Вакуумно пленочное литье металлов

Сущность способа и последовательность операций при изготовлении форм методом вакуум-пленочной формовки на данном производстве заключается в следующем:

• подмодельная плита выполнена в виде герметичной коробчатой конструкции, полость которой соединена с атмосферой сквозными каналами (вентами), выполненными в самой плите и в моделях, а через клапан соединена с вакуумной системой;
• над модельной плитой устанавливается нагреватель с помощью которого специальная «модельная» пленка разогревается и переходит в более пластическое состояние, после чего она накладывается на плиту с моделями и с помощью регулируемого вакуума плавно присасывается к поверхности моделей;
• на пленку наносится слой 0,1 — 0,4 мм противопригарной краски с помощью пульверизатора безвоздушного напыления, а затем сушка краски осуществляется регулируемыми направленными потоками предварительно нагретого воздуха или естественным образом в цикле работы формовочной линии за счет применения спиртовых быстросохнущих растворителей.
• на модельную плиту устанавливается опока с двойными стенками и со встроенными сетчатыми фильтрами и клапанами. Затем в опоку засыпается обычный сухой огнеупорный песок и распределяется в опоке путем ряда минидозирующих отверстий пропорционально распределенных в днище дозатора по поверхности контрлада полуформы и дополнительно при необходимости с помощью бесшумной минимальной вибрации. Противопригарная краска оказывается между «модельной» пленкой и формовочным песком.
• на контрлад полуформы накладывается пленка самого низкого качества, после чего опока подключается к вакуумной системе, а затем модельная плита с задержкой по времени отключается от системы вакуумирования.
• полуформа снимается с модельной плиты, но при всех транспортных манипуляциях опока должна быть постоянно соединена с вакуумной системой.
• проставляются стержни, форма собирается и заливается металлом, а через незначительное время после образования корки металла форма отключается от вакуума на некоторое расчетное время до последующей передачи и транспортировки на выбивку;
• охлажденная форма в сборе или отдельными полуформами (в разной последовательности) подается на простейшую выбивку, а конкретно на решетку, где после отключения вакуума от опок песок высыпается без дополнительных нагрузок и отливка передается на транспортер, затем песок охлаждается и передается для повторного использования. При этом, возможны различные комбинации — съем полуформы верха с отливкой, съем полуформы верха без отливки и затем удаление отливки до удаления песка, съем полуформы верха без отливки и удаление отливки после удаления песка, удаление песка из формы с последующем очередным съемом полуформы верха и отливки или наоборот и т.д. Таким образом, выбивка форм по V-процессу принципиально отличается от выбивки традиционных форм ПГС, так как, в нашем случае песок «самотеком» высыпается из опок без приложения традиционной вибрации, что обеспечивает бережное освобождение отливки от формовочной смеси.
• отливки передаются на очистку, упаковку и транспортировку.

С помощью этого метода можно получать различные отливки из чугуна, стали и цветных сплавов с повышенной точностью и чистотой поверхности в отличии от традиционных способов изготовления форм. Чем собственно успешно и пользуются уже достаточно длительное время на предприятии Asuzac Group, Япония.

Полость вакуум-пленочной формы, находящейся под вакуумом, заполняется расплавленным металлом быстрее, чем при литье в песчано-глинистые формы. Дополнительно к этому поверхность полости вакуумной формы гораздо меньше подвергается разрушающему воздействию металла, чем форма ПГС.

Эти характеристики делают возможным производство самых тонкостенных отливок по V-процессу. При этом отливки не имеют поверхностных искажений и обладают прекрасной плоскостностью.

Поэтому некоторые из особо тонкостенных отливок больше похожи на изделия штампового или прокатного производства.

Вакуумно-пленочная формовка (Vacuum cast)

Технологический процесс, основные принципы и особенности:

1. В процессе производства используется специальная вакуумная форма с вытяжной камерой и с отверстиями для откачки воздуха.
2. Нагретую до размягченного пластичного состояния пленку из полимерного материала помещают на заранее подготовленную форму. Затем вакуумный насос выкачивает воздух. Это приводит к тому, что под действием приложенной силы вакуумного насоса полимерная пленка плотно прижимается к форме и оформляется в готовое изделие.

1. Затем на уже прижатую к форме пленку из полимерного материала накладывается опока, оборудованная трубой для откачки воздуха со специальным фильтром.
2. Внутренняя часть опоки заполняется специальным сухим формовочным песком, не имеющим спаивающих (вяжущих) веществ и других дополнительных примесей. Мелкими встряхиваниями вибростола достигается уплотнение заполнителя опоки, удаляются излишки засыпного материала, а сверху опока накрывается полимерной пленкой, необходимой для уплотнения заполнителя. После этого открывается клапан трубы для откачки воздуха, что приводит к возникновению вакуума в формовочном песке. В результате этого возникает разница внешнего и внутреннего давления на форме (приблизительно 300~400 миллиметров ртутного столба). Благодаря указанной разнице давлений получается форма для литья, обладающая достаточно высокой жесткостью. Значение жесткости формы по шкале твердости может достигать плюс-минус 95.

