Отечественные разработки в области вакуумно-пленочной формовки

В России у истоков разработки процесса, оборудования и материалов стоял Цен­тральный научно-исследовательский институт материалов (ЦНИИМ), г. Санкт-Петербург.

ЦНИИМом совместно с МВТУ им. Н. Э. Баумана на стадиях освоения вакуум­но-пленочной формовки в производстве были изучены синтетические пленки (сополи­мер этилена с 14...19 % винилацетата), применяемые в Японии (EVA), Германии (МИ-РАВИТЕН) и России (СЭВИЛЕН). Установили, что все три типа пленок имеют иден­тичный состав продуктов пиролиза: С, СО₂, СН₄, Н₂ и в меньшем количестве Н₂О и уг­леводороды. При пиролизе параллельно происходят два процесса - горение и термодеструкция. При повышенных температурах преобладает процесс термодеструкции, при низких - горение. Полученные данные дали возможность рассчитать процесс про­текания химических реакций на границе "металл - пленка - форма" и тем самым управлять процессом формирования структурой поверхностного слоя отливок и ее ше­роховатостью. Определение качественного и количественного составов продуктов раз­ложения пленок позволило установить, что отсасываемые из формы в процессе залив­ки, затвердевания и охлаждения отливок газы после взаимодействия с водой вакуум­ных насосов (типа ВВН) образуют нетоксичные соединения.

Опыт ЦНИИМа в области разработки технологии, комплекта оборудования и организации производства литых заготовок широкого применения способом вакуумно-пленочной формовки свидетельствует о его значительном преимуществе перед обыч­ными способами литья в разовые песчаные формы по размерной точности (был полу­чен 7...9 класс по ГОСТ 26645-85), чистоте поверхности (Rz < 80 мкм). Использование вакуумно-пленочной формовки позволяет снизить по сравнению с литьем в песчаные сухие формы расход формовочных песков в 4 - - 5 раз, исключить применение связую­щих материалов, ликвидировать смесеприготовительное оборудование. За счет сниже­ния припусков на механообработку достигается значительная экономия металла. Ваку­умный процесс обеспечивает снижение затрат на изготовление модельной оснастки за счет ее высокой стойкости, уменьшение трудоемкости операций формовки в 1,5 - 2 раза, обрубки и очистки отливок в 2 - 4 раза.

ЦНИИМом освоено изготовление комплекса оборудования для участка ваку­умно-пленочной формовки в опоках 600х900 мм с производительностью 6 опок в час и автоматизированной вакуумно-пленочной линии производительностью 45 опок в час размером 1100х900 мм. Размеры опок по требованию заказчика могут быть измене­ны.

ВПФ наиболее эффективна при замене технологии с использованием трудно ре­генерируемых и выбиваемых жидкостекольных, экологически неблагоприятных и

дорогих смоляных и упрочняемых тепловой сушкой смесей, приводит к значительному сокращению трудоемкости формовки.

На Луганском станкостроительном заводе была пущена в эксплуатацию автоматизированная линия производительностью 20 форм в час в опоках 1600x1600x400/400 мм. На этой линии производилось более 30 наименований отливок

На Курганском машиностроительном заводе эксплуатируется разработанная ин­ститутом автоматизированная линия производительностью 40 форм в час в опоках 110x900x250/250 мм для производства отливок из стали и жаропрочных сплавов.

В настоящее время по данной технологии в России и Украине изготовляют:

- дробильные плиты из стали 110Г13Л массой до 1 т;

- барабаны крановых лебедок из СЧ массой 900 кг;

- шнеки давильных прессов из бронзы массой до 500 кг;

- отливки моноблочных гидрораспределителей из ВЧ50 массой-100 кг;

- корпусные отливки массой до 300 кг из стали Ст.45 и др.

АО "КАМЕТ" (Украина) разработало комплекты оборудования для производст­ва отливок вакуумно-пленочным методом:

вертикально замкнутые формовочные линии производительностью 15... 16 форм/ч, размеры опок: 1200x1000x300 мм и 1000x800x300 мм;

- двухпозиционные челночные машины с полной механизацией формовки для
опок размерами: 1200x1000; 1600x1400; 1800x1200; 2200x2200; 3000x2000 мм. Произ­водительность 2...6 форм/ч;

- машины для транспортировки отливок;

- камеры для выбивки отливок и системы подготовки песка.

Комплект оборудования разрабатывается с учетом вида отливки, производи­тельности участка, производственной площади.

Технология ВПФ освоена на Николаевском глиноземном заводе для производст­ва корпусов насосов из специального сплава, на Нижнекамском нефтехимическом за­воде для производства отливок нефтехимической аппаратуры из жаростойких сталей.

АО "КАМЕТ" предлагает услуги по внедрению прогрессивной технологии вакуумно-пленочной формовки на литейных предприятиях России.

ОАО «СИБЛИТМАШ» создан комплект оборудования для механизированного изготовления литейных форм методом вакуумно-плёночной формовки (ВПФ). Заказчик - ОАО «Универсал», г. Новокузнецк, планирует методом ВПФ отливать сложные осо­бо точные фасонные отливки в опоке с размерами в свету 1000x900x250 мм.

В 80-х годах для Бердянского производственного объединения по жаткам (Ук­раина) институтом «НИИТСХМ» была создана и запущена в работу автоматическая литейная линия вакуумно-плёночной формовки производительностью 80 форм в час с размерами опок 900x600x150 мм.

С учетом имеющегося отечественного научного и производственного потенциа­ла представляется целесообразным развитие вакуумно-плёночной формовки, как эф­фективного метода производства отливок.