Тематичний архів статей

Саморегуліруюемие Процеси У Вакууміруемой Піщаної Формі При Лиття по одноразових Моделям


В. С. Дорошенко


  

Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України, Київ


  


 
  

Проблеми широкого впровадження технології лиття по моделях, що газифікуються (ЛГМ) у виробництво багато в чому грунтуються на недостатній поінформованості ливарників та промисловців про цей спосіб лиття, слабкому розумінні ними досить нескладних принципів заміщення моделі розплавом металу, ролі вакууміруемой піщаної форми в цій операції, його екологічних та економічних переваг. Ймовірно, коли про ЛГМ-процесі будуть знати як про сирої формуванні і задіють його в цехах, то він з вигодою для заводів забезпечить не менше 30% тоннажу випускаються виливків.


  

Наприклад, 1 м3 пінополістиролу моделі важить 25 кг, він замінюється 7 т рідкого чавуну, при цьому на 1 т лиття витрачається 25/7 = 3,6 кг полімеру. Тоді як у формах із смоляних ХТМ при споживанні 3% сполучного в суміші на 3 т суміші на 1 т лиття витрата складає 0,03 х3000 = 90 кг полімерного сполучного, або в 90/3,6 = 25 разів більше. Причому, при ЛГМ форма вакуумируют, і майже всі продукти розкладання полімеру відсмоктуються з форми, традиційні форми димлять у приміщенні як не вентилюють робочу зону цеху.


  

У ряді випадків ЛГМ-процес має саморегульованими властивостями, наприклад, у момент заливки металу, коли перепад тисків ущільнює пісок форми і утримує його від осипання. Цей перепад складається з тиску газів від газифікації моделі в порожнини форми і розрідження 50 ± 10 кПа, звичайно створюваного в товщі піску вакуумуванням форми. Саморегулювання заповнення форми полягає в тому, що, якщо при заливці в замкнутій литниковой системі метал занадто швидко газифікує модель, то зростання тиску газів від моделі гальмує подачу металу всередину форми, а якщо газифікація повільна, то вакуум форми підсмоктується заливається метал. Причому, останнє явище цілком придатне для лиття вакуумним всмоктуванням алюмінієвих сплавів при ЛГМ з нижнім підведенням з печі металу, коли застосовуваного розрідження у формі достатньо як для утримання піску, так і підйому металу на висоту до 2 м.


  

Вивчення процесів лиття по крижаних моделями (ЛЛМ), тающим в порожнини форми і всмоктується в пісок, звільняючи цю порожнину перед заливкою металу, в ряді випадків дозволяє моделювати процеси ЛГМ з пінопластів, які для алюмінієвих сплавів до 80% за масою також вбираються в пісок у рідкому вигляді. Розробка нового процесу ЛЛМ на даному етапі слід в концепції ЛГМ, ті ж прес-форми поміщають в холодильник і заморожують в них воду, отримуючи моделі. Проте операція танення моделі у формі відбувається під атмосферним тиском, для чого порожнину форми повідомлена каналом випоровши з атмосферою.


  

Спостереження за таненням моделі в вакууміруемой формі під потоком повітря, засмоктуваного формою ззовні, показало, що крапельки рідини майже не стікають з моделі, а переважно здуваються струменем повітря і несуться повітрям до ділянок поверхні форми, які мають найбільшу газопроникністю (ефект присмоктування). Далі рідкі продукти моделі вбираються і рухаються в порах вакууміруемого піску форми також по дорозі найбільшою проникності. При цьому, зволожуючи найбільш проникні місця понад 3%, волога поступово все більше закупорює їх, і потоки рідини «шукають» інші проникні канали. Це призводить до того парадоксу, що, хоча вакуум-фільтр у формі розташований в піску нижче моделі, волога в значній мірі піднімається у верхні, менш ущільнені шари піщаної форми.


  

Таке явище саморегулювання просочення, коли закупорюється там, де найбільша пористість, використовували при добавці сполучного в Оброблена модельний матеріал, що набагато посилило заліковують ефект при ущільненні пористих місць. Великі молекули та їх конгломерати (міцели) клею (декстрину, КМЦ) значно ефективніше ущільнюють піщані пори, міцно склеюючи поверхневий шар піску порожнини форми, а надлишок води віджимається вакуумом вглиб піску і поступово висушується. Так з крижаної моделі (за кілька хвилин для моделі до 0,5 кг) виходить оболонкових форм, процес прискорює підвищення розрідження й подача теплого повітря на модель.


  

Описані явища саморегулювання за ЛГМ і ЛЛМ вигідно відрізняють ці технології і дають їм переваги для поширення в ливарних цехах.


  


  Схожі новини: {related-news}