Производство отливок по выплавляемым моделям (ЛВМ) является широко применяемой и развивающейся технологией. Технология литья ЛВМ отличается повышенными свойствами: качеством поверхности, точностью, возможностью изготовления сложных по конфигурации изделий. Но существуют некоторые особенности при данном способе литья, они связаны с условиями сушки оболочковой формы. Сушка — длительный процесс, занимающий от 30 мин до 12 часов для 1 слоя. Количество слоев огнеупорного покрытия составляет от 4 до 25. Поэтому необходим более эффективный метод сушки, дающий нужное качество форм и отливок, а также обеспечивающий меньшую продолжительность процесса.
С целью обеспечения данных требований разработана установки для сушки форм за счет разности давлений, при использовании которой сокращается время сушки и увеличивается прочность формы.
Схема опытной установки приведена на рис. 1. Рабочая камера 1 выполнена с перфорированными перегородками 2, между которыми закреплена пористая волоконная мембрана 3, шаровые краны 5,7 переключают потоки воздуха, манометр 4 и мановакуумметр 6 измеряют давление.
Для выполнения сушки в камеру 1 засыпается обсыпочный песок. Включается нижний кран 5 и воздух под давлением 0,01 — 0,02 МПа создает в песке «кипящий» слой. Образец со свеженанесенным слоем суспензии погружается в «кипящий» песок. Кран 5 закрывается, «кипение» песка прекращается. Краном 6 открывается откачка воздуха под давлением 0,08 МПа. Идет процесс сушки, в ходе которого регистрируется температура образца при помощи термопары.
Для проведения опытов были изготовлены восковые обзацы, на них нанесена суспензия и проведена обсыпка в кипящем слое, затем одна партия образцов сушилась на воздухе, а другая в установке, в процессе сушки фиксировалась температура слоя. Таким образом было нанесено пять слоев.
Графики изменения температур образцов в процессе сушки (синий — сушка в установке, красный — сушка на воздухе) — рис. 2-6.
После нанесения всех пяти слоев, образцы вытопили, визуально оценили качество полученной формы (рис 7.) и провели испытания прочности на изгиб, результаты испытаний приведены в таблице 1.
Сушка на воздухе | Сушка в установке | |
1 | 1,17 МПа | 2,92 МПа |
2 | 1,57 МПа | 2,39 МПа |
3 | 1,58 МПа | 2,05 МПа |
4 | 1,56 МПа | 2,36 МПа |
Общие выводы
Таким образом, результаты исследований показали:
- Исходя из графиков измерения температур в процессе сушки наглядно видно, что процесс в установке протекает с большей скоростью (примерно в 3 раза быстрее), чем на воздухе;
- Образец полученный сушкой в установке имеет более равномерную толщину стенки, поскольку не происходит стекания суспензии в процессе сушки;
- Результаты испытаний образцов показали, что образцы полученные сушкой в установке превышают по испытаниям прочности на изгиб образцы полученные сушкой на воздухе.