Жидкие самотвердеющие смеси

Борсук П. А., Лясс А. М.

Одной из главных задач развития современного машиностроения, а следовательно, и литейного про­изводства является дальнейшее повышение произво­дительности труда и качества продукции на основе комплексной механизации и автоматизации произ­водственных процессов, применения прогрессивной техники и технологии. При этом особое внимание уде­ляется существенному сокращению доли ручных опе­раций и улучшению условий труда рабочих.

Следует признать, что в литейном производстве удельный вес ручного труда особенно велик. Это в первую очередь относится к процессам изготовле­ния стержней и форм в отраслях с единичным, мелко­серийным и крупносерийным характером производ­ства. В то же время на эти отрасли приходится больше половины общего выпуска литья.

Низкий уровень механизации в данном случае объясняется трудностью ее осуществления из-за много­образия номенклатуры, типоразмеров, а часто и больших габаритных размеров изготовляемых стерж­ней и форм.

Хорошо известные механизированные способы изготовления стержней с помощью пескодувных и пескострельных машин позволяют получать стержни небольшого размера, требуют применения специаль­ной оснастки и пригодны в основном для условий массового и серийного производства.

Процессы механизации изготовления форм в еди­ничном и мелкосерийном производстве базируются, главным образом, на использовании встряхивающих машин и пескометов. Развитие этих процессов за последние годы шло по пути увеличения мощности встряхивающих машин, постепенного освоения песко­метной формовки в сталелитейных цехах, примене­ния новых методов уплотнения смеси прессованием, вибропрессованием и др. Однако даже при механи­зированных способах изготовления форм объем руч­ных работ остается большим. Особенно велика доля ручного труда при почвенной и кесонной формовке крупных отливок.

Почти все известные способы изготовления форм и стержней основаны на применении принципа уплот­нения смесей. Отсюда можно прийти к выводу, что на основе применения известных пластических (тре­бующих уплотнения) формовочных смесей не пред.

Ставляется возможным успешно справиться с задачей коренной механизации процессов изготовления стержней и форм в единич­ном и мелкосерийном производстве.

Совершенно новые перспективы для решения этих задач откры­ваются при применении разработанной в ЦНИИТмаше в содру­жестве с заводами, научно-исследовательскими и учебными ин­ститутами принципиально новой технологии изготовления стерж­ней и форм из жидких самотвердеющих смесей (ЖСС).

Жидкие самотвердеющие смеси, как следует из их названия, сочетают в себе свойства жидкости, позволяющей получать стержни и формы свободной заливкой смеси, и способность само­затвердевать на воздухе в заданное время.

Иногда эти смеси называют наливными, псевдожидкими, жидко — подвижными. Нами принят термин «жидкая смесь». По нашему мнению, он достаточно полно характеризует свойства смеси и пра­вомочен по двум соображениям. Во-первых, как будет показано ниже, жидкая формовочная смесь по своим реологическим свой­ствам представляет собой вязко-пластичную систему. Она отли­чается от истинных ньютоновских жидкостей, и по принятой тер­минологии ее можно назвать «неньютоновской, аномальной жид­костью». Во-вторых, жидкая смесь сразу после приготовления об­ладает в той или иной степени свойствами жидкости. Она, как и всякая жидкость, свободно принимает форму того сосуда, в кото­рый налита; она создает давление на стенки стержневого ящика или модель, которое подчиняется законам гидростатики.

При использовании ЖСС исключается трудоемкое ручное или машинное уплотнение смеси, а процесс изготовления стержней и форм сводится к простой операции заливки жидкой смеси в стерж­невой ящик или на модель.

Важное свойство жидкой смеси — самозатвердевание на воз­духе — в свою очередь дает возможность отказаться от тепловой сушки стержней и форм (при применении самовысыхающих кра­сок) или ограничиться кратковременной подсушкой водных кра­сок. Все это вместе взятое позволяет в несколько раз повысить производительность труда на участках изготовления стержней и форм.

В случае применения ЖСС средства механизации существенно упрощаются. Жидкие смеси открывают реальную возможность для широкой комплексной механизации и автоматизации процес­сов изготовления стержней и форм в литейных цехах с единичным и мелкосерийным характером производства.

Эти и другие преимущества новой "технологии способствовали быстрому распространению ее в литейном производстве СССР и ряда зарубежных стран. Широкое внедрение технологии нача­лось в 1964 г. За последующие 10 лет объем выпуска литья по жидким смесям на заводах СССР увеличился почти в 10 раз. Технология нашла применение при производстве отливок из чу­гуна, стали и цветных сплавов в станкостроении, тяжелом, энер­гетическом, дорожном, дизельном, металлургическом машино­строении, при изготовлении изложниц и т. д. Причем масса отли­вок, получаемых в стержнях и формах из ЖСС, колеблется от не­скольких десятков килограммов до нескольких десятков тонн.

Одновременно возникла необходимость в проведении дальней­ших исследований, связанных с доработкой составов ЖСС, изу­чением свойств смесей, изысканием новых рецептур ЖСС на ос­нове других связующих материалов. Параллельно велись интен­сивные работы по созданию средств механизации процесса и со­вершенствованию технологии применения жидких смесей.

Большие и важные работы в перечисленных направлениях вы­полнены рядом научно-исследовательских, учебных, проектно — конструкторских и технологических институтов, а также заводами. Помимо ЦНИИТмаша, следует назвать Харьковский, Киевский и Челябинский политехнические институты, Московский авто­дорожный институт, ВПКТИстройдормаш ВПТИтяжмаш, ВПТИлитром, Московский завод «Станколит», «Запорожсталь», Уралмашзавод им. С. Орджоникидзе, Южно-Уральский завод тяжелого машиностроения, Днепропетровский завод металлур­гического оборудования и многие другие.

Несмотря на большое число плодотворных исследований по ЖСС, проведенных как в Советском Союзе, так и за рубежом, до настоящего времени нет обобщающих работ в этой области и еди­ного подхода к рассмотрению нового процесса во всех его аспек­тах. Не проанализирован также достаточно богатый и многолет­ний опыт применения ЖСС на заводах. Не определено место, ко­торое должны занять ЖСС среди других процессов формообразо­вания в литейном производстве.

Данная работа представляет собой попытку в какой-то мере восполнить этот пробел.

В книге в основном изложены результаты работ по жидким смесям, выполненных в ЦНИИТмаше под руководством или при участии авторов, а также результаты работ, проводившихся ЦНИИТмашем в содружестве с коллективами ряда заводов и институтов страны. В работах на разных стадиях ее выполнения от ЦНИИТмаша принимали участие С. С. Жуковский, 3. Г. Усу — бов, Л. Д. Снулова, В. Г. Кузнецов, А. С. Варшавский, А. В. Вол­ков, П. И. Побежимов, И. В. Валисовский, В. Н. Ромашкин, В. П. Краснощекова и др.

Авторы выражают благодарность коллективам ЦНИИТмаш и заводов за помощь при проведении работы и внедрении разработан­ной технологии в производство.

Комментирование и размещение ссылок запрещено.

Комментарии закрыты.