли питателей 4 и опоку 5 (рис. 4.12, б), в которую засыпают формовочную смесь и уплотняют. Опоку поворачивают на 180° (рис. 4.12, в), устанавливают верхнюю половину модели 2, модели шлакоулови­теля 9, стояка 8 и выпоров 7. По центри­рующим штырям устанавливают верхнюю

опоку 6, засыпают формовочную смесь и уплотняют. После извлечения модели стоя­ка и выпоров форму раскрывают. Из полу­форм извлекают модели (рис. 4.12, г) и мо­дели питателей и шлакоуловителей, в ниж­нюю полуформу устанавливают стержень 10 (рис. 4.12, д) и накрывают нижнюю по­луформу верхней. На рис. 4.12, е показана литейная форма для корпуса вентиля. По­сле заливки расплавленного металла и его затвердевания литейную форму разрушают и извлекают отливку (рис. 4.12, ж).

Формовку шаблонами применяют в единичном производстве для получения отливок, имеющих конфигурацию тел вращения. Для примера рассмотрим тех­нологический процесс изготовления форм для шлаковой чаши (рис. 4.13, а). Фор­мовку осуществляют с помощью шабло­нов /, 4 (рис. 4.13, б); в яме устанавливают подпятник 7 со шпинделем 2 в вертикаль­ном положении, засыпают формовочную смесь и уплотняют ее вокруг шпинделя; к серьге 3 прикрепляют шаблон /, режущая кромка которого имеет очертания наруж-

Рис. 4.12. Последовательность операций изготовления литейной формы для корпуса вентиля

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОТЛИВОК В ПЕСЧАНЫХ ФОРМАХ

167

а) 12 3 4

в) 7 Рис. 4.13. Шаблонная формовка

ной поверхности отливки, и устанавлива­ют его на шпиндель (рис. 4.13, в) до упора 5; вращением шаблона в ту и другую сто­рону срезают формовочную смесь в соот­ветствии с профилем шаблона, удаляя из­лишки формовочной смеси; по получен­ному болвану изготовляют верхнюю по­луформу 6 (рис. 4.13, г). Для этого серьгу с шаблоном снимают со шпинделя, плос­кость разъема формы покрывают раздели­тельным слоем сухого кварцевого песка или бумагой, устанавливают модели лит­никовой системы, опоку, засыпают формо­вочную смесь и уплотняют ее, удаляют шпиндель и снимают верхнюю полуформу. В подпятник 7 вновь устанавливают шпиндель, на который с помощью серьги устанавливают шаблон 4 (рис. 4.13, д), имеющий очертания внутренней поверхно­сти отливки. С помощью этого шаблона с болвана удаляется слой формовочной смеси на толщину стенки отливки (рис. 4.13, д); после этого снимают шаблон и удаляют шпиндель, отделывают полученный бол-

ван и устанавливают верхнюю полуформу (рис. 4.13, е), затем в литейную форму заливают расплавленный металл.

Формовку в кессонах применяют при изготовлении крупных отливок массой до 200 т. На рис. 4.14 показана форма стани­ны, собранная в механизированном кессо­не, который смонтирован на бетонном основании 7. Дно его выложено чугунны­ми плитами 4. Две неподвижные стенки / и 8 также облицованы металлическими плитами. Противоположные чугунные стенки 3 и 6 передвигаются с помощью червячного редуктора 2, приводимого в действие электродвигателем, что позволя­ет изменять внутренние размеры кессона. Форму собирают из стержней - блоков 5, изготовленных из жидких самотвердею­щих смесей. Литниковую систему изго­товляют из керамических огнеупорных трубок. Верхнюю полуформу 10 устанав­ливают по центрирующим штырям 9 и прикрепляют к кессону болтами.

168

ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

^ч70

Рис. 4.14. Сборка формы станины в механизированном кессоне

Рис. 4.15. Формовка в стержнях цилиндра двигателя с воздушным охлаждением

Формовку в стержнях применяют в массовом и крупносерийном производствах при изготовлении отливок сложной конфи­гурации. На рис. 4.15 приведен пример формовки в стержнях цилиндра двигателя с воздушным охлаждением. Форма для от­ливки цилиндра двигателя с воздушным охлаждением собрана из шести стержней. Сборку формы производят в горизонталь­ном положении. В стержень 1 вкладывают стержень 2, затем стержни 3, 4, 5 и 6. Соб­ранную форму скрепляют.

