24 апреля
Поставить закладку Сделать стартовой О проекте Помощь Размещение рекламы на сайте
MyMetal.ru | весь металлургический рынок России
расширенный поиск

Новости компаний


07.07.2009 | ФТИМС, отдел ФХПФ (Москва)

Ресурсосберегающее использование формовочных песков при литье в вакуумируемые формы
 
Дорошенко В. С.  (г. Киев, ФТИМС НАН Украины)
 

Наиболее широко применяемым способом получения отливок являются песчаные формы. От их прочности при высоких температурах и физико-химического взаимодействия с жидким металлом зависит качество получаемых отливок. В свою очередь качество форм определяется в основном качеством формовочных песков – величиной их зерен, содержанием в них глины, вредных примесей, соотношением между разными размерами зерен и др. Примеси песка снижают адгезию связующего к поверхности песчинок, что влечёт за собой неоправданное увеличение его содержания в смеси, снижается прочность и растёт газотворность смеси, увеличивается опасность разупрочнения форм жидким металлом, что приводит к ухудшению качества отливок.

Поэтому для уменьшения содержания связующего, повышения прочности смеси и уменьшения её разупрочнения при контакте с жидким металлом применяют обогащенные пески после удаления из них глины, вредных примесей и пылевидной фракции, что делает их не менее чем в 2 раза дороже природных. Отечественное производство таких песков незначительно. Они получили применение для изготовления форм и стержней из ХТС, особенно с дорогими связующими, такими, как синтетические смолы. Есть цеха, где недопоставка заложенных в ТИ марок песков (достаточной крупности с глинистой ниже 2%) для смесей типа ЖСС вынуждает для создания жидкоподвижности вводить в замес избыток влаги, что приводит к последующей сушке форм в сушиле или переносными горелками, хотя изначально не предусмотрено разработчиками смесей и понижает эффективность технологии ЖСС, внося дополнительные энерго- и трудозатраты. По сути, теряется технология.

Качественные пески в природе ограничены. В то же время свойства формовочных смесей на регенерированном песке (прошедшем ряд превращений в форме при нагреве) и качество получаемых отливок обычно не хуже, чем на свежих формовочных песках. Причины малого применения регенерации - отсутствие выпуска оборудования для регенерации, а также несложных эффективных и неэнергоемких технологий. Регенерация отработанных смесей уменьшит объёмы их вывоза из литейных цехов и площади свалок этих экологически небезвредных отходов.

В связи с ухудшением качества формовочных песков на отечественном рынке, увеличением добычи мелкозернистых песков группы 016 и доли этой фракции в песках 020 при практически исчезновении песков 0315, ростом содержание в них глины, вредных примесей и пылевидной фракции одним из способов улучшения качества отливок является обработка рабочей поверхности формы (стержня) с целью придания ей повышенной прочности термостойкости и снижения пористости. Это достигается упрочнением поверхности формы различными противопригарно-упрочняющими суспензиями, ввод в облицовочную смесь спекающихся добавок и т.п. При этом требования к формовочным смесям дняглубинных слоев формы значительно снижаются. Расширение применения оболочковых форм - наиболее рациональный путь экономного использования дорогостоящих формовочных материалов. При этом решаются также вопросы улучшения податливости, выбиваемости и создания направленного газового режима в форме.

Кардинальным решением по ресурсосбережению песков может быть переход на литье в формы без связующего, какими являются вакуумируемые песчаные формы. В отечественном варианте такие формы чаще используют при литье по газифицируемым моделям (ЛГМ). Технология ЛГМ совершенствуется такими темпами, что сегодня не имеет ограничений на конфигурацию отливок, марку металла, развес отливки (от 0,1 кг до 5 т и более), она использует в многократном обороте до 95 % песка (расход песка около 50 кг на тонну отливок).

Ведущая научная школа на территории СНГ по  ЛГМ процессу находится во ФТИМС НАНУ (отдел ФХПФ, под рук. проф. Шинского О.И.). Наиболее простой метод термической регенерации отработанного песка заключается в просыпании песка по наклонной горячей (~600°С) чугунной плите (как сковородке) с «пупырышками», когда песчинки, перекатываясь по ней, теряют путем дожигания остатки пленок от неполной деструкции полимера (пенопластовой модели или связующего). Кроме того, вакуумирование песка формы одновременно подвергает его очистке от пыли (удаление глинистой), которая осаждается в циклоне перед вакуум-насосом. Применение пневмотранспорта еще более упрощает обеспыливание песка в осадителях. Технологическое оборудование для охлаждения-очистки и накопления песка для формовки обычно монтируют вдоль внешней стороны литейного цеха, т. к. сухой песок не боится мороза, а такое расположение оборудования на открытом воздухе способствует охлаждению песка и экономит площади цеха.

Продолжая концептуальное развитие технологии ЛГМ, во ФТИМС НАНУ ведутся экспериментальные работы по литью с использованием одноразовых ледяных моделей, впитываемых в сухой вакуумируемый песок формы. Использование для этих моделей водной композиции со связующим позволяет также путем пропитки формы получить оболочковую форму, причем таяние, впитывание и подсушка через выпор или стояк теплым воздухом полости формы килограммовой отливки производится в течение 20-25 мин. Указанные технологии литья в вакуумируемые формы из сухого многократно регенерируемого песка не только способствуют ресурсосбережению, но и заметно повышают экологическую культуру производства.




Комментарии

{Name}
{Date}
{Time}
{Text}
{Label:leaveComment}
{Label:nameLabel}
{Label:ratingLabel}
{Label:commentLabel}


Вернуться к новостям



MyMetal