Ручная формовка с использованием жидкостекольных смесей
Формы, изготовленные из быстротвердеющих пластичных смесей на жидком стекле, применяют для получения крупных отливок из чугуна, стали, цветных сплавов массой более 5 т при толщине стенок до 200—300 мм в условиях единичного и серийного производства. При этом жидкостекольную смесь используют как облицовочную, нанося ее на модель слоем толщиной 50—70 мм и заполняя остальной объем опоки наполнительной песчано-глинистой смесью. Из жидкостекольных смесей изготовляют также толстостенные оболочковые формы и стержни, собираемые в металлическом жакете с опорной засыпкой, например, из песка, крупной стальной или чугунной дроби, шамотной крошки. Жидкостекольную форму после извлечения модели отверждают химически, продувкой углекислым газом.
Есть опыт отверждения форм и стержней продувкой газа через специальные отверстия в модели и стержневом ящике. При этом повышается точность форм, химическое упрочнение которых исключает повреждение их при удалении моделей. Затвердевание смеси основано на протекании химической реакции:
Образующийся гель кремниевой кислоты связывает зерна песка при отверждении. Продолжительность отверждения, зависящая от интенсивности продувки CO2 и размеров формы, в среднем составляет 7—8 мин.
Широко применяют, особенно при изготовлении крупных форм в опоках и кессонах, жидкие самотвердеющие смеси (ЖСС) на жидкостекольном или смоляном связующем. Процесс изготовления форм при использовании ЖСС сводится к заливке жидкой смеси в опоки, где она самопроизвольно затвердевает в течение 30—40 мин. Высокую текучесть смеси и необходимую газопроницаемость ее после отверждения обеспечивает добавка в ЖСС специальных пенообразователей.
Схема формовки крупной станины с применением ЖСС показана на рис. 4.11. Модель фиксируется в кессоне с помощью закрепленных на ней планок 1. Между стенками кессона и моделью должен быть зазор не менее 100 мм. В модели выполнено отверстие 3, через которое заливают смесь; для лучшего заполнения пространства под моделью в отверстие устанавливают толкатель 5, которым смесь выдавливается из отверстия в нижнюю часть формы. Затем смесь заливают в боковые зазоры между моделью и кессоном. Во избежание всплывания модели ее нагружают. Через 40—50 мин форма затвердевает. Модель удаляют и поверхность формы окрашивают, чтобы предупредить образование пригара.
ис. 4.11. Схема формовки крупной станины с применением ЖСС в кессоне:
а — положение модели перед заливкой ЖСС. б — модель, залитая ЖСС: 1 фиксирующие планки. 2 — модель. 3 отверстие в модели для заливки ЖСС, 4 — чугунные плиты кессона. 5 — толкатель
Рис. 4.12. Общий вид стационарной установки периодического действия для изготовления форм из ЖСС при получении отливок массой до 1,5 т:
1, 2 — ленточные транспортеры для подачи смеси сухих компонентов в смеситель для приготовления ЖСС, 3 — трубопровод для подачи жидкой составляющей формовочной смеси, 4 — скребок для периодического сброса сыпучей смеси в воронку, 5 — смеситель периодического действия для приготовления ЖСС, 6 — напольный тележечный конвейер пульсирующего действия, 7 — опока, 8 — модель, 9 — подопочная плита
Применение ЖСС открывает возможность, даже в условиях разносерийного производства, организовать поточное изготовление форм и стержней без применения специального формовочного оборудования, используя только смесеприготовительные устройства, а также вспомогательные грузоподъемные и транспортные средства (краны, электротельферы, рольганги и др.). На рис. 4.12 показан участок изготовления опочных форм из ЖСС на конвейере. Смесь готовится в стационарной установке периодического действия. Предварительно подготовленная сыпучая смесь подается транспортерами 1 и 2 и периодически сбрасывается опускающимся скребком 4 в воронку смесителя 5, в которую одновременно подаются по трубопроводу 3 жидкие компоненты смеси. После приготовления замеса обслуживающий установку рабочий открывает выпускное отверстие смесителя 5 и ЖСС самотеком заполняет поступающие по напольному конвейеру 6 или рольгангу опоки 7, которые вместе с моделями 8 установлены на подопочные плиты 9.