Формовку с использованием жидко-стекольных смесей применяют при изго­товлении отливок массой до 40 т в серий­ном и единичном производствах. При формовке на модель слоем 50 ... 70 мм

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОТЛИВОК В ПЕСЧАНЫХ ФОРМАХ

169

_лд§^

Рис. 4.16. Схема продувки литейной формы углекислым газом:

/ - баллон с углекислым газом; 2 - редуктор; 3 - резиновый шланг; 4 - зонт; 5 - слой жидко-стекольной смеси; 6 - опока

наносят слой жидкостекольной формовоч­ной смеси, остальной объем опоки запол­няют наполнительной формовочной сме­сью и уплотняют. После изготовления по­луформы модели извлекают. Полуформы накрывают зонтом, под который под дав­лением 0,2 ... 0,3 МПа подводится угле­кислый газ, обеспечивающий быстрое рав­номерное отверждение формы (рис. 4.16).

Формовка по газифицированным моде­лям применяется для изготовления круп­ных единичных отливок (массой до 20 т) из чугуна, стали и сплавов цветных метал­лов. Особенность процесса состоит в том, что модель, изготовленная из пенополи-стирола, из формы не извлекается, а во время заливки расплавленного металла она газифицируется под действием тепло­ты расплава. При этом освобождается по­лость формы, которая заполняется распла­вом. Заливка формы показана на рис. 4.17. Газифицируемая модель точно повторяет конфигурацию отливки. Это позволяет не изготовлять стержни для выполнения по­лостей, отверстий, выступающих частей. Формы для этого способа изготовляют из ЖСС, ХТС и других смесей.

Модели перед изготовлением форм по­крывают противопригарным покрытием, состоящим из пылевидного циркона и рас­твора поливинилбутераля в спирте. После высыхания покрытия модель 3 устанавли­вают в опоку /, присоединяют к ней лит­никовую систему и заформовывают за­ливкой ЖСС 4.

Рис. 4.17. Схема заливки формы с газифици­руемой моделью

Для последовательной газификации модели расплавленный металл подводят снизу. В этом случае продукты разложе­ния модели удаляются в форму через за­зор 2 между зеркалом расплава и поверх­ностью разложения модели (рис. 4.17).

В форме с газифицируемой моделью не делают открытых выпоров и прибылей во избежание выделения газов и сажи в атмосферу цеха. Для уменьшения количе­ства сажи заливку форм ведут с одновре­менной подачей С0₂ в форму. С0₂ спо­собствует окислению продуктов разложе­ния модели, и количество сажи значитель­но снижается.

Отсутствие разъема формы и операций извлечения модели из формы повышает точность отливки, исключает заливы, что уменьшает трудоемкость обрубки отливки.

170

ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

Машинную формовку применяют для производства отливок в массовом и серий­ном производствах. При формовке на ма­шинах формы изготовляют в парных опоках с использованием односторонних металли­ческих модельных плит (см. рис. 4.6, б). Машинная формовка механизирует уста­новку опок на машину, засыпку формо­вочной смеси в опоку, уплотнение смеси, удаление моделей из формы, транспорти­рование и сборку форм. Машинная фор­мовка обеспечивает более высокую гео­метрическую точность полости формы, чем ручная формовка, повышает произво­дительность труда, исключает трудоемкие ручные операции, сокращает цикл изго-

товления отливок. При машинной фор­мовке формовочную смесь уплотняют прессованием, встряхиванием, пескоме­том, вакуумной формовкой и др.

