23/ноябрь/2017
ЖУРНАЛ "ДИРЕКТОР"



Свежий номер газеты

Технология литья металла по пеномоделям рушит сложившие стереотипы (2007-10-16)
...
.
Лучшие технологии конца 20-го века, совершенствуясь, прочно встают на промышленную основу, дают прибыль и привлекают ин-вестиции в новое производство, определяя его конкурентоспособность.

Среди созданных в последние десятилетия технологий в литейном деле набирает популярность удобная технология, когда получить модель отливки означает уже наполовину получить саму отливку. Модель отливки производят из пенополистирола, в обиходе чаще называемого пенопластом. Она получается такая, как упаковка от телевизора, или разовая пищевая тарелка, которые прочно вошли в наш быт, их штампуют миллионами на автоматах. В нашем случае матрицей служит полистирол, а диспергируется («дробится» и «рас-сеивается») газ.

По схожей технологии (как при производстве упаковки) для серии отливок модели производят задуванием порошка полистирола в легкие алюминиевые пресс-формы (весьма простые в изготовлении и часто многоместные) с последующим вспениванием и склеивани-ем гранул при нагреве пресс-форм до 1200 С.

Для разовых и крупных отливок, иногда весом до нескольких тонн, подходит вырезание моделей из плит пенопласта нагретой нихромовой проволокой, которая, например, по шаблонам из картона «как по маслу» режет блочный пенопласт.

Модель, затем полученная по ней отливка, имеют высокую точность (соответственно, низкую металлоемкость) и конкурентный то-варный вид. Свободно можно видеть, «пощупать» отливку еще в модели, промерять ее стенки, чего при обычной формовке «в опоках в землю» для сложных с несколькими стержнями отливок просто не сделать. Отсутствует смещение стержней и форм при сборке (так как отсутствуют сами стержни), что способствует повышению размерной точности отливок до уровня 7 – 9 класса ГОСТ 26645-85, а шероховатости их поверхности до 12,5…25,0 мкм.

Модели красят быстросохнущей краской с огнеупорным противопригарным порошком (обычно получают покрытие толщиной 0,4 - 0,8 мм), собирают с литником, засыпают сухим песком в ящике (контейнере) и заливают металлом.

При заливке металл испаряет модель и собой ее замещает. В этой операции замены одного на другое - весь «фокус» или ноу-хау технологии литья по газифицируемым моделям (ЛГМ), который определяет ее название по принятой терминологии в литейном производстве и делает ее уникальной.

Во всех других способах формовки по модели присутствует предварительная операция ее удаления перед заливкой, а в таком отсутствии удаления модели из формы кроется и «секрет» точности получаемых отливок. Что заформовали, то и отлили в неподвижном окружающем песке. Снятие «копии» с модели происходит одновременно с «превращением» модели в отливку, что шутя можно сравнить с выполнением «фотографии» путем «убиения» оригинала, или как в шахматной партии с жертвой пешки (модели) для выигрыша туры (отливки).

Такой подход к литью часто малопонятен отечественным машиностроителям, наши литейщики к такому не привыкли, стереотипы, заученные еще в институтах, не дают увидеть новых возможностей литья, что тормозит распространение ЛГМ.

Чтобы модель не дымила в цехе при заливке, из контейнера обычно отсасывают насосом газы – разрежение поддерживают небольшое, примерно пол-атмосферы в течение до 15 мин. После отключения отсоса газов из формы производят охлаждение отливок в форме обычно еще в течении 10 - 30 мин., а затем отливки с песком высыпают их контейнера и подают для выполнения финишных операций. Можно также лить и без отсоса газов, например, для разовых отливок (крупногабаритных штампов для кузовов автомобильного произ-водства и т. п.) при формовке в жидкостекольные смеси используют трубчатые газовыводные каналы с поджиганием выходящего их них газа от термодеструкции моделей, чем практически полностью переводят этот газ путем горения в двуокись углерода и пары воды без выделения дыма в цех.