1. После полного окончания приложения усилия вакуума внутри формы, указанную форму необходимо извлечь, чтобы получилась полость. Усилие должно прилагаться к форме до тех пор, пока форму можно будет извлечь без особых усилий и без ущерба для полученной полости для заливки. Нижнюю часть опоки изготавливают точно также, как и описано выше для верхней части опоки.
2. В форму устанавливаются различные литейные стержни, затем после формовки изделия они убираются, нижняя и верхняя части опоки совмещаются и происходит залитие формы. 

1. Усилие вакуумного насоса должно прилагаться вплоть до полного затвердевания изделия. После полного затвердевания изделия, прекращается откачка воздуха из формы. И когда давление внутри формы начнет приближаться к атмосферному, нижняя и верхняя части формы автоматически распадутся. Важные моменты: (1) разница внешнего и внутреннего давления на форме обеспечивает необходимую жесткость и прочность изделия, а также точное соответствие изделия выпуклостям и полостям формы.

   (2) при подсоединение вакуумного насоса, труба для откачки воздуха, оборудованная специальным фильтром, должна устанавливаться в соответствующее место верхней и нижней опоки еще до начала заполнения их песком, но после помещения туда модели и литейных стержней, а также после накладки на опоки пленок для уплотнения заполнителя.

Преимущества V-формовки:

• Повышается качество формовки изделий: поверхность формованного изделия гладкая и чистая, изделие обладает четкими краями и очертаниями, кроме того, размеры готового изделия строго соответствуют заданным. Готовое изделие обладает высокой степенью твердости, твердость изделия равномерна. Легкость извлечения модели будущего изделия из литейной формы.
• Простота используемого оборудования, низкие капиталовложения, невысокие расходы на техническое обслуживание и профилактический ремонт, связанные с функционированием и эксплуатацией указанного оборудования. Это все указано без учета соответствующего оборудования, используемого в процессе производства и служащего для отбора материалов с низким количеством посторонних примесей, отбора материалов, обладающих низкими вяжущими свойствами, и предназначенного для смешивания материалов. Коэффициент использования отработанной формовочной смеси составляет приблизительно 95% и выше. Капиталовложения в оборудование уменьшается на 30%. Энергетические затраты при использовании данного оборудования составляют 60% от оборудования, применяемого при литье «влажного» типа. Затраты людских ресурсов уменьшаются на 35%.
• Долговечность эксплуатации литейной формы и опоки.
• Высокий коэффициент использования металла. При использовании формовки V типа, металл обладает сравнительно хорошей активностью, хорошей способностью к заполнению формы. Можно производить тонкостенные детали с толщиной стенки всего 3мм. Готовые изделия обладают высокой степенью жесткости, медленно охлаждаются. При использовании дополнительных скрепляющих приспособлений значительно уменьшается выпор отливки. Повышается производительность, уменьшается припуск на обработку изделий.

Недостатки:

• Сложный процесс изготовления литейной формы, трудно увеличить производительность изделий малой формы.
• От начала и до конца технологического процесса используется вакуум, тяжело механизировать труд.
• Из-за того, что на заготовки из полимерных материалов накладывают ограничения по тягучести и пластичности материала, то это ограничивает сферу применения указанной технологии.
• Проблема пыли и охлаждения формовочной смеси.

Литье с вакуумно-плёночной формовкой в Москве и области | каталог предприятий

Литье металла с вакуумно-плёночной формовкой — это одна из технологий литья металлов, при которой формовка осуществляется с использованием постоянной модельной оснастки и сухого песка (без применения связующих компонентов), удерживаемого в опоках при помощи вакуума и полимерной синтетической пленки.

Данная технология обладает следующими преимуществами: чистая поверхность без посторонних включений; хорошая точность размеров; возможность изготовления сложных отливок (с тонкими стенками, с разной толщиной стенок, без литейных уклонов); низкий износ модельной оснастки; минимальное количество мехобработки.

Литье с вакуумно-плёночной формовкой

Литье с вакуумно-плёночной формовкой – это современная методика получения отливок из чугуна и стали, из цветных сплавов. Технология, которую еще называют V — процессом, разработали японские специалисты в 1976 году.

Что такое литье с вакуумно-плёночной формовкой

Метод вакуумно-пленочной формовки предусматривает изготовление форм для литья с использованием пленки с термопластичными свойствами.

Формовка производится в опоках при помощи песка, спрессованного и удерживаемого внутри опоки за счет вакуума и пленок из полимера. Во время заливки металла происходит газификация пленочного материала.