Уплотнение формовочной смеси прес­сованием (рис. 4.18, а) осуществляют при подаче сжатого воздуха при давлении 0,5 ... 0,8 МПа в нижнюю часть цилиндра 1, в результате чего прессовый поршень 2, стол 3 с прикрепленной к нему модельной плитой 4 поднимаются. При этом колодка 7, закрепленная на траверсе 8, входит внутрь наполнительной рамки 6 и уплот­няет формовочную смесь в опоке 5. Плот­ность формовочной смеси уменьшается по мере удаления от прессовой колодки из-за

■б

д) У)////////////////////////////'////////)//,

г) Рис. 4.18. Схемы способов уплотнения литейных форм при машинной формовке

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОТЛИВОК В ПЕСЧАНЫХ ФОРМАХ

171

трения формовочной смеси о стенки опо­ки. Неравномерность плотности формо­вочной смеси тем больше, чем выше опока и модели. Прессование используют для уплотнения формовочной смеси в опоках высотой 200 ... 250 мм.

Для достижения равномерной плотно­сти формовочной смеси в опоке исполь­зуют многоплунжерные прессовые колод­ки (рис. 4.18, б). При прессовании стол 4 машины движется в сторону многоплун­жерной прессовой колодки 1. Вследствие различной степени сопротивления формо­вочной смеси в форме плунжеры 5 под действием давления масла на поршень 2 прессуют находящиеся под ним участки формы независимо от соседних.

Уплотнение формовочной смеси встряхиванием (рис. 4.18, в) осуществля­ют при подаче сжатого воздуха при давле­нии 0,5 ... 0,8 МПа в нижнюю часть ци­линдра 7, в результате чего встряхиваю­щий поршень 2 поднимается на высоту 25 ... 80 мм. При этом впускное отверстие 10 перекроется боковой поверхностью поршня, а нижняя его кромка откроет вы­хлопные окна 7, воздух выйдет в атмосфе­ру. Давление под поршнем снизится, и стол 3 с укрепленной на нем модельной плитой 4 упадет на торец цилиндра 8. Скорость стола, а следовательно, и ско­рость модельной плиты упадут до нуля, в то время как формовочная смесь в опоке 5 и наполнительной рамке 6, продолжая двигаться вниз по инерции, уплотняется. В момент, когда канал 9 встряхивающего поршня окажется против отверстия 10 встряхивающего цилиндра, сжатый воздух снова войдет в полость встряхивающего цилиндра. Это повлечет за собой новый подъем встряхивающего стола и новый удар его о торец и т.д.

Встряхивающий стол обычно совершает 120 ... 200 ударов в минуту. В результате повторных ударов происходит уплотнение формовочной смеси в опоке. При этом слои формовочной смеси, лежащие у модельной

плиты, будут иметь большую плотность, чем слои, лежащие в верхней части формы.

Встряхиванием уплотняют формы высотой до 800 мм. Для уплотнения верхних слоев формы встряхиванием совмещают с прес­сованием. Это обеспечивает высокую и равномерную плотность форм.

Уплотнение формовочной смеси пес­кометом (рис. 4.18, г) осуществляют ра­бочим органом пескомета - метательной головкой, выбрасывающей пакеты смеси на рабочую поверхность модельной пли­ты. В стальном кожухе 4 метательной го­ловки вращается закрепленный на валу 6 электродвигателя ротор 5 с ковшом 2. Формовочная смесь подается в головку 1 непрерывно ленточным конвейером 5 че­рез окно в задней стенке кожуха. При вращении ковша (1000 ... 1200 об/мин) формовочная смесь собирается в пакеты 7 и центробежной силой выбрасывается че­рез выходное отверстие в опоку 8. Попа­дая на модель 9 и модельную плиту 10, смесь уплотняется за счет кинетической энергии равномерно по высоте опоки. Ме­тательную головку равномерно переме­щают над опокой.

Пескомет является высокопроизводи­тельной машиной, поэтому его применяют для уплотнения крупных литейных форм. Управление работой пескомета автомати­зировано.

Пленочно-вакуумную формовку (рис. 4.18, д) осуществляют в следующей по­следовательности: модельную плиту 1 с моделью 2 накрывают разогретой поли­мерной пленкой толщиной не более 0,1 мм. Вакуумным насосом в воздушной коробке 7 создают вакуум 2,6 ... 5,2 МПа. Пленка б плотно прижимается к модели и модель­ной плите. На модельную плиту устанав­ливают опоку 5, которую заполняют су­хим кварцевым песком 5, уплотняют его с помощью вибрации и выравнивают от­крытую верхнюю поверхность опоки. На верхнюю поверхность накладывают разо­гретую полимерную пленку 4, которая за счет разрежения (4 ... 6 МПа) прилегает к опоке, что способствует уплотнению пес­ка и устойчивости формы. После этого полуформу снимают с модели.

