Литье в песчаные формы

Литье в песчаные формы является наиболее распространенным и дешевым. В отрасли этим способом получают крупногабаритные отливки: корпуса, плиты, основания, кронштейны, фланцы, и другие детали из чугуна и алюминиевых сплавов.

Общий вид литейной формы для детали типа фланец показан на рис. 1. Литейная форма состоит из нижней 7 и верхней 4 полуформ, из песчано-глинистой смеси, размещенной в металлических рамках - опоках 2, которые взаимно ориентированы коническими штифтами 3. Для образования внутренних полостей отливки в форме устанавливаются стержни 6, места их крепления называют знаками. Для подвода расплавленного сплава в форму служит литниковая система, состоящая из чаши 7, стояка 8, шлакоуловителя 9и питателя 10. Она должна обеспечивать непрерывное плавное поступление расплава в форму, задерживать шлак и неметаллические включения. Для выхода из формы воздуха и контроля заполнения формы расплавом служит отверстие - выпор 5. Для лучшего отвода газов, выделяющихся при заливке формы расплавленным сплавом, стержни и полуформы имеют дополнительные отверстия - вентиляционные наколы 11. Для получения отливок без усадочных раковин применяют добавочные приливы - прибыли. Прибыли размещают сверху у массивных частей отливки, имеющих наибольшую усадку.

Для изготовления литейной формы используется модель, имеющая конфигурацию внешней поверхности отливки с учетом усадки сплава. Модели изготавливают из дерева, металла или пластмассы. Деревянные модели легкие и дешевые, но выдерживают лишь несколько десятков формовок, поэтому применяются в единичном и мелкосерийном производстве. При крупносерийном и массовом производстве модели изготавливают из алюминиевых сплавов. Стержни изготавливают с помощью стержневых ящиков, которые должны обеспечивать равномерное уплотнение стержневой смеси и в зависимости от сложности стержня могут быть неразъемными или иметь один или несколько разъемов. Деревянные модели и стержневые ящики изготавливают из хорошо просушенной древесины (сосны, бука, ясеня) и окрашивают для предохранения от намокания во влажных формовочных смесях.

Рис. 1. Общий вид литейной формы.

Формовочные и стержневые смеси состоят из огнеупорной основы (кварцевого песка), связующего (глины, смолы, жидкого стекла и др.), вспомогательных добавок (угольной пыли, древесных опилок и др.), необходимых для улучшения технологических свойств смесей. Смеси должны обладать пластичностью - способностью воспринимать и сохранять очертание модели или стержневого ящика; прочностью - способностью выдерживать внешние нагрузки при изготовлении, транспортировке и заливке жидким металлом; газопроницаемостью - способностью пропускать газы, выделяющиеся в процессе заполнения формы жидким металлом; огнеупорностью - способностью выдерживать высокую температуру заливаемого сплава без оплавления и химического взаимодействия с ним. Кроме этого, формовочные и стержневые смеси должны быть податливы, чтобы не стеснять усадку отливки, текучи, чтобы равномерно заполнять все углубления формы, не поглощать влагу из воздуха, легко удаляться из полостей отливки после разрушения формы, обладать долговечностью.

Для изготовления литейной формы применяют ручную или машинную формовку. В целом в машиностроении около 25% отливок получают в литейные формы, изготовленные вручную. Этот способ применяют при единичном и мелкосерийном производстве. При ручной формовке рабочий устанавливает на подмодельную плиту опоку и модель, вручную засыпает формовочную смесь и уплотняет ее. Затем перевертывает опоку и удаляет модель. При машинной формовке смеси подают из бункеров и уплотняют на вибрационных столах или прессованием.