Литьё по газифицируемым моделям

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Литьё по газифицируемым моделям — технология, позволяющая получить отливки по точности равные литью по выплавляемым моделям при уровне затрат сопоставимом с литьем в землю. Литьё по газифицируемым моделям как новый технологический процесс появился в середине 50-х годов. Его главным назначением было повысить точность литья при значительном уменьшении затрат на оборудование и материалы по сравнению с технологией литья по выплавляемым моделям.

Способ литья по газифицируемым моделям (ЛГМ) обладает рядом преимуществ[источник не указан 1481 день]:

  • Резко уменьшить затраты на оборудование
  • Сократить число технологических операций
  • Благодаря использованию в качестве формовочного материала оборотного кварцевого песка и упрочнения формы вакуумом исключается использование стержней и оборудования для их изготовления
  • Сократить операции финишной обработки отливок
  • Снизить до минимума количество отходов производства
  • Сократить трудозатраты в 2—4 раза
  • Снизить потребление электроэнергии в 2—3 раза
  • Сократить и оптимально использовать производственные площади
  • Уменьшить затраты на вспомогательные материалы в 3—5 раз

Преимущества[править | править вики-текст]

№ п.п. Показатель ПФ ХТС ВПФ ЛВМ ЛГМ
1 Точность (макс), класс по ГОСТ 26645-85 6…7 5…6 6…7 4…5 3…4
2 Шероховатость (min, Ra) по ГОСТ 26645-85 10…16 6,3…10,0 3,2…6,3 3,2…5,0 3,2…6,3
3 Расход формовочных материалов/энергоносителей 1/1 2…4 0,2…0,5 5…10 0,2…0,5
4 Трудоемкость -- 0,7…0,9 1,1…1,2 2,3…2,5 0,2…0,8
5 Стоимость модельной оснастки -- 2…5 2…5
6 Затраты на организацию производства -- 1,1…1,2 1,1…1,2 1,5…3,0 1,8…2,0

Затраты на организацию производства ЛГМ, включают в себя проектирование и изготовление пресс-форм. Технология ЛГМ позволяет получать отливки весом от 10 грамм до 2000 килограмм с чистотой поверхности Rz40, размерной и весовой точностью до 7 класса (ГОСТ Р 53464-2009).

Материалы отливок
  • практически все марки чугунов от СЧ15 до ВЧ50, износостойкие
  • стали, от простых углеродистых ст. 20-45 до высоколегированных, теплостойких и жаропрочных
  • практически все литейные марки бронз, латунь, алюминий

Технология ЛГМ продолжает активно развивается во всем мире, но многие российские компании продолжают использовать устаревшие методы литья — более дорогие, требующие больше усилий и времени. Внедрению современного способа литья по ЛГМ мешает недостаток информации и укоренившиеся стереотипы.

Технологический цикл[править | править вики-текст]

Изготовление моделей[править | править вики-текст]

Для изготовления моделей используется литейный полистирол мелких фракций 0,3 мм — 0,9 мм. (в зависимости от габаритов детали). Полистирол предварительно подвспенивается на паровой ванне и просушивается. В пресс-формы задувается подвспененный полистирол, пресс-формы устанавливают в автоклав и выдерживают до спекания гранул полистирола. Затем охлаждают и достают готовые модели. Другой способ изготовления моделей — на модельных автоматах, что повышает производительность в 2-4 раза.

Формирование куста и окраска моделей[править | править вики-текст]

Модели собираются в блоки (кусты) склеиванием, либо припаиваются. Окраска блоков моделей производится в 1 слой специальным противопригарным покрытием путем окунания в ванну, либо при сложной конфигурации отливок, обливом. Сушка окрашенных блоков производится в камере при температуре 40-60С в течение 2-3 часов.

Формовка[править | править вики-текст]

Формовка блоков моделей производится в специальные опоки на вибростоле постепенной засыпкой песком, либо послойно.

Подача опок на заливочный участок[править | править вики-текст]

Заформованные опоки подаются на заливочный участок. Опоки подсоединяются к вакуумной системе. Наверх формы укладывается полиэтиленовая пленка. После включения вакуумного насоса и системы очистки газов, формовочный песок приобретает необходимую прочность.