172

ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

Изготовляют как верхнюю, так и ниж­нюю полуформу, затем форму собирают. Вакуумирование продолжается не только при изготовлении полуформ, но и при их сборке, заливке и затвердевании залитого металла. При заливке металла в форму пленка сгорает. Продукты сгорания вы­полняют роль противопригарного покры­тия. Этим способом изготовляют формы для отливок массой 0,1 ... 10 т на автома­тических формовочных линиях.

Импульсное уплотнение формовочной смеси (рис. 4.19) осуществляется в сле­дующей последовательности: на модель­ную плиту 1 с моделью устанавливают опоку 2 и засыпают формовочную смесь 5, на опоку накладывают плиту-рассекатель 4 с большим числом отверстий. Сверху плиты располагают импульсную головку 5 с пусковым клапаном 6. Головку, плиту-рассекатель и опоку плотно прижимают друг к другу. После этого открывают пус­ковой клапан б и сжатый воздух под дав­лением 5 ... 8 МПа направляется через отверстия в плите-рассекателе в опоку и уплотняет смесь за счет динамического воздействия и фильтрации через поры, после чего уходит в атмосферу через вен­ты (венты - тонкие отверстия, через ко­торые проходит воздух, но не проходит формовочная смесь) в модели и модельной плите. Этот способ уплотнения формовоч-

V£<®

Рис. 4.19. Схема уплотнения формовочной смеси воздушным импульсом

ной смеси позволяет изготовлять формы с высокой и равномерной плотностью, высо­копроизводителен, не имеет движущих частей (плунжеров, диафрагм т.д.).

Автоматическую формовку исполь­зуют в серийном и массовом производст­вах отливок, при этом литейная форма передается последовательно с одной пози­ции на другую. Этот переход осуществля­ется автоматически различными конвейе­рами, кантователями, толкателями и дру­гими устройствами. Для автоматической формовки используются формовочные автоматы, формовочные машины для без-опочной формовки и автоматические формовочные линии.

Формовочные автоматы, используе­мые для изготовления литейных форм, выполняют все технологические операции без участия человека. Формовочные авто­маты используют, как правило, в составе автоматических линий.

Автоматическую безопочную фор­мовку используют при изготовлении форм для мелких отливок из серого, ковкого и высокопрочного чугунов и стали в серий­ном и массовом производствах. Изготовле­ние литейных форм осуществляется на вы­сокопроизводительных пескодувно-прессо-вых автоматических линиях (рис. 4.20).

Модельная плита 1 закреплена на прессовой машине, плита 5 - на плите противодавления. Модельные плиты 7, 5, боковые стенки и головка 2 образуют формовочную камеру (рис. 4.20, а), кото­рая заполняется формовочной смесью с помощью сжатого воздуха под давлением 0,5 ... 1 МПа. После этого формовочная смесь прессуется плунжером 4 под давле­нием до 2 МПа. Модельная плита 3 отходит влево и поворачивается в горизонтальное положение, а уплотненный ком формовоч­ной смеси плунжером 4 проталкивается до соприкосновения с предыдущим комом, образуя полость 5 (рис. 4.20, б). В резуль­тате получается непрерывный ряд форм, которые заливают расплавленным метал­лом из ковша б. После затвердевания и охлаждения отливок формы подаются на

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОТЛИВОК В ПЕСЧАНЫХ ФОРМАХ

173

Рис. 4.20. Схема процесса изготовления безопочных литейных форм на автомати­ческих машинах

выбивную решетку, где отливки 7 осво­бождаются от формовочной смеси. Смесь поступает на переработку и повторное использование, а отливки - в обрубное отделение.

