Литейное производство

Литьё по газифицируемым моделям.

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:

  • 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

Технология ЛГМ позволяет получать отливки весом от 10 грамм до 300 килограмм с чистотой поверхности Rz40, размерной и весовой точностью до 7 класса (ГОСТ 26645-85).

Материалы отливок

  • марки чугунов от СЧ15 до ВЧ50, износостойкие стали
  • от простых углеродистых ст. 20-45 до высоколегированных, теплостойких и жаропрочных

Качество продукции и повышение культуры производства заслуженно относят способ ЛГМ к высоким литейным технологиям, которые ломают стереотипы, что высокие технологии – это обязательно сложные и малодоступные производства.

Это можно увидеть из описания технологического цикла данного производства:

1. Изготовление моделей.

Для изготовления моделей используется литейный полистирол мелких фракций 0,3 мм – 0,9 (в зависимости от габаритов детали).

Полистирол предварительно подвспенивается на паровой ванне и просушивается.

В пресс-формы задувается подвспененный полистирол, пресс-форма устанавливается в автоклав и выдерживается до спекания гранул полистирола. Затем пресс-форму охлаждают и достают готовые модели.
Мелкосерийные, крупные и детали литниковой системы вырезаются по шаблонам на столах, при помощи разогретой хромоникелевой нити, из листового пенополистирола.
 Значительно ускоряет процесс резки в 4 раза использование станка с компьютерным управлением.
 Затем элементы деталей склеиваются в модель.
 

image001 image002 image003
станок  резка модели склейка модели

2. Формирование куста и окраска моделей.

Модели собираются в блоки кусты склеиванием, либо приклеиваются.
Окраска блоков моделей производится в 1 слой специальным противопригарным покрытием, путём окунания в ванну, либо при сложной конфигурации отливок, обливом. Сушка окрашенных блоков производится в камере при температуре 40-60° С.
 

image002 image003 image003

 

готовые модельные кусты в антипригарной краске

3. Формовка.

Формовка осуществляется в специальные опоки, на вибростоле, с постепенной засыпкой кварцевым песком, либо послойно. Заформованные опоки подаются на заливочный участок. Опоки подсоединяются к вакуумной системе. Наверх формы укладывается полиэтиленовая плёнка. После включения вакуумного насоса и системы очистки газов, формовочный песок приобретает необходимую прочность.
 

image001 image002 image003 image003
модель в опоке формовка засыпка укладка полиэтиленовой пленки, в опоку во избежание прожога пленка посыпается песком, опоки готовы к заливке металлом

4. Заливка металла.

Заливка металла производится прямо в полистирольные стояки. Горячий металл выжигает (газифицирует) полистирол и занимает его место.
Выделяющиеся газы отсасываются через слой антипригарной краски, в песок вакуумной системы. Металл точно повторяет форму полистирольного блока. Через 5 минут после разлива, вакуум отключают.
Залитые блоки моделей остывают в песке от 30 минут до нескольких часов, в зависимости от толщины, массы детали и технических условий, оговорённых технологическим процессом.
 

image001 image003 image002

5. Плавка металла

Плавка металла осуществляется на индукторных печах емкостью 500 кг. Исходя из ёмкости печей, подобрано технологическое оборудование для производства выше обозначенной продукции. Индукционный способ плавки позволяет плавить практически все марки чугуна и стали (углеродистые, жаропрочные, износостойкие, легированные).
 Регулировка времени плавки при индукционном способе, позволяет вносить легирующие компоненты до момента розлива. Контролировать химический состав сплава позволяет вакуумный многоканальный эмиссионный спектрометр. 
 

image001 image003 image002
забор пробы при плавке вакуумный многоканальный эмиссионный спектрометр 

 

 Наличие такого рода прибора в литейном производстве, позволяет контролировать не только технологический процесс плавки сталей и чугунов, но и позволяет сертифицировать выпускаемую металлопродукцию.
Хотелось бы отметить экологическую составляющую описанных процессов.
Индукционный способ плавки металла самый экологичный, так как отсутствуют выбросы углекислого газа, серы и пыли, в отличие от других металлургических производств.
Токи высокой частоты 1 кГц не оказывают негативного влияния на организм человека.
Замкнутая система водообеспечения (охлаждение индукторов печей, тиристорного преобразователя и конденсаторов) позволяет экономить водные ресурсы.
Система пескооборота, исключает вредные выбросы.

6.Очистка и обрубка.

После извлечения блоков из опоки, они проходят очистку от остатков антипригарного покрытия, с помощью дробемёта.
Затем детали отделяются от литниковой системы и предъявляются ОТК. Обрезанные литники отправляются на дальнейшую переплавку.
 

image001 image003 image002