Процессы литейного изготовления металлических заготовок организуются разными способами. В качестве получаемого изделия многое зависит от характеристик основы, на базе которой моделируется объект, то есть от формы, принимающей заливку будущего материала заготовки. Одной из самых популярных технологий является литье в песчано-глинистую форму, которое дает немало преимуществ. Метод довольно старый, но его активно применяют в производствах разных уровней – от небольших мастерских до крупных предприятий.
Общие сведения о технологии
Литьевой процесс представляет собой техническую процедуру, в результате которой из расплавленного металла формируется заготовка или уже готовое изделие с необходимыми геометрическими параметрами. Для достижения необходимой формы используется соответствующая требованиям модель. Несущей же основой для отливки в данном случае выступает песчано-глинистая форма. Ее образуют две группы компонентов. В первую входит циркониевый и кварцевый песок, а во вторую – каолиновая и бентонитовая глина. Таким образом формируется комбинация разовой оснастки, которая в процессе работы принимает материал будущей заготовки. Но и это не все компоненты, на основе которых реализуется литье в песчано-глинистые формы. Технология не обходится без модельного комплекта, который является своего рода образцом будущей заготовки. Для такого моделирования используются мягкотелые или податливые в механической обработке материалы – например, древесина или легкие металлы. Впрочем, мягкотелая основа применяется лишь в тех случаях, когда нужно именно продублировать целевую деталь. Но бывает, что мастера имеют дело уже с готовыми изделиями, параметры которых требуется повторить посредством отливки. Теперь стоит перейти непосредственно к преимуществам данной технологии.
Разнообразие форм
Сложность использования большинства форм и моделей для литья заключается в том, что технология не предусматривает разрушения их структуры. Это существенно ограничивает методику выполнения операции, осложняя и функции рабочих. В случае с песчано-глинистыми формами подобных ограничений не существует, поскольку метод изначально предполагает разовое применение формы. Однако это вовсе не значит, что многоразовое использование оснастки принципиально исключается. Из соображений экономии форма может применяться серийно, если это не противоречит требованиям к конечному результату процесса. Технико-организационные преимущества литья в песчано-глинистые формы во многом определяются подходом к практической части выполнения. В случае с неразъемной оснасткой можно рассчитывать на извлечение формы без ее повреждения, а также на получение отливки с необходимыми параметрами. Данный вариант часто применяют в работе с простыми отливками. Но если речь идет о сложных по конструкции заготовках, то используется разъемная разрушающаяся форма, для которой как раз не существует ограничений в плане параметров требуемого изделия.
Технологическая доступность организации процесса
Пример использования песчаных форм для литья демонстрирует, насколько выгоднее могут быть традиционные техники производства по сравнению с современными. В данном случае это обуславливается простотой организации литья. Для операции нужен лишь набор вышеупомянутых материалов для формы и моделирующая оснастка, которая также не требует выполнения сложных процедур. Элементарные модели для формования можно изготовить из древесины подручным плотницким инструментом. Разве что на ответственных производствах при изготовлении отливок сложной формы задействуются и дополнительные средства обработки и пропитки данного материала. Также сложностью отличается литье в песчано-глинистую форму, выполненную из металла и пластика. Но, опять же, это касается специализированных производств. Практика же показывает, что в мире порядка 80-90% всех отливок изготавливается на основе простейших мощностей в виде подручных средств и традиционных сушильных камер.
Экономическая целесообразность
Обычно применение разовой оснастки предполагает и затратность технологического процесса. Поэтому к таким решениям обращаются только в крайних случаях, если нужно изготовить детали или конструкции нестандартных форм. Но обратную тенденцию показывает литейное производство. Литье в песчано-глинистые формы себя оправдывает финансово даже в тех случаях, когда используется разрушаемая основа. Это можно объяснить минимальными затратами и на саму форму, и на моделирующую конструкцию.
Универсальность технологии
Существует немного производственных аспектов, которые могли бы ограничивать сферу применения данной технологии. Ее используют в промышленности, строительстве, мелкосерийном и штучном изготовлении фурнитурных деталей, в частных мастерских и т. д. Разве что специализированные высокоточные линии производства не допускают этот процесс, поскольку он не позволяет обеспечить должный уровень точности характеристик заготовки. Но и с точки зрения применения металлических расплавов отмечается универсальность, выделяющая на фоне других технологий литье в песчано-глинистые формы. Кратко отразить недопустимые к использованию металлы можно группой тугоплавких легированных видов. Традиционные же литьевые металлы вполне годятся для использования в данной операции формования.
Возможные дефекты литья
Слабым местом данной технологии, как говорилось выше, является невысокая точность в параметрах заготовки. Изделия получаются грубыми, не всегда симметричными и с присутствием отдельных дефектов. Этот нюанс является обратной стороной грубости и простоты получения оснастки. К тому же литье в песчано-глинистую форму допускает риски попадания в состав отливки неметаллических включений. В зависимости от самого металла может иметь место и газовая пористость. Но это вовсе не значит, что дефекты становятся серьезным препятствием для широкого использования технологии песчаного формования. Компенсировать этот недостаток можно соблюдением правил качественного литья.
Рекомендации для получения качественной заготовки
Технологи советуют придерживаться двух основных правил, которые позволят приблизиться к получению ожидаемого результата. Во-первых, стоит избегать использования метода в условиях низкой жидкотекучести металла. Дело в том, что высокая скорость охлаждения может способствовать интенсивному остыванию и расплава, что становится причиной формирования спаев и недоливов. Второй нюанс, без учета которого не обходится профессиональное литье в разовые песчано-глинистые формы, касается выдержки небольшого допуска по объему заготовки. Увеличение изначальных параметров в дальнейшем позволит механически дорабатывать изделие без риска безвозвратной порчи.
Заключение
Технология отличается простотой и доступность, но это не значит, что она не предполагает развития. В некоторых направлениях литье в песчано-глинистую форму также модернизируется, что позволяет оптимизировать процесс и устранять отдельные его недостатки. Самым заметным и перспективным ответвлением метода считается вакуумируемых форм. Принципы использования песка остаются теми же, однако глиняная группа компонентов как связующая основа в данном случае исключается.