Автоматическая формовочная ли­ния (рис 4 21) - пример полного автома­тизированного производственного про­цесса формовки. На позиции 7 специаль­ным механизмом снимается верхняя опо­ка, которая без формовочной смеси пере­мещается на позицию 13, нижняя полу­форма с формовочной смесью и отливка­ми конвейером 76 с позиции 7 направля­ется на позицию 2, а затем к механизму 5, где нижняя опока освобождается от смеси и отливок Отливки направляются в обруб­ное отделение, а формовочная смесь - на переработку. Опоки, очищенные от формо­вочной смеси, подаются к формовочным автоматам: верхняя - на автомат 12, ниж-

няя - на автомат 4. Смена модельных плит производится с помощью тележек 77.

Нижняя полуформа, изготовленная на формовочном автомате 4, кантователем 8 переворачивается на 180° и на позиции 7 устанавливается на предварительно очи­щенную специальными щетками 5 тележ­ку б литейного конвейера 76 и подается к механизму спаривания полуформ Верхняя полуформа, изготовленная на автомате 12, по роликовому конвейеру 10 перемещает­ся к позиции Р, где спаривается с нижней полуформой. Собранная литейная форма 14 по конвейеру транспортируется на уча­сток 15 заливки Установка стержней в литейную форму осуществляется во время продвижения ее по конвейеру от позиции 7 к позиции Р. Для увеличения продолжи­тельности охлаждения отливок в залитых формах конвейер выполнен с дополни­тельной петлей на двух уровнях

win», и

16

Рис. 4.21. Схема автоматической формовочной линии

174

ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

6. ИЗГОТОВЛЕНИЕ СТЕРЖНЕЙ

Процесс изготовления стержней вклю­чает следующие операции: формовку сы­рого стержня, сушку, отделку и окраску сухого стержня. Если стержень состоит из двух или нескольких частей, то после сушки их склеивают.

При изготовлении стержней вручную в разъемном стержневом ящике (рис. 4,22, а)

раздельно набивают половины стержневого ящика (поз. /). Поверхности разъема смазы­вают клеем и обе половины ящиков соеди­няют друг с другом и металлической иглой делают вентиляционный канал (поз. 2). За­тем стержень удаляют из стержневого ящика, устанавливают на сушильную пли­ту (поз. 5) и отправляют в сушильную печь. На поз. 4 показан стержень, подго­товленный к сборке.

Рис. 4.22. Схемы процессов изготовления стержней:

а - вручную; б - на пескодувных машинах; в нагреваемой оснастке; г - из жидкостекольных смесей

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОТЛИВОК В ПЕСЧАНЫХ ФОРМАХ

175

При изготовлении стержней на песко­дувных машинах (рис. 4.22, 6) стержневая смесь из бункера 12 периодически посту­пает в пескодувный резервуар 1. Сжатый воздух из ресивера 9 через быстродейст­вующий клапан 10 заполняет резервуар / и через отверстия 2, 11 поступает в гильзу 3, в которой резко повышается давление, и стержневая смесь выталкивается через сопло 5 в полость стержневого ящики 6. Для выпуска воздуха в надувной плите 4 и стержневом ящике б предусмотрены вен­ты 7, 8. Эти машины обеспечивают высо­кое качество стержней и обладают высо­кой производительностью, полностью ав­томатизированы .

Изготовление стержней в нагреваемой оснастке (рис. 4.22, в) состоит в следую­щем. На поз. / нагретые до температуры 200 ... 300 °С половинки стержневого ящика 2 и опустошитель 5 собирают. Из пескодувного резервуара / стержневая смесь с синтетической смолой вдувается в стержневой ящик. Связующее при нагреве отверждается, обеспечивая прочность стержню 4. После непродолжительной выдержки (13 ... 120 с) опустошитель 3 извлекают и пневматическим цилиндром 5 отводят одну из половин ящика (поз. 2). После этого вторая половина ящика пово­рачивается на 90°, и выталкивателями 6 стержень 4 удаляется из стержневого ящика (поз. 5). Стержни, полученные этим способом, имеют высокую прочность, точность размеров, газопроницаемость. Этим способом стержни изготовляют на высокопроизводительных автоматических машинах.