Газ попадает внутрь формы, конденсируется на песчинках и становится связующим.

В технологическом плане процесс имеет несколько особенностей:

1. В рамках производства применяются формы вакуумного типа, в которых имеются отверстия, через которые откачивается воздух, а также камеры для вытяжки.
2. Пленка из полимера нагревается и располагается на плите подготовленной модели.
3. Насосная установка откачивает воздух и пленка облегает форму с высокой плотностью, превращаясь в итоговое изделие.
4. Поверх пленки размещают опоку, для откачивания воздуха в ней имеется труба с фильтрующим элементом.
5. Опоку наполняют песком, его уплотняют, удаляют лишнее, накрывают полимерной пленкой.
6. В пределах формы создается вакуум, из-за разницы в давлении образуется форма для литья.

Внутрь формы ставятся стержни, которые снимаются после выполнения формовочного процесса. Впоследствии обе части опоки соединяют между собой и проводят заливку. Насосное устройство работает до окончательного затвердевания изделия. Две части формы распадаются сами, когда уровень давления внутри приблизится к атмосферному.

Преимущества вакуумно-пленочной формовки

Услуги литья с вакуумно-пленочной формовкой пользуются большим спросом, поскольку методика дает сразу несколько преимуществ:

1. Плотную структуру формы.
2. Минимальный объем посторонних включений.
3. Чистота поверхности, отсутствие необходимости в доводке.
4. Высокая точность размеров.
5. Возможность изготовления тонкостенных отливок.
6. Низкий износ модели, которая контактирует не с песком, а с пленкой.

Технология позволяет получить нулевой или отрицательный формовочный уклон, обеспечивает минимальный расход заливаемых материалов, исключает необходимость в дополнительных припусках.

Особенности применения метода

На предприятиях, занимающихся литьем с вакуумно-плёночной формовкой, создаются отливки редукторных и насосных корпусов, другого оборудования, которое работает в условиях высокого давления, агрессивных сред. 

«Метод широко используют в машиностроении и станкостроении для создания отливок для компонентов железнодорожного транспорта, в сфере нефтехимии, в нефтегазовой отрасли.

» – говорят специалисты в области металлургии.

Технология вакуумного литья металлов — Слесарное дело

• Вакуумное (вакуумно-плёночное) литьё – это изобретённая в Японии в 1971 году технология горячего формования металлических заготовок, при которой расплав металла удерживается во внутренней полости литейной формы под действием сил, создаваемых давлением вакуума.
• При вакуумном литье в форму используются песчаные формы, не содержащие влаги или связующих веществ.
• Описание технологического процесса

В технологическом процессе вакуумного литья используется специальный шаблон.

Он представляет собой либо двустороннюю модельную плиту, либо состоящую из двух частей литейную модель с крохотными отверстиями, обеспечивающими возможность вакуумной откачки.

Изнутри на литейный шаблон накладывается тонкая полимерная плёнка, после чего включается давление вакуума, заставляющее плёнку прильнуть к поверхности шаблона.

Кроме того, в данном техпроцессе используется специальная опока. В ней имеются отверстия, обеспечивающие воздействие давления вакуума. Опока помещается поверх литейного шаблона и наполняется песком.

В полученной песчаной форме вырезаются литниковая воронка и литник для заливки расплавленного металла.

Затем сверху на песчаную форму накладывается ещё одна тонкая полимерная плёнка. После этого включается давление вакуума, действующее сквозь опоку, и эта новая полимерная плёнка прилипает к верхней части песчаной формы.

На следующем этапе процесса вакуумного литья отключается вакуумирование специального литейного шаблона, и шаблон извлекается. При этом пока ещё остаётся включенным давление вакуумной откачки из опоки.

Это заставляет верхнюю полимерную плёнку прильнуть к верхней части формы, а полимерную плёнку, прежде накрывавшую шаблон, – к её дну.

Теперь нижняя плёнка удерживает оттиск отливки в песке под действием силы вакуумной откачки.

Нижняя часть литейной формы изготавливается таким же образом. Затем две половины формы собираются вместе для заливки расплава металла. Следует иметь в виду, что с этого момента времени используются 4 полимерные плёнки: по одной на каждой половине внутренней литейной полости формы и ещё по одной — на каждой наружной поверхности верхней и нижней половин формы.

