Литье металла по газифицируемым моделям

ПОмогаем
ЛИтейщикам и
МЕТаллургам
27 Июля 2017

По качеству фасонных отливок, экономичности, экологичности и высокой культуре производства сегодня нет альтернативы литью по газифицируемым моделям (ЛГМ) из пенополистирола.

В песчаной форме одноразовая пенополистирольная модель при заливке замещается расплавленным металлом и получаем в итоге отливки любой, даже самой сложной геометрии из черных и цветных сплавов.

При формовке мелкие модели собирают в блоки или кусты и размещают в объеме формы, а не в плоскости как в обычной форме. Отсутствие традиционных форм и стержней исключает применение формовочных и стержневых смесей, формовка состоит из засыпки модели песком.

Низкие затраты на модельно-формовочные материалы. На 1 т. годного литья расходуются 4 вида основных материалов:

  • кварцевый песок - 50 кг,
  • противопригарные покрытия - 25 кг,
  • пенополистирол - 6 кг,
  • пленка полиэтиленовая - 10м².

Формовочный песок постоянно находится в многократном обороте и его потери в среднем составляют 3-5% на одну заливку, отсутствие в нем связующего позволяет восстановить его для повторного использования без большого количества технологического оборудования и, соответственно, площадей. Все это дает экономию не менее 100 долларов на 1 т. литья.

Крупную экономию получают при литье сложных отливок из износостойких сталей (шнеки для машин, била, молотки и детали дробилок), т. к. резко снижаются затраты на их механообработку.

В последние годы все шире используется в литейных цехах технология ЛГМ. Мировая практика свидетельствует о постоянном росте производства отливок этим способом, которое превысило 1,5 млн. т/год, особенно популярна она в США и Китае (в одном КНР работает более 1,5 тыс. таких участков).

Наша компания ООО «Полимет» с 2008 года поставляет на российский рынок и рынки стран ближнего зарубежья - противопригарные покрытия (краски) для ЛГМ-процесса, от одного из мировых лидеров в производстве химических материалов для литейного производства «ASK Chemicals» (Германия), который пользуется в России очень высоким авторитетом.

В настоящее время мы поставляем три вида противопригарных покрытий:

  • Polytop FS 3 — для литья всех марок сталей;
  • Polytop AL 2 — для литья алюминия и других цветных металлов;
  • Ceramcote FS 402 — для литья всех видов чугуна и некоторых сталей при производстве отливок со стенками малой и средней толщины.

Для производства стального литья наше предприятие настоятельно рекомендует жаропрочное покрытие на водной основе с относительно высокой газопроницаемостью — Polytop FS 3, предназначенное для покрытия вспененного полистирола.

Покрытие Polytop FS 3 специально разработано для литья всех видов стали и может наноситься методом окунания, облива, кистью или распылением. Специальные связующие обеспечивают превосходное смачивание поверхности полистирола и всех применяемых при этом клеев, а также предотвращают появление трещин и раковин на поверхности модели при сушке. При соблюдении стабильной толщины слоя покрытия на всей поверхности модели, жаростойкие компоненты предотвращают образование пригара на поверхности отливки. Кроме необходимой газопроницаемости, покрытие обладает способностью впитывать жидкую фазу (продукт деструкции полистирола), что в значительной степени способствует исключению углеродных дефектов. Специальные антибактериальные включения препятствуют процессу брожения материала, что позволяет увеличить срок его хранения. Противопригарное покрытие поставляется в готовом к применению виде.

Визуальным признаком качества материала является отсутствие стекания краски с модели после ее нанесения. Однако, при этом нанесенный слой может быть слишком толстым, что приведет к большому расходу краски. Параллельно с определением вязкости материала для контроля толщины наносимого слоя (0,3-0,7 мм) необходимо использовать специальный измерительный «гребешок». Измерения производятся на окрашенной плоской полистирольной поверхности, расположенной в вертикальном положении. Используя вышеуказанные два параметра готовой к применению краски с дальнейшими контрольными заливками, можно добиться оптимального расхода материала и необходимого качества отливок.

Следует заметить, что на практике консистенцию краски на протяжении смены проверяют путем взвешивания окрашенных моделей на электронных весах. Несоответствие веса окрашенной модели, с ранее установленным контрольным весом, свидетельствует о необходимости корректировки вязкости краски.

Нанесение краски на модель лучше всего осуществлять окунанием. Избыток краски, скопившийся в углублениях и в «карманах» модели, необходимо слить. Проблемные места на модели перед окунанием иногда следует отдельно намазать специальной кистью. В некоторых случаях часть модели с проблемными местами постоянно окрашивается в два слоя.

Сушку окрашенных моделей обычно проводят в два этапа: просушивание на воздухе и сушка в сушильной камере при температуре +55⁰C. После первого этапа сушки модели контролируют на качество окраски, в редких случаях при наличии прогалин – их окрашивают кистью. Следует отметить, что окрашенные и высушенные модели обладают определенными гигроскопическими свойствами, поэтому изделия готовые к формовке следует хранить в сухих проветриваемых помещениях. Лучший вариант – заливка сразу после сушки. Покрытие поставляется в металлических бочках по 200 л. (300кг). Хранение продукта должно осуществляться в сухом отапливаемом помещении. Все вышеуказанные свойства краски действительны при температуре материала и окружающей среды 18-23°С. В связи с этим в случае хранения краски в иных температурных условиях использование необходимо производить только после выдержки исходного материала при рабочей температуре в течение 24 часов.

Источники:

Рыбаков С. А. Инновационные возможности литья по газифицируемым моделям
Владимир Дорошенко Физико-технологический институт металлов и сплавов НАН Украины, г. Киев
Леонтиев Михаил Васильевич - технический директор ООО «КОМЭКСИМ ТРЕЙД».


Галерея