Методы упрочнения литейных форм
Сырые песчано-глинистые формы обладают сравнительно невысокой прочностью и обычно применяются при получении самых разнообразных по конфигурации и назначению отливок из всевозможных сплавов, когда их масса не превышает 3000 кг, а давление заливаемого расплава на стенку формы составляет в среднем 0,25 кгс/мм2. С учетом этого при получении более тяжелых отливок формы упрочняют сушкой, подсушкой их рабочей поверхности, химическим упрочнением или применением смесей, способных к самоупрочнению.
Сушка форм. Производство ответственных отливок массой свыше 5 т обычно осуществляется в толстостенных формах, толщина стенок которых колеблется в пределах 50—250 мм. Для увеличения прочности и удаления влаги весь массив формовочной смеси подвергается сушке, длительность которой составляет 6—48 ч. Сухие толстостенные формы имеют недостатки, отрицательно сказывающиеся на технико-экономических показателях работы литейных цехов: большую длительность производственного цикла; невозможность получения отливок с точными размерами вследствие искажения рабочей поверхности формы в процессе сушки; необходимость иметь сушильные печи; трудность выбивки отливок из форм. Низкая теплопроводность сухих форм снижает скорость кристаллизации расплава при формировании отливок, что увеличивает длительность их охлаждения в форме. В связи с этими недостатками и разработкой методов химического твердения смесей применение сухих толстостенных форм резко сокращается.
Подсушка форм. Этот метод упрочнения форм применяется при производстве отливок массой, достигающей 8 т, получаемых в формах, изготовляемых из смесей, содержащих быстротвердеющие крепители КТ, СГ1 и СБ. Подсушка рабочей поверхности формы на глубину 20—50 мм осуществляется на проходных газовых установках (рис. 127), состоящих из рольгангового транспортера 1 и печи. Образующиеся в камере 5 при сгорании топлива (угля, отходов кокса, природного газа и др.) горячие газы поступают в камеру 4, где смешиваются с потоком воздуха, подаваемого вентилятором 3, а затем нагнетаются в распределитель 6.
Количество подаваемого свежего воздуха регулируется таким образом, чтобы температура газов, выходящих из распределителя, была в пределах 220—260°. Горячие газы, проходя через распределительную плиту 9, омывают поверхность формы, подсушивают ее, после чего уходят в боковые патрубки 7, а затем — в дымоход 8.
Рис. 127. Схема установки для подсушивания полуформ:
1 — рольганг, 2 — полуформа, 3 — вентилятор, 4 — камера смешения газов, 5 — камера сжигания топлива, 6 — распределитель газов, 7 — боковые патрубки, 8 — дымоход, 9 — распределительная плита
Длительность подсушки литейных форм при массе отливок 100—5000 кг составляет 20—150 мин. Собранные под заливку мелкие формы могут простаивать до 6 ч, средние — до 8 ч и крупные — до 12 ч. Более длительная выдержка приводит к отсыреванию и отслоению подсушенного слоя формы, что вызывает появление дефектов в отливках (ужимин, пригара, газовых раковин и др.). Технология получения отливок в подсушиваемых формах выгодно отличается от технологии литья в сухие формы, так как сокращает цикл упрочнения форм, снижает расход топлива, увеличивает производительность формовочных участков, снижает дефекты и брак литья, экономии подсобные материалы (шпильки, проволоку и т. д.).