1. Во время заливки в форму расплав легко выжигает полимерную плёнку.
2. Преимущества технологии
3. – Технология вакуумного литья в песчаную форму не требует использования специальных формовочных смесей или связующих веществ.
4. – Восстановление песка и его первоначальных свойств, являющееся общей проблемой в металлургическом производстве, осуществляется очень легко, благодаря отсутствию в песке связующих и других активных веществ.
5. – Литые изделия отличаются точностью размеров и высоким качеством поверхности.
6. – При изготовлении деталей методом вакуумного литья песчаная форма не содержит воды, что исключает образование на металлических отливках дефектов, связанных с использованием влаги.
7. – Данная технология позволяет значительно сократить величину прибылей, образующихся на отливках, что делает процесс литья более экономичным с точки зрения расхода материала и обеспечивает низкую себестоимость производства.
8. Недостатки технологии
9. – Процесс вакуумного литья является относительно медленным.
10. – Вакуумное литьё в форму плохо поддаётся автоматизации.
11. Область применения технологии
12. Технология вакуумного литья может использоваться в штучном и мелкосерийном производстве различных промышленных изделий как из чёрных (например, чугуна), так и из цветных металлов и сплавов.

Вакуум пленочная формовка

Вакуумно-пленочная формовка (V-процесс) – технология изготовления форм для литья с помощью термопластичной пленки. Название распространилось также на процесс получения отливок в формы, созданные по данной технологии.

Литье в вакуум-пленочную форму имеет ряд преимуществ перед литьем в песчано-глинистые формы, поскольку позволяет изготовить отливки сложной формы, в т.ч. тонкостенные и с разной толщиной стенок с улучшенными свойствами:

• более плотной структуры;
• меньшими механическими напряжениями за счет особых условий кристаллизации и охлаждения отливки;
• минимальным количеством посторонних включений;
• чистой поверхностью;
• высокой точностью размеров;
• с возможным отсутствием литейных уклонов и радиусов.

Благодаря снижению затрат за счет малого объема механической обработки отливки (в некоторых случаях возможен полный отказ от нее), долговечности модельных комплектов, уменьшению трудозатрат, литье в ВПФ экономически выгодно.

Технология получения вакуумно-пленочного литья

Литье по методу ВПФ производят в опоки, заполненные, как правило, кварцевым песком мелкой фракции без связующего. Изготовление заливочных форм производят в несколько шагов:

1. Изготовление модельного комплекта будущего изделия из стали;
2. Раскрой пленки и ее разогрев до термопластичности;
3. Обтягивание нижнего и верхнего модельных комплектов на формовочных столах при помощи вакуума;
4. Размещение комплектов в опоках, простановка отъемных частей, нанесение антипригарного покрытия;
5. Засыпка формообразующей смеси, герметизация опоки и уплотнение смеси путем создания разрежения;
6. Выемка отъемных частей модели, съем готовых полуформ с модельного стола, прорезание выпоров, прибылей и т.п.;
7. Проставка стержней, сборка формы.

Готовую форму подсоединяют к магистрали вакуумпровода. Разрежение поддерживается в течение всего времени заливки стали и начальном этапе ее кристаллизации. Охлажденные отливки удаляют из формы.

Металл, соприкасаясь с пленкой, расплавляет ее, оттесняя остатки в слой краски. Частицы пленки и краски образуют при этом твердый тонкий слой, который предотвращает контакт стали с песком.

Вакуумно-пленочное литье производства ВЗТО

Для предприятий металлообрабатывающей, металлургической, нефтегазовой и нефтехимической промышленности и энергетики мы производим большую номенклатуру коррозионностойкого жаропрочного и жаростойкого вакуумно-пленочного литья:

Выполняем заказы на разработку и изготовление жаропрочного литья по техническому заданию, производим отливки по чертежам заказчика. На всю продукцию даем гарантию качества.

Литье в формы, изготовленные вакуумно-пленочной формовкой

Он предназначен для литья отливок любой массы с одной плоскостью разъема, подходящая технология для изготовления барельефа.

Технология изготовления отливок по вакуум-процессу заключается в следующем.

Модельную плиту 5 с закрепленной на ней моделью 2 устанавливают на столе формовочной установки, представляющей собой вакуумную камеру 1. Модельная плита и модель имеют сквозные oтверстия 4, соединенные с вакуумной камерой, через которые можно откачивать воздух при подключении камеры к вакуумному насосу.

Синтетическую пленку 3, закрепленную в специальной рамке, при помощи электрического или газового устройства подогревают до 80–120 °С и вместе с рамкой накладывают на модель и модельную плиту. При этом вакуумную камеру формовочного стола установки подключают к вакуумному насосу через патрубок 6.

Воздух, находящийся между моделью и синтетической пленкой, удаляется через отверстия в модели и плите 5, и под действием разности давлений подогретая синтетическая пленка, растягиваясь, плотно облицовывает модель вместе с модельной плитой.

На поверхность пленки вручную или пульверизатором наносится слой противопригарной краски. После этого на облицованную пленкой модельную плиту устанавливают специальную опоку 7, двойные стенки которой представляют собой вакуумную камеру, соединенную гибким шлангом с вакуумной системой.

