Литье в оболочковые формы

При литье в оболочковые формы, полуформы и стержни изготавливают в виде оболочек толщиной 6...10 мм. В качестве связующего используются горячетвердеющие смолы с высокой удельной прочностью. Технология литья этим способом включает операции приготовления плакированной песчано-смоляной смеси, получения по модельной оснастке оболочковых полуформ, сборки форм и их заливки. В качестве связующего обычно используется пульвербакелит - смесь фенолоформальдегидной смолы и 8 % уротропина. Пульвербакелит относится к термореактивным смолам, нагрев которых свыше 200...250 ⁰С приводит к их полимеризации и необратимому затвердеванию.

Плакированную смесь приготавливают горячим и холодным способами. В первом случае мелкозернистый песок нагревают до 150 ⁰С и смешивают в бегунах со смолой. Последняя, расплавляясь, обволакивает (плакирует) песок тонкой пленкой. После охлаждения до 60 ⁰С в смесь добавляют уротропин, который придает смоле способность к термическому твердению. При холодном плакировании пульвербакелит растворяют в спирте или ацетоне и перемешивают с холодным песком.

Рис. 4.16. Литье в оболочковые формы: а - деталь; б - нагревание модели; в - установка модели на ящике со смесью; г - выдержка смеси на модели; д - удаление непрогретой смеси; е - удаление корковой полуформы; ж - сборка и заливка формы

Процесс изготовления полуформ, их сборка и заливка показаны на рис. 4.16. Разъемная модель 1 вместе с модельной плитой 2 нагреваются в печи до 200...250 ⁰С и устанавливаются на поворотный бункер 3 co смесью песка и пульвербакелита 4. Затем бункер поворачивается на 180⁰ и выдерживается в течение 15...25 с в таком положении. За это время прогревается слой смеси толщиной 6... 10 мм и после поворота бункера в исходное положение на модели остается слой песка 5, скрепленный расплавленной смолой. Модельную плиту вместе с моделью и полутвердой оболочкой помещают в печь, где она при температуре 300...350 ⁰С необратимо затвердевает в течение 50...60 с. С помощью выталкивателей корочку снимают с модели, в нее устанавливают оболочковый или обычный стержень 6, скрепляют струбцинами или склеивают со второй оболочковой полуформой. Собранную форму устанавливают в опоки 7 и в зазор между формой и опокой засыпают песок или чугунную дробь 8. Применение опорного слоя позволяет увеличить жесткость формы, что особенно важно при изготовлении крупных отливок.

Оболочковые стержни изготавливают аналогичным способом. При этом предусматривается нагрев стержневой оснастки газом или с помощью электрических нагревателей. Смесь в ящики может засыпаться или подаваться с помощью пескострельных машин.

В связи с тем, что отвердение смеси происходит на модели, а для приготовления смеси используют мелкий песок, литье в оболочковые формы повышает точность отливок и снижает шероховатость их поверхности. Этим методом получают отливки массой до 300 кг, имеющие тонкие ребра (цилиндры мотоциклов) или повышенные требования по размерной точности (коленчатые валы). При этом в 9... 10 раз уменьшается расход формовочной смеси и облегчается ее регенерация термической обработкой. К недостаткам метода следует отнести высокую токсичность выделяющихся при горении смолы газов и возможность поверхностного насыщения углеродом отливок из низкоуглеродистых и нержавеющих сталей.