Формовка

Литейная форма. В технологии литья используют немало разновидностей литейных форм. Чаще всего применяют разовые формы, пригодные для использования только один раз. Но на практике применяют и полу постоянные и постоянные литейные формы.

Разовые (песчаные) формы изготовляют из формовочных смесей, основу которых составляют кварцевый песок и глина. Песок играет роль основного «строительного» материала формы, а глина — роль связующего. Песок должен быть достаточно огнеупорным, с температурой плавления не ниже 1700° С.

К полупостоянным относятся углеродистые (графитовые) и реже — керамические формы. Они значительно дороже песчаных форм, но зато из каждой такой формы можно получить по нескольку десятков отливок.

Постоянными называют металлические формы (кокили). Конечно, и кокили, в общем, непостоянны, но в каждом из них удается получить по нескольку сотен и даже тысяч отливок. Металлические формы избавляют литейщиков от необходимости иметь дело с песком и глиной. В литейных цехах, где используют металлические формы, намного чище, санитарно-гигиенические условия значительно лучше.

Однако для отливок, имеющих сложную конфигурацию, очень трудно изготовить металлические формы, причем они оказываются очень дорогими и, главное, вовсе нестойкими. Форма, стоимость которой составляет несколько тысяч рублей, может выйти из строя при первых же заливках металла.

Поэтому сложные по форме отливки чаще всего делают в песчаных формах.

Модели. Модели делают из дерева, пластмасс или алюминиевых сплавов. После удаления модели в форме остается полость, очертания которой соответствуют по размерам и внешнему виду той детали, которую нужно отлить. В эту полость и заливают металл.

Чтобы иметь возможность вынуть модель отливки, формы делают из двух половин. Это — разъемные формы, состоящие из верхней и нижней полуформ.

Формовка.  Для изготовления полуформ используют опоки — ящики без дна (рис. 10), стоящие на подопочной плите. Внутрь опоки на подопочную плиту укладывают половину модели (иногда и всю модель) и опоку наполняют формовочной смесью. То же делают и со второй опокой. Затем обе половины модели осторожно вынимают, верхнюю полуформу переворачивают и укладывают на нижнюю. Перед этим в одной из полуформ вырезают литниковый канал для подвода жидкого металла к полости формы, извлекают модель для образования стояка (вертикального канала), в верхней полуформе, у стояка, вырезают чашу для приема металла и задержания первичного шлака. Для удаления воздуха из полости формы в верхней опоке ставят «выпор» — вертикальный канал, соединенный с литниковой системой, а для предупреждения образования усадочных раковин в массивных частях отливки ставят прибыли.

Устройство обычной литейной формы и ее отдельных частей показано на рис. 2.

Формовочную смесь, введенную в опоки, необходимо уплотнить.

Рис. 10. Опоки для изготовления отливок:
а — литые; б — штампо-сварные

Как уплотняется формовочная смесь? Это зависит от размеров отливок и их числа, которое необходимо изготовить, т. е. от характера производства (единичное, серийное, массовое). В единичном производстве небольших по размерам отливок формовочную смесь уплотняют вручную в небольших опоках. Однако при изготовлении таких же небольших отливок в массовом производстве, например на автомобильных заводах, формовочную смесь в опоках, уплотняют на формовочных машинах-автоматах.

На рис. 11 показаны три способа уплотнения смеси: ручными или механическими трамбовками а, прессованием б и встряхиванием в. На рис. 12 приведена схема уплотнения формовочных или стержневых смесей для крупных отливок с помощью пескомета.

В литейных цехах современных крупных машиностроительных заводов можно встретить все указанные на рисунках типы уплотняющих машин: встряхивающих, прессовых, пескометных. В последние годы предпочтение отдается прессовым машинам, поскольку встряхивающие машины производят сильный шум в цехах.

Рис. 11. Способы уплотнения формовочной смеси:
а — трамбовками; б — прессованием; в — встряхиванием; 1 — модельная плита; 2— модель; 3 — опока; 4 — формовочная смесь; 5 — трамбовка; 6 — прессовая колодка; 7 — подвижные части машины; 8 — стол машины

Рис. 12. Уплотнение формовочной смеси пескометом:
1 — ленточный конвейер со смесью; 2 — пескометная головка; 3 — ковш; 4 — опока; 5 — модель
Рис. 13. Структуры чугунов:
а — серого (пластинки графита перерезают металлическую основу чугуна); б — ковкого (выделения графита имеют хлопьевидную форму); в — высокопрочного (выделения графита имеют шаровидную форму)