На внутренней стенке опоки имеются венты или мелкие отверстия 10, через которые можно откачивать воздух из объема песка.

В опоку насыпают сухой песок 9 и уплотняют его вибрацией. Сверху на опоку с песком накладывают синтетическую пленку 8, прижимают ее к краям опоки при помощи рамки или каким-нибудь другим способом.

Затем подключают вакуумную камеру опоки к вакуумной системе через патрубки 11, 12, 13.

Через отверстия на внутренней стенке опоки воздух, находящийся в объеме песка, отсасывается, и сухой формовочный песок под действием атмосферного давления уплотняется, формовка на этом заканчивается.

После этого модельную плиту отключают от вакуумной системы, воздух по каналам проникает между моделью и синтетической пленкой, и готовая полуформа легко снимается с модели. Аналогичным образом изготавливается вторая полуформа. Затем при необходимости в нижнюю полуформу устанавливают стержни, производят сборку формы и заливку ее металлом.

После затвердевания отливки 14 процесс выбивки заключается в простом отключении опок от вакуумной системы, песок при этом вместе с отливкой легко удаляется из опок. Отливку направляют на дальнейшую очистку, песок после отделения его от пленки, корольков металла и охлаждения вновь поступает на повторное использование без какой-либо дополнительной регенерации.

• Достоинства метода: Высокая технологичность метода позволяет получать высококачественные и точные отливки любой формы.
• Недостатки метода: Данный метод сопряжен с высокой трудоемкостью.
• Обоснование выбора принятой технологии

Делая вывод по анализу допускаемых методов, я выбрала метод литья в формы, изготовляемые вакуумно-пленочной формовкой, т. к. литье по выплавляемым моделям экономически нецелесообразно для моей работы.

Материалы для изготовления форм

Для вакуум-процесса используются синтетическая пленка, пески без связующих компонентов и вакуум.

Формовочные пески.При изготовлении форм для стального, чугунного и цветного литья рекомендуется применять обычный кварцевый песок по ГОСТ 2138–91 с зернистостью ОД – 0,063 мм.

Для получения отливок с шероховатостью Rz 80 – Rz 40 при применении песков зернистостью 0,1 – 0,315 мм следует добавлять в песок до 30% пылевидного кварца.

Противопригарные покрытия.

Для получения отливок с шероховатостью Rz 40 и предотвращения пригара на их поверхности следует применять противопригарные покрытия, обладающие большей огнеупорностью, чем наполнитель формы. Покрытие наносится также с целью герметизации рабочей поверхности формы после выгорания синтетической пленки. Это способствует поддержанию отрицательного давления в объеме формы.

1. Требования, предъявляемые к покрытию:
2. – не должно растворять синтетическую пленку;
3. – должно иметь хорошую адгезию и наноситься равномерным слоем;
4. – высокую скорость высыхания слоя покрытия;
5. – высокую жаропрочность и низкую смачиваемость расплавом.
6. Покрытия состоят из четырех основных компонентов:
7. – жаропрочный наполнитель;
8. – связующее;
9. – растворитель;
10. – суспензионный агент для поддержания наполнителя во взвешенном состоянии.

В качестве жаропрочных наполнителей чаще всего применяются пылевидный кварц, маршалит, графит, тальк. Связующие: фенольные смолы, поливинилбутираль. Растворители: этиловый, метиловый, изопропиловый спирты. Суспензионные агенты: лигниновая, сульфановая и натрий-альгинитовая кислоты.

Краску наносят двумя-тремя слоями при помощи пульверизатора или кистью на модель после облицовки её синтетической плёнкой, с последующей воздушной тепловой сушкой каждого слоя.

Толщина покрытия определяется формой и толщиной стенок отливок и обычно составляет 100 – 300 мкм. На практике может применяться облицовка модели пылевидным кварцем слоем толщиной 3–5 мм.

Синтетические плёнки

Исключительно важную роль в вакуум-процессе играет синтетическая плёнка. Наиболее широко применяется плёнка, представляющая собой сополимер этилена с винилацетатом.

К синтетической плёнке для вакуум-процесса предъявляются следующие требования:

– плёнка должна ложиться на модель плотно, точно по контуру без образования складок, морщин, пузырей и т.п.;

• – растяжение плёнки в двух взаимно перпендикулярных направлениях желательно иметь одинаковым;
• – пластическая деформация пленки должна быть максимальной при нагреве в интервале температур 60 – 160 °С;
• – при контакте с расплавленным металлом не должно быть выделения токсичных веществ.

Эти требования предъявляются лишь к пленке, которая воспроизводит конфигурацию модели и в дальнейшем служит рабочей поверхностью формы. Пленка, оформляющая контрлад, может быть изготовлена из менее качественных материалов и может обладать меньшей эластичностью.