Изготовление стержней из жидкосте-кольных смесей состоит в химическом от­верждении жидкого стекла путем продувки стержня углекислым газом. Изготовленный стержень 2 выкладывают на плиту 5 и на­крывают колпаком / (рис. 4.22, г). С помо­щью резиновых уплотнителей б, штырей 3 и клиньев 4 плита и колпак плотно соеди­няются. Стержень продувается углекис­лым газом под давлением 0,1 ... 0,3 МПа в

течение 1 ... 10 мин. После продувки стержни отделывают и окрашивают само­высыхающими красками. Этим способом изготовляют средние и крупные по массе стержни.

Изготовление стержней из холодно­твердеющих смесей заключается в том, что стержневая смесь, в которой в качест­ве связующего используется синтетиче­ская смола, в присутствии катализатора отверждается в стержневом ящике при нормальной температуре. Стержень вы­держивают в ящике 2 ... 15 мин. При дос­тижении достаточной прочности стержень извлекают из ящика, и окончательное от­верждение его происходит на воздухе.

В условиях крупносерийного и массо­вого производств изготовление стержней производят на полуавтоматических песко­дувных машинах со встроенными специ­альными смесителями периодического действия.

7. СБОРКА И ЗАЛИВКА ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ. ОХЛАЖДЕНИЕ, ВЫБИВКА И ОЧИСТКА ОТЛИВОК

Сборка литейных форм начинается с установки нижней полуформы 1 на зали­вочную площадку или тележку конвейера (рис. 4.23, а). Затем в последовательности, указанной в технологической карте или на сборочном чертеже, устанавливают стер­жень / (рис. 4.23, 6) и стержень II, после этого нижнюю полуформу по центри­рующим штырям 5 накрывают верхней полуформой 2 (рис. 4.23, в). Устойчивое положение стержней обеспечивается стержневыми знаками. Верхнюю полу­форму с нижней скрепляют болтами, ско­бами и другими способами.

Заливка литейных форм - процесс заполнения полости литейной формы рас­плавленным металлом из чайниковых (рис. 4.24, а), барабанных (рис. 4.24, 6) и других ковшей. Ковш с расплавленным металлом от плавильных печей к месту разливки перевозят мостовым краном или по монорельсовому пути.

176

ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

Рис. 4.23. Последовательность операций сборки литейной формы

12 3 4

Рис. 4.24. Разливочные ковши: а - чайниковый; б - барабанный

Важное значение при заливке форм имеет выбор температуры заливки рас­плавленного металла. При повышенной температуре заливки возрастает жид-котекучесть металла, улучшается питание отливок, но горячий металл более газона­сыщен, сильнее окисляется, вызывает при­гар на поверхности отливки. Низкая тем­пература заливки увеличивает опасность незаполнения полости формы, захвата воздуха, ухудшается питание отливки. Температуру заливки сплавов целесооб­разно назначать на 100 ... 150° выше тем­пературы ликвидуса.

Автоматизация заливки литейных форм обеспечивает высокую точность до­зировки металла, облегчает труд заливщи­ка, повышает производительность труда.

На рис. 4.25 приведена схема автома­тической заливочной установки для за­ливки серого чугуна, в которой раздаточ­ное устройство / имеет кольцевой индук-

у//// /// ///У/

Рис. 4.25. Схема автоматической заливочной установки

тор б для подогрева и перемешивания расплавленного металла и герметичную крышку 2. Через канал 7 в раздаточное устройство периодически заливают чугун из ковша 8. Для выдачи дозы над зеркалом расплава создают давление, благодаря которому уровень металла в каналах 7 и 5 поднимается, и он через отверстие 4 в раз­даточном носке поступает в форму 5. Рас­ходом управляют, изменяя давление газа на зеркало расплавленного металла.

Охлаждение отливок в литейных формах после заливки продолжается до температуры выбивки. Небольшие тонко­стенные отливки охлаждаются в форме несколько минут, а толстостенные - мас­сой 50 ... 60 т - в течение нескольких су­ток и даже недель. Для сокращения про­должительности охлаждения отливок, осо­бенно массивных, используют различные методы принудительного охлаждения: формы обдувают воздухом; в формы при формовке укладывают змеевики или трубы, по которым пропускают воздух или воду. При этом качество отливок не ухудшается.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОТЛИВОК В ПЕСЧАНЫХ ФОРМАХ

177

Выбивка отливок - процесс удаления затвердевших и охлажденных до опреде­ленной температуры отливок из литейной формы, при этом литейная форма разру­шается. Выбивку отливок осуществляют на различных выбивных установках.

