Получение отливок корпусов РТ 120 с конкурентной себестоимостью по специальной технологии ЛГМ

Морозов В.А.

Корпус поглощающего аппарата РТ 120 является перспективной, но дорогостоящей отливкой. Корпус отливается из молибдено - никелевой стали, имеющей к тому же и большую усадку при кристаллизации. При получении данной отливки по ПГС и ХТС технологиям большая усадка обуславливает получение горячих трещин в отливке вследствие малой податливости стержней. Кроме того, для обеспечения заданных механических характеристик корпуса, содержание Мо и Ni в стали необходимо держать на уровне близком к верхнему показателю, указанному в TT на отливку. А это обуславливает высокую себестоимость литья.

На основании приобретенного опыта и проведенных исследований отливку корпуса РТ 120 экономически целесообразно отливать по специальной ЛГМ - технологии, используя ее возможности и преимущества. Для этого необходимо получить пеномодель корпуса весом 210...230 г, - это достигается режимом предварительного вспенивания гранул полистирола размера 0,5...0,8 мм, а также режимом задува вспененного полистирола в "горячую" пресс-форму. Кроме этого пеномодель должна иметь восемь газоходных каналов O 4 мм по всей высоте пеномодели с раструбом на выходе. Нижние отверстия газоходных каналов закрываются липкой лентой, а верхние (выходные) - сеткой. Окраска пеномоделей и ЛПС производится краской типа ДС - 1. Полистирол применяется рядовой строительный типа R 240 (R 160) Корейского производства. Указанные материалы и режимы обеспечивают низкую себестоимость изготовления пеномодели и закладывают базу для получения качественного литья.

Литниково-питающая система (ЛПС) изготавливается из пустотелых элементов. Компоновка ЛПС (см. рис.1) обеспечивает верхний подвод жидкого металла к отливке с вакуумной мультипликацией его (вакуумная накачка металла из воронки в стояк и далее в отливку за счет разницы площадей сечения воронки и стояка, под воздействием вакуума на зеркало металла в воронке). Этот принцип построения ЛПС позволяет не применять традиционные прибыли для стального литья. Данную ЛПС можно прировнять к прибыли под избыточным давлением согласно классической технологии. Для обеспечения эффективной работы ЛПС с вакуумным мультипликатором необходимо применять контейнеры 900-й серии, которые специально разработаны под вакуумные мультипликаторы. Компоновка куста произведена с учетом нейтрализации теневых эффектов во всех плоскостях объема контейнера.

На основании ранее проведенных исследований для обеспечения возможности снижения Мо и Ni до нижнего уровня согласно TT при заданных механических свойствах, необходимо в форму подать азот и кислород. Кислород создает среду СO₂, что снижает науглераживание отливки, а азот производит объемное азотирование отливки, что обеспечивает заданные мех.свойства стали.

Для обеспечения вышеуказанного в контейнер необходимо подавать порядка 5 дм³/мин кислорода и 15 дм³/мин азота. Это обеспечивают специализированные контейнеры моделей 911 и 912 в автономном режиме без участия рабочего, равнораспределенно на каждую отливку. Кроме указанного, потоки азота и кислорода имея вертикальный вектор "вверх", обеспечивают направленную кристаллизацию отливок корпусов снизу вверх за счет охлаждения этими потоками.

Применяемая компоновка куста с вакуумным мультипликатором в ЛПС подразумевает высокие уровни давления жидкого металла на наполнитель формы - песок. Для этого плотность виброуплотнения формы должна быть порядка 1,8 т/м³. Такую плотность могут обеспечить только двухтактные вибростолы моделей 622 и 8632. В противном случае возможен прорыв жидкого металла в наполнитель формы и, соответственно, опасная ситуация для обслуживающего персонала. После установки куста на песочную постель засыпку и виброуплотнение производить послойно. С целью обеспечения податливости массива песка в горловине корпуса, устанавливают компенсаторы в виде отрезка полистирола размерами 50x50x300 мм. Это снимает препятствия для свободной усадки корпуса.

Для гарантированной работы вакуумного мультипликатора в реальных условиях применен технологический прием двух пленок. Этот прием хорошо зарекомендовал себя в зимний период работы для стабилизации уровня вакуума в контейнере. Заливка готовой формы производится под вакуумом 0,4...0,5 кг/см² в течении 40...50 сек. Выдержка под вакуумом после окончания заливки - 2...3 мин.

Для обеспечения указанных выше режимов система вакуумирования должна быть настроена на отбор газов из контейнера и поддержания уровня вакуума с производительностью 6 м/мин для каждого контейнера, находящегося под заливкой и в процессе выдержки под вакуумом. Кроме того после окончания выдержки отливок под вакуумом, вакуумная система должна обеспечивать отбор газов от каждого контейнера на уровне 0,1...0,2 м³/мин. Это исключает распространение взрывоопасных газообразных продуктов разложения полистирола в окружающую среду в зоне продолжающейся заливки контейнеров. Время охлаждения отливок контейнере не менее 4-х часов. Сквозняки в зоне выбивки не допустимы. В итоге все вышеизложенное обеспечивает качество литья корпусов РТ 120 с конкурентной их себестоимостью.

Примечание:

1. В статье не приведены данные хим.состава и механических характеристик стали корпуса РТ 120 т.к. автор не имеет права их освещать. Для изготовителей корпусов они известны и являются основным дополнением к этой статье.

2. Для реализации вышеизложенного необхддимы специализированные контейнеры моделей 911 ли 912 и двухтактный вибростол модели 622 или 8632. Манипуляции с азотом и кислородом в контейнере общего назначения опасны и непредсказуемы.

Опубликовано: ИТБ "Литьё Украины", №01 (149) 2013 г.