Литейное производство. Опишите технологию изготовления стержней

литейное сварка отливка волочение

Стержни во время заливки формы, как правило, окружены жидким металлом, поэтому они должны обладать по сравнению с формой более высокой прочностью, газопроницаемостью, податливостью, противопригарностью и должны легко выбиваться из отливки.

Прочность стержня увеличивают путем установки внутри него каркаса 1, изготовляемого из железных прутьев (рис. 1, а) или отлитого в виде чугунных рамок (рис. 1, б и в). Каркас 1 выформовывают внутрь стержня (рис. 1, б). При конструировании отливки необходимо предусматривать окна и отверстия для свободного удаления из них стержней с каркасами.

Газопроницаемость стержня повышается устройством внутри него специальных вентиляционных каналов 2 (рис. 1, а), выходящих в знак. Прямолинейные вентиляционные каналы накалывают в стержне иглой или же образуют при помощи прутка, которые заформовывают в стержень, а затем вынимают из него. Криволинейные каналы вырезают в плоскости соединения половинок стержней.

В отдельных случаях (тонкостенные или очень сложные стержни) каналы изготовляют при помощи воскового шнура, который заформовывают внутри стержня. Воск во время сушки стержня выплавляется, образуя полость канала. Крупные стержни делают пустотелыми или с сердцевиной из шлака 3 (рис. 1, б), что увеличивает их газопроницаемость и податливость.Последовательность операций изготовления стержня в стержневом ящике представлена на рис. 55, а. Собранный стержневой ящик 4 (рис. 55, а) заполняют в несколько приемов стержневой смесью, предварительно поставив каркас 7 и пруток 2 для образования газоотводящего канала. Уплотняют стержневую смесь вручную или на встряхивающих машинах.

Рис 1. Технология изготовления стержней: 1 - каркас; 2 - газовый канал;   3 - кокс или   шлак;   4 -- стержневой ящик; 5 -- вкладыши; 6 -- формовочная  смесь; 7 -- сушильная  плита; 8 -- поддон

После уплотнения снимают вкладыш 5, образовавшуюся пустоту засыпают формовочной смесью, которую слегка уплотняют, затем накладывают сушильную плиту 7, поворачивают ящик на 180° и снимают его со стержня. Уплотненная формовочная смесь служит опорой для выступающих частей стержня во время сушки. В массовом производстве стержень укладывают на металлические подставки. В этом случае вместо земляной подсыпки 6 применяют фасонные металлические поддоны 8. Поддон накладывают на ящик и вместе с ящиком поворачивают на 180°; после этого ящик снимают со стержня, а готовый стержень, установленный на поддоне, переносят в сушило.

Изготовление стержней в разъемном стержневом ящике показано на рис. 1, б. В стержневой ящик засыпают слой стержневой смеси, уплотняют ее и ставят литой каркас 7.

Затем подсыпают еще стержневой смеси, наполняют середину ящика шлаком 3, сверху вновь заполняют ящик смесью и уплотняют ее. После этого делают газовые каналы, счищают избыток смеси, ставят сушильную плиту и поворачивают ящик на 180°; стержневой ящик разнимают, а стержень вместе с плитой направляют в сушило.

Процесс изготовления стержня по частям следующий. В половине стержневого ящика 4 (рис. 1, г) слоями уплотняют стержневую смесь, прокладывают каркасы, линейкой очищают излишнюю смесь и прорезают газоотводящие каналы.

Также изготовляют другую половину стержня во второй части стержневого ящика. Обе половины стержня сушат, а затем склеивают. При изготовлении небольших стержней половины стержня склеивают в сыром состоянии, для чего поверхность стержня смазывают разведенной в воде огнеупорной глиной; две половины ящика, наполненные уплотненной стержневой смесью, соединяют. Затем стержневой ящик снимают, и стержень на плите ставят в сушило.
Мелкие и средние стержни, имеющие сложное очертание, зготовляют почастям, а затем склеивают.

После изготовления стержни и крупные формы из обычных смесей сушат с целью увеличения их газопроницаемости, прочности и уменьшения газотворной способности. Продолжительность сушки зависит от температуры, толщины стержней и форм, условий передачи тепла в сушиле и колеблется от нескольких минут до нескольких часов. Для эффективной сушки и подсушки форм и стержней необходимы постепенный подъем температуры в камере сушила, а затем поддержание равномерной максимально допустимой температуры в течение всего периода сушки, а также обеспечение равномерного движения газов во всем объеме сушила. При сушке стержней, изготовленных на масляных связующих и их заменителях, помимо испарения влаги происходят процессы окисления и полимеризации. Процесс окисления заключается в нарушении связи между атомами углерода, входящего в состав масла, и присоединении к ним кислорода. В результате химических изменений, а также удаления из масла некоторых составляющих при нагреве оно превращается в густую клейкую массу и образует прочную пленку, соединяющую зерна песка. В процессе окисления, происходящего при 150--220 °С, масло поглощает 20--30 % кислорода. Кроме того, выделяется тепло, повышающее температуру стержней, что ускоряет окисление масла.
После нагрева при сушке стержней, изготовленных на искусственных термореактивных смолах, и выделения воды смолы становятся неплавкими и нерастворимыми в воде. Температура сушки стержней на этих связующих 150--160 °С.

Смеси, содержащие патоку и крахмал, рекомендуется сушить при 165--190 °С, в результате чего после удаления воды образуется сахароза, а в смесях, содержащих сульфитную барду-- смола. И та, и другая обладают склеивающей способностью.

Смеси, изготовленные на глине, гипсе или цементе, сушат при 350--400 °С, а при использовании бентонитовых глин -- при 200 °С. Продолжительность сушки песчано-глинистых форм при 350--400 °С в зависимости от их размеров составляет от 5 до 36 ч.