На рис. 4.26 показана автоматическая установка для выбивки отливок. Форма 2 из опоки снизу вверх выталкивается гид­равлическим выталкивателем 4, затем сталкивается толкателем I на виброжелоб 5. Пустая опока остается на заливочном конвейере. Выбитая форма по виброжело­бу направляется на выбивную решетку, где отливки освобождаются от формовоч­ной смеси, и направляется по конвейеру на очистку, а формовочная смесь - в сме-сеприготовительное отделение.

Выбивку стержней осуществляют виб-рационно-пневматическими и гидравличе­скими устройствами, а из крупных отли­вок - в гидравлических камерах струей

Рис. 4.26. Автоматическая установка для вы­бивки отливок из форм

воды под давлением 5 ... 10 МПа. Одно­временно с удалением стержней происхо­дит очистка поверхности отливки.

Обрубка отливок - процесс удаления с отливки прибылей, литников, выпоров и заливов по месту сопряжения полуформ. Обрубку производят пневматическими зубилами, ленточными и дисковыми пи­лами, газовой резкой и на прессах. Литни­ки от чугунных отливок отбивают молот­ками сразу же после выбивки из форм пе­ред удалением стержней. Литники и при­были от стальных отливок отрезают газо­вой или плазменной резкой. Ленточные и дисковые пилы используют для обрубки отливок из алюминиевых, магниевых, медных сплавов. После обрубки отливки зачищают, удаляя мелкие заливы, остатки прибылей, выпоров и литников. Зачистку выполняют маятниковыми и стационар­ными шлифовальными кругами, пневма­тическими зубилами, газоплазменной об­работкой и другими способами.

Очистка отливок - процесс удаления пригара, остатков формовочной и стерж­невой смеси с наружных и внутренних поверхностей отливок. Ее осуществляют в галтовочных барабанах периодического или непрерывного действия, в гидропес­коструйных и дробеметных камерах, хи­мической или электрохимической обра­боткой и другими способами.

На рис. 4.27 показана схема поточной линии очистки отливок. Отливки / кон­вейером 2 подаются на решетку 3 для уда-

Рис. 4.27. Поточная линия очистки отливок

/ ^

1 8 9

W-- -ft --f---fr -f—4>

178

ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

ления смеси. Затем они во вращающемся барабане 4 очищаются от песка. Горелая смесь из барабана удаляется через отвер­стия. Из барабана отливки конвейером 5 подаются в дробеметный барабан б, в ко­тором струей металлической дроби, пода­ваемой вращающейся дробеметной голов­кой 7, осуществляется окончательная очи­стка. После этого отливки ленточным кон­вейером 8 подаются к обдирочным стан­кам 9 для зачистки заливов, мест установ­ки питателей и т.д.

8. ДЕФЕКТЫ ОТЛИВОК И ИХ ИСПРАВЛЕНИЕ

Дефекты отливок по внешним при­знакам подразделяют на наружные (пес­чаные раковины, перекос, недолив и др.); внутренние (раковины усадочные и газо­вые, трещины горячие и холодные и др.).

Песчаные раковины - открытые или закрытые пустоты в теле отливки, которые возникают из-за низкой прочности формы и стержней, слабого уплотнения формы, недостаточного крепления выступающих частей формы и прочих причин.

Перекос - смещение одной части от­ливки относительно другой, возникающее в результате небрежной сборки формы, из­носа центрирующих штырей, несоответст­вия знаковых частей стержня на модели и в стержневом ящике, неправильной установ­ки стержня в форму и других причин.

Недолив - некоторые части отливки остаются незаполненными в связи с низ­кой температурой заливки, недостаточной жидкотекучестью, недостаточным сечени­ем элементов литниковой системы, непра­вильной конструкцией отливки (например, малая толщина стенки отливки) и др.

Усадочные раковины - открытые или закрытые пустоты в теле отливки с шеро­ховатой поверхностью и грубокристалли-ческим строением. Эти дефекты возника­ют при недостаточном питании массивных узлов, нетехнологичной конструкции от­ливки, неправильной установке прибылей, заливке перегретым металлом.

