Изготовление стержней

Стержни чаще всего образуют внутренние полости отливок. Во время заливки они находятся в более тяжелых условиях, чем собственно литейная форма, так как в большинстве случаев вся их поверхность, кроме знаков, омывается расплавом.

По этим причинам стержни должны обладать высокими показателями прочности, газопроницаемости, податливости, а также противопригарностью поверхности. Кроме того, они должны легко выбиваться из отливки после ее остывания. Эти свойства обеспечиваются сушкой, армированием, вентиляцией и окраской стержней.

Армирование — установка проволочных или литых чугунных каркасов внутрь стержня для повышения прочности. В каркасах, применяемых для изготовления крупных стержней, предусмотрены залитые в чугунное основание стальные вески, облегчающие транспортирование и установку стержней в форму с помощью грузоподъемных средств (мостовой кран, электротельфер и др.).

Вентиляция осуществляется наколом газоотводных каналов, устройством внутри стержня подушки из шлака и другими способами. Она обеспечивает высокую газопроницаемость стержней, что предупреждает образование брака отливок по газовым раковинам.

Сушка придает стержням высокую прочность за счет превращения связующих веществ, приводит к испарению влаги и выгоранию части органических веществ, что повышает газопроницаемость и податливость стержней. Сушка производится в газовых печах-сушилах, которые по конструкции делятся «а шкафные, камерные и конвейерные. Продолжительность сушки и ее температура зависят от массивности и конфигурации стержня, а также от вида входящих в состав стержневой смеси связующих материалов. Мелкие стержни на крепителях KB, П, СБ сушатся при температуре 130—240° С в течение 1—3 ч. Мелкие песчано-глинистые стержни при той же длительности сушки требуют более высокой температуры, равной 250° С. Сушка средних и крупных песчано-глинистых стержней производится при 300—450° С в течение 4—8 ч. При изготовлении стержней из смесей с жидким стеклом высокая их прочность может быть получена продувкой в течение 5—10 мин углекислым газом, который подается через отверстия в стенках ящика или во внутреннюю полость стержня.

Чтобы полностью отказаться от сушки, которая приводит к снижению точности стержней, в последние годы освоены «горячий» и «холодный» процессы изготовления стержней из смесей с синтетическими смолами при их твердении непосредственно в ящике.

Окраска стержня после сушки противопригарной графитовой (при чугунном литье) или маршалитовой — на пылевидном кварце (при стальном литье) краской улучшает качество поверхности стержня, предупреждает пригар стержня к отливке.

Изготовление стержней обычно складывается из следующих последовательно выполненных операций: формовки сырого стержня, сушки, отделки и окраски сухого стержня. Если стержни изготавливают из нескольких отдельных частей, то после сушки их спаривают или скрепляют проволокой. На рис. 12 показана схема последовательных операций изготовления стержня тройника по разъемному ящику. Половинки ящика 1 и 2 (рис. 12, а) очищают от пыли, а затем наполняют стержневой смесью, которую уплотняют трамбовкой 3 (рис. 12, б). Далее в смесь укладывают и углубляют несколько ниже плоскости разъема проволочный каркас 4 (рис. 12, в). После набивки половин ящика смесью ланцетом или гладилкой прорезают газоотводные каналы 5 (рис. 12, г), а затем спаривают половинки ящика, предварительно смазав поверхность разъема обеих половин стержня раствором глины (рис. 12, д). Отделив стержень от стенок ящика ударами деревянного молотка, осторожно снимают верхнюю его половину (рис. 12, е). После того как на нижнюю половину ящика наложена фасонная сушильная плита 6, комплект поворачивают на 180°, а затем снимают вторую половину ящика (рис. 12, ж). Далее стержень 7 отделывают и направляют в сушильную печь.

В настоящее время широко применяется машинная формовка стержней на пескодувных, пескострельных, встряхивающих и других машинах. Пескодувные и пескострельные машины в состоянии надувать стержни сложной конфигурации массой от 100 г до 100 кг, а более простые — массой до 700 кг. Производительность этих машин достигает 100—200 мелких стержней в час.

Рис. 12. Технологический процесс изготовления стержня ручным способом:
а — стержневой ящик, б, в, г — набивка половины стержня, д — спаривание половинок стержня, е, ж — освобождение стержня от ящика и укладка его на сушильную плиту; 1, 2 — половинки ящика, з — трамбовка, 4 — проволочный каркас, 5 — газоотводные каналы, 6 — сушильная плита, 7 — стержень