Заливка металла[править | править вики-текст]

Заливка металла производится прямо в полистирольные стояки. Горячий металл выжигает (газифицирует) полистирол и занимает его место. Выделяющиеся газы отсасываются через слой краски в песок вакуумной системой. Металл точно повторяет форму полистирольного блока с моделями.

Охлаждение отливок[править | править вики-текст]

Залитые блоки моделей остывают в песке от 5 минут до нескольких часов в зависимости от толщины отливки, массы детали и технических условий, оговоренных технологическим процессом.

Отрезка и очистка деталей[править | править вики-текст]

После извлечения блоков из опоки и отрезки отливок от литниковой системы, они проходят очистку от остатков антипригарного покрытия.

Влияние на экологию[править | править вики-текст]

Отходы Традиционный метод ЛГМ-процесс
Пыль 50 кг 16
Окись углерода 250 кг -
Окись серы 1,5-2 кг 0,2-0,3 кг
Твердые отходы 1200-1500 кг 0,05 — 0,1
Отработанная вода 0,3-0,5 м3 -

Применение технологий литья по газифицируемым моделям — важный шаг в области охраны окружающей среды. ЛГМ-технологии активно применяются во всем мире.

В традиционном литейном производстве основной источник токсичных веществ, выделяемых в атмосферу, — это связующие материалы и синтетические смолы, используемые при изготовлении стержней и форм. При заливке, вредные вещества выделяются в воздух производственного помещения, и его очистка представляется довольно сложным мероприятием. При ЛГМ-процессе модель для отливки создается из пенополистирола. В процессе выжигания полистирол полностью разлагается на газообразные составляющие. Опоки с моделями для заливки подключены к вакуумной системе, поэтому все вредные газы поступают сразу в систему очистки, практически не попадая в помещения.

Литьё по газифицируемым моделям относится к малоотходному производству. Формованный песок тщательно просевается, подается элеваторами в охладитель, после чего возвращается на формовку. При этом удаляются вредные газы и пыль. Антиприграрные покрытия на водных связующих практически не загрязняют песок и легко отделяются при просеивании и в системе охлаждения. Один-два раза в год песок очищают методом терморегенерации. Для удаления пыли на производствах используются аспирационные установки и циклоны с высокой степенью очистки. Многократное использование песка позволяет добиться минимальных потерь — всего 0,5-1 % (пыль кварцевого песка, остатки краски). На комплексах литья по газифицируемым моделям используется оборотное водоснабжение плавильных печей. Используемое тепло не утилизируется. Оно используется для обогрева производственных помещений, а также подается в помещения для сушки и хранения полистирольных моделей. Это позволяет значительно снизить внешнее водопотребление и слив отработанной воды в канализацию, а также минимизировать потребление электрической или тепловой энергии, требуемой для обогрева. Это скорее относится к косвенной защите окружающей среды. Водоснабжение не сильно влияет на экологичность производства, но снижение потребления энергии от внешних источников снижает вред, наносимый природе котельными или электростанциями.

Формовка[править | править вики-текст]

Во всей технологической цепочке литья по газифицируемым моделям формовка является одним из важнейших факторов для получения точных отливок высокого качества. Формовка — это заполнение опоки с полистирольными моделями песком. С этим связаны две сложности. Первая — заполнить песком все свободное пространство в опоке, все полости и каналы моделей. Если этого не сделать, то металл при заливке прорвется через стенку пригарного покрытия и уйдет в песок. Вторая сложность — формовка деталей с тонкими стенками. Слишком сильное или неравномерное воздействие песком может повредить деталь.

Упрощенный алгоритм формовки выглядит так:

  1. засыпка песчаной подушки на дно опоки
  2. уплотнение песчаной подушки
  3. установка модели или куста
  4. послойная засыпка и уплотнение

Ссылки[править | править вики-текст]

Литература[править | править вики-текст]

  • Шуляк В. С. Литьё по газифицируемым моделям. — СПб.: НПО «Профессионал», 2007. — 408 с. — ISBN 978-5-91259-011-5


×