Газовые раковины - открытые или за­крытые пустоты в теле отливки с чистой и гладкой поверхностью, которые возника­ют из-за недостаточной газопроницаемо­сти формы и стержней, повышенной влажности формовочных смесей и стерж­ней, насыщенности расплавленного ме­талла газами и др.

Трещины горячие и холодные - разры­вы в теле отливки, возникающие при за­ливке чрезмерно перегретым металлом, из-за неправильной конструкции литнико­вой системы и прибылей, неправильной конструкции отливки, повышенной нерав­номерной усадки, низкой податливости форм и стержней и др.

Методы обнаружения дефектов. На­ружные дефекты отливок обнаруживаются внешним осмотром непосредственно по­сле извлечения отливок из формы или по­сле их очистки.

Внутренние дефекты отливок выявля­ются радиографическими или ультразву­ковыми методами дефектоскопии.

При использовании радиографических методов (рентгенографии, гамма-графии) на отливки воздействуют рентгеновским или гамма-излучением. С помощью этих методов выявляют наличие дефекта, раз­меры и глубину его залегания.

При ультразвуковом контроле ультра­звуковая волна, проходящая через стенку отливки, при встрече с границей дефекта (трещиной, раковиной и др.) частично от­ражается. По интенсивности отражения волны судят о наличии, размерах и глуби­не залегания дефектов.

Трещины в отливках выявляют люми­несцентным контролем, магнитной или цветной дефектоскопией.

Методы исправления дефектов. Не­значительные дефекты в ответственных местах отливок исправляют заделкой за­мазками или мастиками, пропиткой раз­личными составами, газовой или электри­ческой сваркой.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОТЛИВОК СПЕЦИАЛЬНЫМИ СПОСОБАМИ ЛИТЬЯ

179

Заделка дефектов замазками или мас­тиками - декоративное исправление мел­ких поверхностных раковин на отливках. Перед заполнением мастикой дефектные места очищают от грязи и обезжиривают. После заполнения раковин мастикой ис­правленное место заглаживают, подсуши­вают и затирают пемзой или графитом.

Пропитывание составами применяют для устранения пористости отливок. С этой целью их погружают на 8 ... 12 ч в водный раствор хлористого аммония. Проникая в промежутки между кристаллами металла, раствор образует оксиды, заполняющие поры отливок. Для устранения течи от­ливки из цветных сплавов пропитывают бакелитовым лаком.

Газовую и электрическую сварку при­меняют для исправления дефектов на не­обрабатываемых поверхностях (раковины, сквозные отверстия, трещины). Дефекты в чугунных отливках заваривают с исполь­зованием чугунных электродов и приса­дочных прутков, в стальных отливках -электродами соответствующего состава. Чугунные отливки перед заваркой нагре­вают до температуры 350 ... 600 "С, а по­сле заварки их медленно охлаждают до температуры окружающей среды. Для лучшей обрабатываемости отливки под­вергают отжигу.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. В какой последовательности осуществ­ляется разработка чертежа литейно-модельных указаний?

2. Что собой представляют формовочные и стержневые смеси? Из каких материалов их приготовляют и какие требования предъявляют к ним?

3. Для чего предназначаются литниковые системы и из каких элементов они состоят?

4. Какие приемы ручной формовки исполь­зуются при изготовлении крупных отливок?

5. В чем состоит сущность уплотнения формовочной смеси прессованием, встряхива­нием, пескометом и вакуумной формовкой?

6. В какой последовательности осуществ­ляется изготовление литейных форм на авто­матических машинах и линиях?

7. В чем состоит сущность основных спо­собов изготовления стержней на автоматиче­ских машинах?

8. Какие процессы являются заключитель­ными при изготовлении отливок? В чем их сущность?

9. Какие причины приводят к образованию наружных дефектов в отливках?

10. Какие причины приводят к образова­нию внутренних дефектов в отливках?

11. Какие методы дефектоскопии исполь­зуются для выявления внешних и внутренних дефектов в отливках?

12. Укажите основные методы исправления дефектов в отливках.