Литье по газифицируемым моделям

 Чтобы модель  не дымила в цех при заливке, из контейнера обычно отсасывают насосом газы – разрежение поддерживают примерно пол-атмосферы. Для уникальных отливок (крупногабаритных штампов для кузовов автомобильного производства и т. п.) используют трубчатые газовыводные каналы с поджиганием выходящего их них газа от термодеструкции моделей, чем практически полностью переводят этот газ путем горения в двуокись углерода и пары воды.

Участки модельного производства обеспечиваются модернизированными автоклавным оборудованием с  объемом камеры 100…400 л. Разработанные усовершенствования по сравнению с серийно выпускаемыми моделями позволяют сократить время спекания моделей до 1,5…2 мин. при температуре 115…1350 С и толщине стенки получаемой по моделям в последующем отливки 5..10 мм и выше. Таким оборудованием сейчас оснащается модельный участок Свесского насосного завода, Сумская обл. Для серийного производства поставляются полуавтоматы, цикл производства моделей на которых составляет около 2…3 мин. и которые пригодны также для производства фасонной упаковки, легкой тары, декоративных, шумо- и теплоизолирующих панелей с торцевым замком. Практика показывает, что указанное модельное оборудование в действующих литейных цехах нашей страны является наиболее загруженным и часто эксплуатируется в три смены.  

Производственные  участки: модельный, формовочный, плавильный, очистной имеют примерно одинаковые площади и оснащаются простым  оборудованием (наиболее сложным является упомянутое модельное). Вся формовка состоит из засыпки сухого песка  с вибрацией контейнера до одной минуты без массивных высокоточных машин прессования, встряхивания, устройств сборки форм, свойственных традиционным видам формовки. Акцент внимания перенесен на производство моделей – этих «легчайших игрушек» с плотностью материала 25…27 кг/куб. м, которое обычно «доверяют» женским рукам, часто располагая на втором и выше этажах зданий. Качество выполнения модели в основном определяет качество отливки.

Оборотное охлаждение песка  ведут в пневмопотоке с повторным  использованием песка ~97%, потери этого оборота составляют просыпи и отсев мелкой фракции, который выполняют во избежание его запыления. Кроме того, применят осаждение в циклонах пыли при прохождении отсасываемых газов из формы. Для черных и цветных сплавов используется одинаковое оборудование, которое, благодаря своей несложности, без затруднений производят в Украине (для других видов формовки качественное оборудование надо везти с Запада). Таким способом можно получать отливки из чугуна и стали всех видов, бронзы, латуни и алюминия всех марок. В ящике на «елке» можно сразу лить десятки отливок, как в ювелирном производстве, что служит еще одним «козырем» для литья по пеномоделям.

 Создание технологии  литья по газифицируемой модели  связано с научно-техническая  революцией второй половины прошлого века наряду с такими процессами, как вакуумная формовка, непрерывное литье, литье под низким давлением, импульсная формовка и др. Все эти технологии на подъеме. А цеха и участки с гибкой технологией литья по пеномоделям сегодня множатся по всему миру - от Америки до Китая, на заводах General Motors, Ford Motors, Fiat. Успешно эксплуатируются полуавтоматические и автоматические линии. В наше время в мире по пенополистироловым моделям производят ~1,4% от всего количества литья - свыше 1 млн. т/год, прогнозы на ближайшее будущее дают этой технологии 10…20% мирового литья.

Институт ФТИМС, г. Киев, десятки  лет совершенствуя в этом деле «фирменную» специализацию, как  одну из граней своего инженерного  бренда, спроектировал и запустил ряд участков в России, поставил и внедрил такое оборудование в Польше и Вьетнаме, из последних объектов – цех на 400 т/месяц на ДЗТЛ в Днепропетровске. Потенциал технологии таков, что она позволяет лить не только металлы и сплавы, но и композиты, которые обладают повышенными в несколько раз, например, триботехническими свойствами по сравнению с простыми сплавами.

Низкие затраты на материалы (всего 4 вида, не применяется в форме  связующие) экономит не менее 100 дол./т  литья, а размещение отливок по всему  объему контейнера дает выход годного до 70…85%, экономию по шихте металла на 250…300 кг, электроэнергии 100…150 кВт.ч., массы отливок на 10…20% по сравнению с традиционной опочной формовкой. Трудоемкость финишных операций сокращается на 10…20% при единичном и на 40…60% при серийном производстве. Особенно крупная экономия при литье сложных отливок из износостойких сталей (шнеки для машин производства кирпича, била, молотки и детали дробилок)

Особенно крупная экономия при литье сложных отливок  из износостойких сталей (шнеки для  машин производства кирпича, била, молотки и детали дробилок), т. к. резко снижаются затраты на их механообработку. Также льют без ограничений колеса, звездочки, корпуса, сантехнику, головки и блоки цилиндров бензиновых и дизельных двигателей, художественные, парковые и другие отливки.

По данным General Motors при производстве блока цилиндров масса его уменьшилась на 15% и трудоемкость механической обработки на 50% по сравнению с традиционным литьем в стержнях. Освоение серийного литья чугунных блоков автомобильных двигателей объемом 1,2 и 1,3 л для компании «ДЭУ-Украина» технологи ФТИМС считают своим серьезным достижением, блок легче аналога на 5 кг. Сейчас на стадии проектирования оснастки в этом институте находятся еще два вида блоков цилиндров двигателей.

 В Киеве льют черные  и цветные металлы развесом  до 500 кг. Литейный цех опытного  производства производит отливки  из чугуна, стали, алюминия, медных  сплавов (латунь, бронза) до 40 т в  месяц и выполняет заказы на  серийные и разовые детали. Институт  ФТИМС проектирует цеха и участки, разрабатывает технологию, поставляет оборудование и оснастку. Передает заказы цеху-партнеру на 400 т в месяц – точное литье деталей массы (0,2…2000 кг) с минимальной механообработкой без ограничений на форму отливки. Выполняется пуско-наладка всего комплекса поставленного оборудования и внедрение технологии, обучается персонал.

Капитальные затраты на организацию  производства сокращаются в 2…2,5 раза, также как и сроки ввода  производства в эксплуатацию. Опыт запуска цехов до 50…150 т/месяц показал срок окупаемости 9…12 месяцев, притом, что набор оборудования для цехов 10…80 т/месяц отличается мало. Легко разместить такие участки при кузнях, термичках, ремонтных и других цехах. Если создавать или реконструировать литейную, то технология литья по газифицируемым моделям – тот бизнес, в котором металл своим оборудованием и рабочей силой переводится в высокотехнологичный наукоемкий товар.

К сожалению, крупные металлургические державы Россия и Украина продают  за рубеж металл преимущественно в чушках, слябах и массивных заготовках, а также лом. Тогда как Германия в отдельные годы экспортирует 27% отливок, импортируя руду и металл. Чем быстрее мы станем до деталей и машин перерабатывать свой металл, тем раньше достигнем европейского уровня благосостояния.