Вакуумно-плёночная формовка

4
Июн

Вакуумно-плёночная формовка

Вакуумно-пленочная формовка. Особенности разработки литейных технологий

Не стандартные подходы к разработке литейных технологий для каждого типа отливок, дают возможность специалистам находить новые технические решения, позволяющие без снижения качества литья, а то и со значительным повышением его качества, получать отливки низкой себестоимости.

Возможности технологии вакуумно-пленочной формовки (ВПФ) далеко еще не изучены. Существующая информация о новых технологических наработках в этой технологии многим просто не доступна. К, сожалению, развитию данной технологии в нашей стране практически не уделяется внимания. Разрозненные группы специалистов, на предприятиях, внедривших данную технологию, в большинстве случаев, «изобретают велосипед», сражаясь порой, с простыми проблемами за качество и количество.

Предлагаю рассмотреть один из возможных подходов к разработке литейной технологии на отливку «Броня неподвижная» (Рис.1).

v-p-1

Проведя необходимые расчеты, определяем линию разъема формы, расположение отливки, оптимальные габариты опок, расположение и сечение литниковой системы, необходимость в стержнях, холодильниках и т.п.

Самой рациональной формой опок для такой отливки, предполагающей использование минимального объема формовочного песка на форму, будет круглая опока. Такая конструкция опок позволяет поддерживать равномерное разряжение по всей полости формы (Рис 2 и 3), что очень важно для форм с большой площадью прожигания пленки, а так же имеющей висячий «болван», формирующий внутреннюю полость отливки, к тому же, по своей высоте, превышающий высоту опоки (Рис.4).

v-p-2 v-p-2-1

Для получения восьми «захватов» на отливке, в форме, как правило, используют стержня, изготовляемые по другой технологии, нежели основная форма. Использование таких стержней приводит к засорению формовочных материалов остатками стержневой массы, снижает качество отливок, приводит к образованию дефектов литья, свойственных другим технологиям, повышает трудоемкость сборки форм.

Что бы исключить вышеперечисленные проблемы, связанные с использованием стержней, будем использовать разовые пустотелые пенополистирольные (п.) модели, изготовленные по объемной форме «захвата» (Рис.5).

v-p-3

Расположение п. моделей не больших объемов (в сравнении с объемом отливки) в средней, либо в верхней части формы, использование сифонной заливки металла, — все это приводит к быстрому размягчению полистирола в момент поступления металла вниз формы. Продукты размягчения полистирола всасываются в формовочный песок (за счет вакуума), предотвращая прямой контакт металла с полистиролом и возможную его газификацию внутри формы, исключая появление дефектов литья, свойственных литью по газифицируемым моделям (ЛГМ) — науглероживание и пористость.

v-p-4

Установка и крепление п. моделей на основную модель возможно, как на поверхность уже облицованную пленкой, так и без нее, а это позволяет применять для их крепления простые и надежные методы: скотч, клей, гвозди и т.п., в последующем не влияющие на качество отливки.

Использование прибылей для данного вида отливок, усложняется из-за необходимости пропитать отливку круглой цилиндрической формы большого диаметра. Применение внутренних холодильников может быть проблематичным, в виду их габаритов и массы, а так же их расположения в верхней наружной части конуса, что может привести к разрушению формы в процессе кантования полуформы, либо заливки формы металлом, когда происходит резкое падение вакуума.

v-p-5

Для ускорения охлаждения теплового узла, расположенного в верхней части отливки, и для снижения риска образования усадочных раковин предлагаются два способа охлаждения: воздушный с использованием вакуума в форме и с применением металлической дроби, размещенной в зоне теплового узла отливки.

Воздушный способ охлаждения отливки осуществляется с помощью специальных воздухопроводных трубок, своей расширенной частью подведенных к местам требующих интенсивного охлаждения (Рис.6). Установка и крепление трубок производится на шпоны опоки до загрузки ее песком. После заливки формы металлом, верхние края трубок подсоединяются к атмосфере, путем прожигания (прокалывания, надреза и т.п.) пленки контрлада, закрывающей их проходные отверстия. За счет вакуума в форме, через трубки, соединенные с атмосферой, холодный воздух начинает поступать в зону теплового узла отливки, охлаждая его.

Способ охлаждения тепловых узлов металлической дробью осуществляется таким образом (Рис.7).

v-p-6 v-p-7

 

В углубления полуформы, расположенные над тепловыми узлами отливки, засыпают мерные объемы металлической дроби и покрывают их формовочным песком. Включают вибрацию и дробь, имеющая более высокий удельный вес в сравнении с песком, проникает в зону необходимого интенсивного охлаждения отливки. Затем производят наложение пленки контрлада и подключают вакуум к полуформе, при этом дробь фиксируется в зоне теплового узла.

Время вибрации, частота и амплитуда колебаний для каждой отливки и используемой дроби определяется опытным путем. В процессе перемещения, дробь смешивается с песком. Образуется метало — песчаная смесь, позволяющая производить интенсивный отвод тепла от теплового узла отливки, при этом прочность и газопроницаемость формы остается неизменной (Рис.8). Удаление дроби из формовочного песка производится с помощью магнитной сепарации.

Использование двух способов охлаждения тепловых узлов одновременно, позволит значительно ускорить процесс отвода тепла и даст возможность их применения при производстве отливок сложных конструкций, имеющих высокие требования к их качеству.

Предложенные элементы формования при получении отливки «Броня неподвижная» — одна из наших разработок, которая будет внедрена в этом году.

Опубликовано: ИТБ «Литье Украины», №4 (176) 2015 г.
Стр. 40-42