Пленки типа поливинилхлоридных, выделяющие при сгорании токсичные вещества: хлор, хлористый водород, – использовать запрещается. Не рекомендуется применять синтетические пленки на основе поливинилового спирта, так как они отличаются существенной нестабильностью свойств и склонны к поглощению влаги.

Отечественная промышленность выпускает синтетическую пленку СЕВИЛЕН.

Наиболее оптимальная толщина пленки 70–100 мкм. Чем толще пленка, тем больше ее формуемостью. Однако это не означает, что с увеличением толщины пленки в два раза обязательно увеличивается глубина вытяжки.

Более того, толстая пленка, несмотря на лучшую формуемость, вызовет увеличение количества выделяющихся при заливке газов, а также повышенный ее расход и стоимость.

Исходя из этого, целесообразно использовать более тонкую пленку.

Вакуумно-пленочная формовка Пермь

С помощью этого метода можно получать отливки из стали с высокой точностью и чистотой поверхности. По данной технологии нами серийно выпускается оснастка для печей Ипсен, Холкрофт, Айхелин, Дегусса, Пекат и др.

Вакуумно-пленочная формовка (V-процесс) – технология изготовления форм для литья с помощью термопластичной пленки.

Литье методом вакуум-пленочной формовки (V — процесс, разработанный в Японии) — формовка в опоках сухим песком без связующего, который спрессовывается и удерживается в опоке с помощью синтетических полимерных пленок и вакуума.

При заливке металла пленка газифицируется; газ проникает в форму, где конденсируется на холодных зернах песка, выполняя роль связующего. Этот способ применяется для получения отливок корпусов насосов и редукторов, работающих в условиях повышенного давления и агрессивных сред.

Прогрессивная технология вакуум-пленочной формовки (ВПФ) имеет следующие преимущества:

• заполняемость формы металлом при заливке выше на 30% чем при сырой формовке (доказано на пробах на жидкотекучесть);
• форма обеспечивает минимальную температуру заливки металла за счет высокой заполняемости и теплоемкости;
• позволяет получать отливки с гарантируемым 2-ым классом точности; масса отливок снижается на 10 — 15%;
• нет традиционной системы смесеприготовления, достаточно транспортных операций с сухим песком (иногда только обеспыливание и охлаждение песка);
• превосходное качество поверхности отливок без доводок (шероховатость ≈100 мкм для стали, для других отливок RZ-70 и выше);
• возможность изготовления тонкостенных стальных отливок;
• возможность обеспечения формовочного уклона до 0 град. или отрицательных уклонов с помощью отъемных частей модели;
• долгий срок службы моделей, низкий износ моделей, изготовленных обычно из пластмассы или дерева;
• нет контакта модели с песком (только с пленкой, что исключает износ);
• минимальный расход заливаемых материалов, меньше прибыли и т.д.;
• существенное уменьшение условий для «горячих трещин»;
• исключается необходимость назначения дополнительных припусков.

Технологический процесс, основные принципы и особенности:

1. В процессе производства используется специальная вакуумная форма с вытяжной камерой и с отверстиями для откачки воздуха.
2. Нагретую до размягченного пластичного состояния пленку из полимерного материала помещают на заранее подготовленную модельную плиту. Затем вакуумный насос выкачивает воздух. В итоге полимерная пленка плотно прижимается к форме и оформляется в готовое изделие.
3. Затем на уже прижатую к форме пленку из полимерного материала накладывается опока, оборудованная трубой для откачки воздуха со специальным фильтром.
4. Внутренняя часть опоки заполняется специальным сухим формовочным песком, не имеющим связующих веществ и других дополнительных примесей.
5. Мелкими встряхиваниями вибростола достигается уплотнение заполнителя опоки, удаляются излишки песка, а сверху опока накрывается полимерной пленкой, необходимой для уплотнения заполнителя.
6. После этого открывается клапан трубы для откачки воздуха, что приводит к возникновению вакуума в формовочном песке. В результате этого возникает разница внешнего и внутреннего давления на форме (приблизительно 300~400 миллиметров ртутного столба). Благодаря указанной разнице давлений получается форма для литья, обладающая достаточно высокой жесткостью.
7. После полного окончания приложения усилия вакуума внутри формы, указанную форму необходимо извлечь, чтобы получилась полость. Усилие должно прилагаться к форме до тех пор, пока форму можно будет извлечь без особых усилий и без ущерба для полученной полости для заливки.
8. Нижнюю часть опоки изготавливают точно также, как и описано выше для верхней части опоки.
9. В форму устанавливаются различные литейные стержни, затем после формовки изделия они убираются, нижняя и верхняя части опоки совмещаются и производится заливка формы.
10. Усилие вакуумного насоса должно прилагаться вплоть до полного затвердевания изделия. После полного затвердевания изделия, прекращается откачка воздуха из формы. И когда давление внутри формы начнет приближаться к атмосферному, нижняя и верхняя части формы автоматически распадутся.

