Применение стержней, изготавливаемых методом ВПФ

 Феклин Н.Д. (ООО «ДИНУС-СТАЛЬ», г. Луганск)

Все более возрастающая конкуренция на рынке производства и поставок литейной продукции, постоянное повышение требований к её качеству и снижению её стоимости, заставляют производителей модернизировать существующие литейные производства, искать пути удешевления продукции, при одновременном улучшении её качества.

Предлагаю вашему вниманию технологию вакуумируемых стержней (ВС), разработкой и внедрением которой наше предприятие занималось последние шесть лет.

Рис. 1 Отливка после выбивки	Рис. 2 Отливка "Гильза дизеля"

Применение вакуумируемых стержней, изготовленных методом вакуумно-пленочной формовки (ВПФ) достойно зарекомендовало себя на отливках сложно-фасонного исполнения (запорная арматура, корпусные изделия, цилиндры, изложницы и т.п.), а также позволило коренным образом пересмотреть взгляды на технологические процессы, связанные с литейным делом, ввиду значительных преимуществ перед традиционными технологиями изготовления стержней.

Рис. 3 Полуформа с вакуумируемым стержнем	Рис. 4 Отливка "Корпус задвижки"

Что же даёт применение ВС и почему данная технология до сих пор не получила широкого распространения?

• Во-первых, как известно, V-процесс обеспечивает высокую точность сохранения размеров, благодаря высокой прочности формы, при этом сохраняя необходимую податливость не препятствующую нормальной усадке отливки, что так важно для отливок с высокими требованиями к их механическим свойствам. К примеру: корпуса задвижек работающих под высоким давлением; крупно-габаритные изложницы, основным критерием которых является количество заливов до выхода из строя; корпусные изделия для насосов, двигателей, буксы; гильзы цилиндров и т.п.

• Во-вторых, газы, образующиеся при заливке металла не проникают в тело отливки, а отсасываются из неё, позволяя максимально уйти от проблем литья, таких как пористость, газовые включения, раковины и т.п.

• В-третьих, получаем резкое сокращение времени на выбивку и очистку отливок (без объяснений - сухой песок).

• В-четвёртых, решается проблема засоренности формовочного песка отходами стержней, что в конечном итоге влияет на качество получаемых отливок.

• В-пятых, различие в механических свойствах и структуре металлов при изготовлении форм и стержней по существующим технологиям в сравнении с технологиями ВПФ и ВС определяется разницей скорости охлаждения металла. Повышение твёрдости и снижение вязкости при литье по V-процессу происходит медленнее, чем при литье в обычные формы, поэтому отливки, полученные с применением вакуумируемых стержней, обладают более высокими механическими свойствами.

• В-шестых, благодаря применению песка и вакуума при изготовлении форм и стержней, отливки, полученные по V-процессу, отличаются хорошей чистотой наружных и внутренних поверхностей, а также точностью размеров.

Кроме того, применение ВС позволяет:

• сократить объёмы механической обработки отливок в связи с возможностью получения минимальных припусков и более точных размеров как форм, так и стержней;

• сократить потери формовочных материалов;

• резко снизить объёмы утилизации отходов производства;

• повысить стойкость стержневой оснастки;

• снизить объёмы выбросов газов при заливке;

• сократить используемые производственные площади.

При этом, существует ещё один немаловажный фактор, влияющий на производство: применение одних и тех же материалов для получения форм и стержней упрощает работу служб предприятия (снабжения, технологического обеспечения, обслуживание оборудования и т.д.). В конечном итоге, применение вакуумируемых стержней позволит: значительно снизить объёмы брака литья, как исправимого, так и окончательного; повысить качество выпускаемой продукции; снизить эксплуатационные затраты, тем самым снизив её себестоимость и, главное, повысить её конкурентоспособность.

Рис. 5 Крупногабаритный вакуумируемый стержень	Рис. 6 Вакуумируемый стержень для корпусной отливки

Применение ВС (исходя из нашего опыта) целесообразно при серийно-массовом производстве средних и крупногабаритных отливок таких как: корпусные изделия, фасонные изделия, изложницы, изделия имеющие простые и сложные внутренние полости.

Рис. 7 Вакуумируемый стержень для отливки "Корпус задвижки"	Рис. 8 Вакуумируемый стержень для отливки "Гильза дизеля"

Почему же до сих пор применение ВС не получило должного распространения?

Напомню, что в патенте на V-процесс, приобретённом ещё в 80-е годы бывшим Союзом, ничего по поводу изготовления стержней не упоминалось и поэтому изучение и развитие технологии ВПФ повсеместно проводилось без учёта возможности получения стержней. Кроме этого, все иностранные и отечественные производители комплексов ВПФ, оборудование для производства стержней по тому же V-процессу не предлагают.

Хотелось бы отметить, что разработкой технологии ВС занимались ещё во времена СССР, но, к сожалению, развал страны остановил этот процесс.

Рис. 9 Полуформа "Гильзы дизеля" с вакуумируемым стержнем	Рис. 10 Замер твёрдости вакуумируемого стержня

Нашим предприятием в 2008 г. разработан комплекс оборудования для производства отливок «Гильза дизеля» с одновременным получением форм и стержней по V-процессу. Отработана технология. Получена опытная партия отливок. Кроме этого нами проведены работы по получению ВС разных форм и размеров, получен ряд других отливок с применением ВС. Отработаны системы передачи вакуума, конструктивные решения стержневых установок, конструкции фильтров, способов соединения плёнок, методов загрузки песка в сложные стержни и т.д. Произведены лабораторные исследования отливок, полученных с использованием ВС в сравнении с традиционными стержнями, решены узкие места при их производстве.

ООО «Динус-Сталь» ведет свою деятельность по трем основным направлениям:

• разработка технологии получения сложных отливок методом ВПФ с применением ВС;

• разработка необходимого оборудования для получения отливок методом ВПФ и ВС;

• получение сложных отливок без стержней с применением съемных частей, выжигаемых элементов, подвижных знаков, обратной вытяжки и т.п. (таких как «Корпус буксы» для ж/д транспорта; «Колесный центр» для подземных электровозов; корпусные изделия, имеющие поднутрения, выступы и т.п.).

Мы ищем нетрадиционные способы решения проблем литья. Работаем над такими задачами как охлаждение песка и воды. Мы готовы предложить вам новые подходы в области ВПФ с применением ВС и других имеющихся у нас технологических приёмов для решения ваших проблем.

Сведения об авторe:

• Фёклин Николай Дмитриевич - директор ООО «ДИНУС-СТАЛЬ», г. Луганск, т.: +38 (0642) 55-46- 55; т. (моб.): +38 (050) 557-68-81; е-mail: dinus@leasat.net

Опубликовано: ИТБ "Литьё Украины", №3 (139) 2012 г.