Определение количества и конструкции стержней, Формовочные и стержневые смеси - Проект цеха стального литья на 10000 т

Анализируя конструкцию отливки, приходим к выводу о возможности получения внутренней полости отливки с помощью одного стержня. Стержень занимает горизонтальное положение в форме. Он имеет несложную конфигурацию, прост в изготовлении. Выбранная конструкция стержня обеспечивает: получение внутренней полости с заданной точностью, удобную установку стержня, допускающую просмотр и контроль размеров формы, свободное удаление газов и легкое удаление стержневой массы из отливки в период ее очистки, механическую и термическую стойкость. Стержень имеет знаки достаточной прочности. Размеры, уклоны и зазоры между знаком стержня и формой выбираем по ГОСТ 3606-80.

Стержни изготавливаются на стержневых машинах по горячей оснастке в разъемных стержневых ящиках.

Формовочные и стержневые смеси

Формовочные смеси применяют для изготовления форм. Состав смеси показан в табл. 2.6.1.

Таблица 2.6.1.Состав формовочной смеси.

Составляющие формовочной смеси

Массовая доля составляющих смеси, %

Песок 1К02, 1К016

2

Суспензия бентонито-угольная

1,2...3,0

Отработанная смесь

95,0...96,8

В условиях автоматической формовки для приготовления формовочной смеси используют сложные системы смесеприготовления. Обычно эти системы состоят из двух комплексов: приготовления формовочной смеси и ее регенерации.

Сухой песок по ленточному конвейеру подается в бункеры над бегунами. Отработанная смесь из-под выбивной решетки автоматической формовочной линии поступает на конвейер, на котором собирается просыпь формовочной смеси из-под формовочных автоматов. Затем отработанная смесь поступает на ленту конвейера, где подвергается магнитной сепарации надленточным магнитным сепаратором. После этого смесь дробится и разрыхляется в рыхлителе, просеивается через сито и на ленточном конвейере вторично подвергается магнитной сепарации надленточным магнитным сепаратором. Далее отработанная формовочная смесь поступает в гомогенизационный барабан, в котором увлажняется до определенной влажности. Вода в барабан подается через форсунки. Из барабана смесь поступает в охладитель испарительного типа, представляющий собой камеру, внутри которой движется сетчатый пластинчатый конвейер. Смесь из барабана попадает на этот конвейер и охлаждается продуваемым через нее воздухом; одновременно происходит удаление пыли из смеси. На выходе из установки смесь имеет температуру не выше 38--40 °С. Далее по конвейерам и элеватору смесь поступает в бункеры над бегунами.

Из бункеров сухой песок и отработанная смесь тарельчатыми питателями подаются в бункеры-дозаторы бегунов. Бентонитоугольная эмульсия приготовляется в установках и по трубопроводам подается в бегуны. После перемешивания формовочная смесь выдается из бегунов в дозаторы. При перемешивании для охлаждения и обеспыливания смеси осуществляется ее продувка воздухом с помощью вентиляторов. Из дозаторов смесь по системе ленточных конвейеров подается в разрыхлитель, пройдя через него по ленточным конвейерам, поступает в бункеры над формовочными автоматами.

Физико-механические свойства смеси приведены в табл. 2.6.2.

Таблица 2.6.2. Физико-механические свойства смеси.

Свойства

Значение

Влажность, %

3,1...3,5

Газопроницаемость, ед.

130...180

Текучесть, ед.

70...76

Предел прочности при сжатии во влажном состоянии, кПа.

157...186

Предел прочности при сжатии во влажном состоянии, кПа.

343..588

Температура смеси перед формовкой, °С

25...35

Для получения стержней выбираем способ изготовления по горячим ящикам. Сушка стержней одна из наиболее продолжительных операций процесса их изготовления. Этого недостатка не имеет способ изготовления стержней из смесей с быстротвердеющими связующими синтетическими смолами в горячих стержневых ящиках. Для изготовления стержней используют стержневые смеси. Состав стержневой смеси приведен в табл.2.6.3.

Таблица 2.6.3. Состав стержневой смеси, %.

Составляющие

Массовая доля

Кварцевый песок

82,9

Смола СФ-015

3,3

Уротропин технический

12,43

Кислота борная

0,05

Стеарат кальция

0,08

Вода

1,24

Примечание: остальное - огнеупорная основа (песок Об1К02) - 100 %.

Физико-механические свойства смеси приведены в табл.2.6.4.

Таблица 2.6.4.Физико-механические свойства смеси.

Свойство

Значение

Прочность отвержденного образца на разрыв, кг/см2

Через 10 с

В горячем состоянии

2,2...4,5

В холодном состоянии

>10

Через 30 с

В горячем состоянии

>5

В холодном состоянии

>22

Текучесть смеси, %

>75

Влажность смеси, %

<1,2

Температура, °С

<303

Живучесть смеси, ч

> 2

Смеси имеют невысокую прочность во влажном состоянии, поэтому стержни из них изготовляют на пескодувных и пескострельных машинах.

Сущность технологического процесса состоит в том, что стержневая смесь с быстротвердеющим связующим с помощью пескодувной или пескострельной машины вдувается в стержневой ящик, предварительно нагретый до определенной для данного связующего температуры. Под действием теплоты связующее при нагреве затвердевает, придавая прочность стержню. После непродолжительной выдержки (2--3 мин), в зависимости от связующего и размеров стержня, ящик раскрывают и извлекают сухой и прочный стержень.

Процесс изготовления стержня в горячем ящике на пескострельной машине имеет следующую последовательность. Половины стержневого ящика нагреваются газовым или электрическим устройством; после этого нагревательное устройство и распаровщик перемещаются вперед, а пескострельная головка с позиции загрузки смесью перемещается на рабочую позицию. Затем нижняя половина ящика поднимается вверх, половины ящика смыкаются, и он поджимается к пескострельной головке; происходит надув смеси в ящик; после этого следует подъем головки, перемещение ее и распаровщика с нагревателем; опускание нижней половины ящика со стержнем и выталкивание стержня толкателем. Готовый стержень снимается с машины вилочным съемником; после опускания толкателей стержень остается на вилках съемника, а затем перемещается съемником из рабочей зоны машины.

Песчано-смоляные стержневые смеси приготовляют со связующими - синтетическими смолами. Эти связующие способны затвердевать при температуре 230...250°С за короткое время (от 2...3 мин до 30...50 с в зависимости от состава и размеров стержня). Процесс затвердевания может быть ускорен введением катализаторов - органических и неорганических кислот. В состав смеси входят добавки - оксид железа и серебристый графит, улучшающие теплопроводность и теплоемкость, что ускоряет прогрев стержня и его твердение. Добавка стеарата кальция уменьшает прилипаемость и улучшает текучесть.

Стержневая смесь твердеет непосредственно в стержневом ящике. Твердение смеси происходит за счет конденсации связующего. При этом стержень приобретает высокую прочность до 9,8 МПа и газопроницаемость. Благодаря низкой прочности во влажном состоянии песчано-смоляные смеси со связующими обладают хорошей текучестью, легко заполняют полости сложных стержневых ящиков. Стержни из таких смесей извлекают из ящиков прочные, что повышает точность стержней и отливок. Смеси податливы, хорошо выбиваются из отливки, но обладают недостаточной термической стойкостью.

Похожие статьи




Определение количества и конструкции стержней, Формовочные и стержневые смеси - Проект цеха стального литья на 10000 т

Предыдущая | Следующая