Получение отливок в вакуумно-плёночных формах

Данный способ находит широкое применение в единичном и мелкосерийном производствах для изготовления отливок штамповой и литейной оснасток. Например, отливают штампы, пресс-формы, кокили, стержневые ящики, драй- еры (сушильные плиты), решётки и т.д. Модели в этом методе должны быть газопроницаемы.

Для этого они могут быть изготовлены из газопроницаемого материала: пенополистирола, пенобетона, гипса, алебастра. В моделях из газонепроницаемого материала должны быть предусмотрены сквозные отверстия диаметром 0,6…1,5 мм, распределённые по всей поверхности. Способ позволяет получить форму из двух полуформ, полностью изготовленных методом вакуумно-плёночной формовки.

Нижнюю полуформу, полученную вакуумно-плёночным методом, можно совмещать с верхней полуформой, изготовленной с помощью обычной формовки из песчано-глинистых смесей.

Рассматриваемый метод предусматривает применение пустотелой подмодельной плиты с перфорированной стороной, на которую устанавливается модель, и опоки с пустотелыми боковыми стенками, внутренняя сторона которых, контактируемая с формовочной смесью, также перфорирована.

В процессе изготовления формы из пустотелой плиты и пустотелых стенок опоки откачивается воздух, создавая в них разрежение. Это разрежение используется для обтягивания жаропрочной полиэтиленовой плёнкой модели и для удержания в опоке сухого кварцевого песка, создающего полость в соответствии с конфигурацией модели. Последовательность изготовления вакуумно-песчаной формы следующая.

Пустотелую подмодельную плиту 1 (рис. 1.12) с отверстиями (перфорацией) 6 устанавливают на вибростол 7, а на плиту ставится модель 4 с отверстиями 5.

Рис. 1.12. Изготовление литейной формы методом вакуумно-плёночной формовки: а — наложение плёнки; б — изготовление нижней вакуумной полуформы; в — изготовление верхней полуформы;

г — форма с залитым металлом;

• 1 — подмодельная вакуумная плита; 2 — плёнка жаропрочная; 3 — рамка с плёнкой; 4 — модель; 5 — отверстия (перфорация); 6 — отверстия в подмодельной плите; 7 — вибростол;
• 8 — опока нижняя вакуумная; 9 — песок сухой;
• 10 — плёнка накрывная; 11 — опока верхняя; 12 — выпор;
• 13 — прибыль; 14 — формовочная смесь;
• 15 — металл в форме (отливка с выпором и прибылью)

Затем на модель опускают разогретую до 80…100°С плёнку 2 в рамке 3 так, что рамка касаясь плиты по всему периметру, образует замкнутое пространство под плёнкой.

Далее включают вакуумный насос и откачивают воздух из плиты. Разогретая до пластичного состояния плёнка обтягивает модель, повторяя поверхностный рельеф модели. Откачка воздуха продолжается непрерывно, так как всегда из-за неровностей поверхности имеет место подсос воздуха.

Затем на подмодельную плиту с моделью, обтянутой плёнкой, устанавливают опоку 8 с пустотелыми стенками. Внутрь опоки на плёнку при вибрации стола 7 засыпается сухой песок 9 и включается откачка воздуха из опоки с песком. Песок уплотняется, его излишки, выступающие из опоки, удаляются линейкой и полуформу накрывают плёнкой 10.

Плёнка, под действием разрежения в опоке, плотно прилегает к формовочному песку и исключает его высыпание из опоки при переворачивании полу формы на 180°. Модель извлекается, а её отпечаток остаётся, так как плёнка удерживается вакуумом. После этого собранная полуформа должна соединяться с верхней вакуумно-плёночной полуфор- мой, которая может собираться одновременно с первой.

Если верхняя полуформа изготавливается из песчано-глинистой формовочной смеси, то она изготавливается после установки обычной опоки 11 на нижнюю (перевёрнутую на 180°) вакуумную полуформу. Заполняют полость в модели сухим песком до верхнего обреза нижней полуформы и полученную ровную поверхность накрывают плёнкой или пластиной.

Затем в опоке размещают модели элементов литниковой системы (выпоров 12, прибылей 13, стояков и др.), пространство в опоке заполняют формовочной смесью 14 и утрамбовывают. После чего извлекают модели литниковой системы, снимают верхнюю полуформу, извлекают модель отливки с песком (плёнка остаётся), вновь собирают форму и заливают расплавленным металлом.

