Общие положения
Такие привычные понятия как «вытряхивание» или «выталкивание» не применяются для обозначения процесса изъятия готовых отливок из формы в V-процессе. Как только отключают подачу вакуума, отливка вместе с песком свободно выпадают из опоки. Поэтому никаких дополнительных энергозатрат на встряхивание (вибрацию) и выталкивание не требуется. Однако необходимо наличие некоторых условий.
Охлаждение
Так как в V-процессе используется рассыпчатый, сухой песок, при помощи вакуума обретающий твердость и контуры литейной формы, то понятно, что свойства вакуумных форм при охлаждении другие по сравнению с обычными формами, изготовленными с применением связующих и воды.
Время охлаждения чугуна с шаровидным графитом в V-процессе в сравнении со временем охлаждения в песчано-цементной форме приведено в таблице испытаний, показанной на рисунке 5.1.
Средняя скорость охлаждения и время до полного затвердевания отливки приведены на рисунке 5.2.
Скорость охлаждения цветных металлов проявляет похожую тенденцию.
Рисунок 5.3 показывает скорость охлаждения в V-процессе в сравнении с песчано-глинистой формовкой и песчаными формами С02. Измерения проводились на пробной отливке диаметром 100 мм и 100 мм высотой.
Время охлаждения отливок в V-процессе по сравнению с обычными технологиями формовки больше. Это связано с более высокой теплоизоляцией сухого песка. Если в обычной практике формовки используют воду, которая поддерживает высокий теплообмен с окружающей средой путем отвода жидкости через испарения.
По окончании процесса заливки жидкого металла вакуум в форме должен поддерживаться на протяжении периода застывания. Однако, важно, чтобы отливка остывала в песке (прокаливание в форме). Это возможно при отключенном вакууме, при условии, что форма предварительно установлена на специальном основании.
Форма становится плотной, как только вакуум будет опять подключен, и транспортируется к месту выбивки. Некоторые специалисты выключают вакуум для верхней полуформы уже после окончания заливки
Если форма без вакуума остывает очень медленно, есть вероятность, что жар отливки может разрушить покровную пленку. В таком случае даже во много раз более интенсивный вакуум не сможет сохранить форму. Тогда необходимо наложить на поврежденные участки куски пленки
Если необходимо поддерживать вакуум длительное время после заливки, необходимо предотвратить, на сколько это возможно, интенсивную утечку воздуха в области прибыли и литников. Это легко осуществимо, если действовать так, как показано на рисунке 5.4. Присыпьте поверхность формы чистым, сухим песком и наложите на песок второй слой пластика.
| Формовочный процесс | Среднее время остывания | Время затвердевания |
| V-процесс (кварц.песок) | 2,56 °С/мин | 22,5 мин |
| минV-процесс (циркон) | 4,28 °С/мин | 15,0 мин |
| Песчано-цементные формы | 5,87°С/мин | 13,5 мин |
Рис.5.2. Средняя скорость охлаждения и застывания металла в V- процессе и в песчано-цементных формах при температуре от 1192 °С до 700 °С.
При изготовлении отливок из стали вакуум можно отключать раньше, так как поверхность остывает быстрее, чем при литье чугуна.
Примерное время, в течение которого необходимо выдерживать вакуум в форме после заливки стали, можно рассчитать следующим образом:
для верхней опоки: 1 мин/25 мм поперечного сечения
для нижней опоки: 1,5 мин/25 мм поперечного сечения
Для серого чугуна это составляет: 15 мин/25 мм поперечного сечения
Были проведены следующие испытания, чтобы установить время до отключения вакуума и общее время охлаждения до выбивки:
Выбивка формы
Если верхняя и нижняя опоки находятся под вакуумом, форма на какое-то время сохраняет стабильность внутренних контуров, после того как была удалена нижняя покровная пленка. Процесс выбивки становится, таким образом, очень простым. Необходимо подвести форму к выбивной кабине и удалить нижнюю пленку.
После этого отключают вакуум для нижней опоки. Песок выпадает из нижней опоки, отливка с песком, как правило, остаются в верхней опоке.
Только когда вакуум от верхней полуформы отключается, отливка падает вниз вместе с песком.
При выбивке необходимо следить за тем, чтобы отливка не повредила всасывающий трубопровод с вакуумным окном.
Количество спекшегося песка на отливке зависит от времени охлаждения. Чем короче время охлаждения, тем больше песка останется на отливке. В течение дальнейшего остывания значительная часть этого песка сама отстанет от отливки. Но неблагоприятным моментом является то, что из оборота изымается слишком много песка.
Выбивная установка
Для выбивки используют установку с решеткой. Решетка должна иметь квадратные отверстия и подходить для того, чтобы выдерживать на себе вес комплектной, отлитой формы. Отверстия могут быть относительно маленькими, так как формовочная смесь в V-процессе не образует комков, и сухой, сыпучий песок свободно проходит через решетку. 11о решетка также должна задерживать остаточные частицы пленки и стержневого знака.
Пылеудаление в месте выбивки является абсолютной необходимостью. Падающий горячий сухой сыпучий песок дает столько пыли, что процесс выбивки должен происходить в закрытой кабине, которая подключается к мощной установке пылеудаления.
Отверстия в выбивной решетке не должны превышать размеров 50 мм х 50 мм, чтобы остатки пленки и стержневого знака не смогли свободно через них пройти. Если в наличие имеются решетки с большими отверстиями, их можно дополнительно накрыть более мелкой решеткой. Для этого могут подойти обычные решетки, которые хорошо держат тяжелый вес.
Так как песок имеет высокую температуру, он сначала попадает в контейнер- сборник, из которого он отводится по конвейеру, с помощью шнекового транспортера по качающемуся желобу или пневмотранспортом.
После этого с решетки с размером ячеек ок. 1,5 мм удаляются все посторонние содержавшиеся в песке компоненты.
При производстве стальных и чугунных отливок необходимо предусмотреть магнитный сепаратор, который удалит из песка возможные остатки брызг металла.
Важно, чтобы песок был просеян перед попаданием в охладительную установку, так как чужеродные частицы могут быстро забить охладитель.
Внимание!!!
Установка «грохот» для песка должна подвергаться регулярной очистке, так как прохождение песка через решетку может быть нарушено наличием чужеродных элементов на поверхности решетки. Чистка производится обычно вручную в рамках работ по техническому обслуживанию оборудования.