|
Охлаждение отливок в форме. После
затвердевания отливку выдерживают в форме для охлаждения до температуры
выбивки.
Чем выше температура выбивки, тем короче технологический
цикл изготовления отливки и больше производительность формовочно-заливочного
участка. Однако высокая температура выбивки нежелательна из-за опасности
разрушения отливки, образования дефектов или ухудшения ее качества. Вблизи
температуры кристаллизации сплавы имеют низкие прочностные и пластические
свойства, поэтому опасность разрушения отливок особенно велика. Кроме того,
на воздухе отливки остывают быстрее, чем в форме При этом неравномерность
охлаждения массивных и тонких сечений усиливается, и уровень внутренних
напряжений в отливке возрастает. Ранняя выбивка может привести к образованию
трещин, короблению и сохранению в отливке высоких остаточных напряжений.
Длительная выдержка в форме с целью охлаждения до низкой
температуры нецелесообразна с экономической точки зрения, так как удлиняет технологический
цикл изготовления отливки. Поэтому выбивку стремятся производить при
максимально высокой допустимой температуре. Она зависит от природы сплава, а
также от конструкции (сложности) отливки. Стальные отливки рекомендуют
охлаждать в форме до 500—700 °С, чугунные до 400—500 °С. Сложные отливки,
склонные к образованию трещин, охлаждают в форме до 200—300 °С, а отливки, не
склонные к образованию трещин, до 800—900 °С. Температура выбивки отливок из
бронз составляет 300—500 °С, из алюминиевых и магниевых сплавов
соответственно 200—300 и 100—150 СС.
Продолжительность выдержки в форме определяется толщиной
стенки отливки, свойствами залитого сплава и литейной формы,
температурой выбивки. Она может быть рассчитана (см. гл.
2) или определена экспериментально. В зависимости от природы сплава и
конструкции отливки время выдержки в песчаной форме составляет от нескольких
минут до суток и даже недель.
Для сокращения продолжительности охлаждения отливок иногда
используют методы принудительного охлаждения. Например, формы, залитые на
конвейере, охлаждают обдувкой их воздухом в охладительных галереях. Остывание
крупных отливок интенсифицируют установкой в форму змеевиков или труб, по
которым пропускают воздух или воду. В некоторых случаях воздух (газ)
пропускают через зазор между отливкой и формой.
Средняя скорость охлаждения отливок в формах колеблется от
2 до 150°С/мин. Скорость охлаждения выбирают с учетом толщины стенок отливки
и прочностных свойств сплава. При большой разнице скоростей охлаждения
отдельных частей отливок возникают большие термические напряжения, которые
могут привести к короблению отливок или появлению в них трещин. При
принудительном охлаждении отливок возможно не только сокращение
продолжительности выдержки их в форме, но также выравнивание скоростей
охлаждения тонких и массивных узлов и снижение термических напряжений.
Во многих случаях применяют высокотемпературную выбивку с
последующим более медленным, чем на воздухе, охлаждением отливок, например, в
колодцах, коробах, вместе с комом смеси и т. д.
Выбивка форм. Обычно эту операцию выполняют на
механических выбивных решетках ( 56), которые по принципу действия
классифицируют на эксцентриковые ( 56, а), инерционные ( 56, б) и
инерционно-ударные ( 56, в). Решетка с литейной формой 4 с помощью привода 3
и опорной пружины 2 совершает колебательное движение. В каждом цикле
колебаний решетки форма подбрасывается вверх и затем, падая, ударяется о
решетку или опорную раму 5. В момент соударения под действием сил инерции
форма разрушается. Выбитая из опоки формовочная смесь проваливается через
решетку и системой конвейеров передается к месту ее переработки для
повторного использования.
На поточных и автоматических линиях отливки выдавливают из
опоки с комом смеси, а затем освобождают от смеси на выбивных решетках.
Ответственные отливки извлекают из формы перед ее выбивкой. Выбивка форм
сопровождается выделением большого количества теплоты и пыли, поэтому участки
выбивки форм оснащают мощными системами вытяжной вентиляции, а выбивные
решетки большой грузоподъемности (выше 10 т) имеют пыле- и звукоизолирующие
накатные кожухи.
Выбивка стержней из отливок. Остатки стержней после
выбивки из форм удаляют из отливок пневматическими зубилами, на вибрационных
машинах, в гидравлических камерах и электрогидравлических установках.
Стационарные пневматические вибрационные машины ( 57)
используют для выбивки стержней из отливок небольших размеров и массы.
Отливка 2 со стержнем с помощью толкателя 5 зажимается между пружинным упором
1 и бойком вибратора 3. Затем включают вибратор 4. Под действием вибрации
стержень разрушается и выбивается из огливки Процесс сопровождается сильным
выделением пыли и шумом. Поэтому пневмо- вибрационные установки выпускают в
закрытом (пыле- и звукоизолирующем) исполнении.
В гидравлических камерах и электрогидравлических
установках выбивают стержни из крупных стальных и чугунных отливок. В
гидрокамерах отливку устанавливают на поворотный стол и на нее направляют
струю воды (диаметром 5—20 мм) под давлением 5—10 МПа Одновременно с
удалением стержня происходит очистка поверхности отливки. В
электрогидравлических установках стержни разрушаются ударной волной,
возникающей при высоковольтном электрическом разряде между двумя электродами
в воде. При прямом методе одним из электродов является отливка.
После выбивки стержней из отливок удаляют каркасы. Затем
отливки подвергают предварительному контролю для выявления в них видимых
неисправимых дефектов (не полностью заполненные металлом стенки, явное
нарушение геометрии, вызванное перекосом стержней или сдвигом одной опоки
относительно другой, и пр.).
|