Вакуумирование нижней полуформы прекращается после кристаллизации отливки 15. Затем полуформы раскрываются, и песок свободно высыпается, освобождая отливку. Отливка получается с поверхностью высокого качества и малой шероховатостью за счёт того, что расплавленный металл кристаллизуется в полости, облицованной жаропрочной полиэтиленовой плёнкой толщиной 0,1 мм.

Рассмотренный способ не требует выбивки форм и очистки отливок. Песок вновь используется для формовки. Если отливку изготовляют в полностью вакуумируемой форме, то отпадает необходимость готовить формовочные смеси.

Впф | ао "блмз"

• Вакуумно-пленочная формовка (вакуум-пленочная технология литья) — один из наиболее современных и универсальных способов литья, обеспечивающий возможность максимальной механизации и автоматизации технологических операций
• Принципиальное отличие вакуум-пленочной формовки от традиционных способов литья заключается в технологии изготовления форм, а именно в применении:
• * газопроницаемой модельной оснастки;
• * эластичной синтетической пленки;
• * сухого песка без связующего;
• * вакуума как средства уплотнения формы.
• Преимущества вакуумно-пленочной формовки:
• * получение заготовок высокой точности с минимальными припусками на
• механическую обработку;
• * изготовление высококачественных заготовок с шероховатостью поверхности
• на уровне Rz 20- 40 мкм;
• * уменьшение толщины стенки в 1,2-1,3 раза, по сравнению с литьем в сухие
• песчано-глинистые формы;
• * исключение операций смесеприготовления;
• * сокращение расходов формовочных песков;
• * снижение стоимости литья по сравнению с литьем в печано-глинистых формах
• на 16-20% за счет высокого коэффициента использования      металла, снижения
• энергетических затрат (до 60%);
• * улучшение санитарно-гигиенических условий труда;
• * минимальный экологический ущерб.
• Накопленный производственный опыт ряда зарубежных и отечественных предприятий позволяет с уверенностью использовать эту технологию для широкого применения при мелкосерийном и массовом производстве отливок, как обеспечивающую получение максимального экономического эффекта при минимальных затратах материальных и трудовых ресурсов.

Сущность процесса заключается в использовании в качестве формовочного материала только чистого песка без связующих добавок. Геометрические формы отливок выдерживается за счет применения вакуума, специальных опок, пленки, накладываемых на модели и формы. После выбивки отливок из формы песок охлаждается на виброохлаждающих установках и поступает на повторное использование.

1. В качестве транспортеров предусмотрены герметичные элеваторы, виброконвейеры, виброохладители.
2. Применение:
3. Предлагаемая технология вакуумно-пленочной формовки используется в следующих отраслях:
4. * машиностроение;
5. * транспорт;
6. * мебельная промышленность;
7. * городское хозяйство;
8. * реставрация;
9. * предметы интерьера;
10. * вывески;
11. * мелкая пластика.
12. Технология вакуумно-пленочной формовки:

Пустотелую модель 1 (см.рис.) устанавливают на подмодельную плиту 2, в которой имеется канал 6, соединенный с вакуумным насосом ВН.

• Поливинилацетатная пленка 3 толщиной 0,1—0,2 мм нагревается спиралью 4 и накладывается на модель. 
• При этом включается насос, вакуумирующий полость модели, на поверхности которой расположены венты 5.
• Венты в этом случае действуют как присоски, в результате чего пленка плотно облегает модель.
• Затем на подмодельную плиту устанавливают опоку 7 с герметичными полыми стенками, на внутренней поверхности которых тоже имеются венты.
• Опоку засыпают сухим кварцевым или другим песком.
• Сверху опоку также накрывают пленкой 3.
• Затем из формы 8, через опоку 7 воздух откачивают вакуум-насосом.
• После создания вакуума песок, герметизированный с двух сторон пленками, а с остальных четырех стенками опоки, приобретает свойства единого монолитного тела, и после снятия полуформы с подмодельной плиты, полость сохраняет полностью очертания модели.
• Таким же образом делается верхняя полуформа.
• Затем форму собирают, при необходимости предварительно установив в нее стержни.

На верх формы ставят чашу 10, и заливают форму металлом через стояк 9, причем обе половинки формы соединены с вакуум-насосом ВН. После заливки формы насосы отключают; восстанавливается нормальное давление, песок высыпается, и можно извлекать отливку.

В настоящее время созданы поточные линии и установки вакуум-пленочной формовки, которые позволяют получать отливки массой от нескольких килограммов до 5 тонн и более.

Нетрудно заметить, насколько упрощается процесс формовки, а формовщик по существу становится слесарем-сборщиком, оператором!Так, использование законов физики и достижений химии полимерных пленок позволило создать принципиально новый технологический процесс формовки, которому наряду с другими физическими способами формообразования суждено будет в XXI в. постепенно вытеснить традиционные способы литья в песчано-глинистые формы.