Участки модельного производства обеспечиваются модернизированными автоклавным оборудованием с объемом камеры 100…400 л (рис. 1), аналогичные автоклавы чаще всего применяют в фармацевтической и медицинской промышленности. Разработанные усовер-шенствования по сравнению с серийно выпускаемыми моделями позволяют сократить время спекания моделей до 1,5…2 мин. при температуре 115…1350 С и толщине стенки получаемой по моделям в последующем отливки 5..10 мм и выше.

Для серийного производства отливок поставляются полуавтоматы, цикл производства пенопластовых моделей на которых составляет около 2…3 мин. и которые «взяты» из упаковочной отрасли, где их задействуют для производства фасонной упаковки, легкой тары и пр.

Процесс формовки состоит из засыпки сухого песка с вибрацией контейнера до одной минуты без массивных высокоточных машин прессования, встряхивания, устройств сборки форм, свойственных традиционным видам формовки. Акцент внимания перенесен на производство моделей т.к о качество выполнения модели в основном определяет качество отливки.

Оборотное охлаждение сухого песка ведут в пневмопотоке, псевдокипящем слое или в более простых проходных охладителях с по-вторным использованием песка ~97%, а также применяют термическую регенерации песка путем нагревания его в пределах 300…4000 С, при котором происходит дожигание и испарение остатков деструкции пенопласта, осевших на поверхности песчинок.

Таким способом можно получать отливки из чугуна и стали всех видов, бронзы, латуни и алюминия всех марок.

В начале истории создания этого способа литья у нас в стране лежит авторское свидетельство СССР №136014 на изобретение одного из вариантов этого способа, которое в 1961 г. получил наш соотечественник А.Р.Чудновский.
Институт ФТИМС НАН Украины ( г. Киев), под руководством проф. О.И. Шинского десятки лет совершенствуя эту технологию, как «фирменную» специализацию.

Технология постоянно совершенствуется, сейчас проектируется оснастка для литья стальных надрессорных балок весом до тонны и габаритами до трех метров в цехе серийного литья деталей вагоностроения для железно-дорожного транспорта.

Потенциал технологии настолько значителен, что она позволяет лить не только металлы и сплавы, но и композиты, которые обладают повышенными в несколько раз (по сравнению с простыми сплавами) служебными свойствами, например, триботехническими.

Созданные литейные комплексы оборудования работают в Польше, Румынии и Вьетнаме, из последних объектов – цех на 5000 т/год в Днепропетровске.

Практика эксплуатации организованных институтом производств показывает, что низкие затраты на материалы (всего 4 вида, не применяется в форме связующие) экономят не менее 100 дол. на тонну литья, уменьшение трудозатрат на 30-50%.

Особенно крупная экономия при литье сложных отливок из износостойких сталей (шнеки для машин производства кирпича, била, молотки и детали дробилок), т. к. резко снижаются затраты на их механообработку. Также льют без ограничений колеса, звездочки, корпуса, сантехнику, головки и блоки цилиндров бензиновых и дизельных двигателей, художественные, парковые и другие отливки. Специалисты института льют детали из черных и цветных металлов весом до 500 кг.

Опыт запуска цехов до 50…150 т/месяц показал срок окупаемости 9…12 месяцев. Для предпринимателей, желающих создавать или реконструировать литейный цех, подчеркнем, что технология ЛГМ может стать самостоятельным бизнесом. ЛГМ относится к высоким литейным технологииям, которые позволяют опередить на шаг конкурентов .


Дорошенко Владимир
тел: 38(066) 1457832,
факс: 38(044) 4248488
Назад
2017-12-23



ТИЦ(Yandex), PR(Google),число ссылок BL(Yahoo)
Газета "Саратовский Деловой Вестник": выставки, экономика, инновации
16+ Copyright © 2006