Ученые научились лить металл по ледяным моделям. Также льют по пенопласт - моделям.

**dorosh** · 30 декабря, 2011

Получение отливок из металла по ледяным моделям (принцип "просто добавь воды")

Литейное производство является основной заготовительной базой машиностроения, на долю литых деталей в среднем приходиться 50-70 % массы машин и механизмов и 20 % стоимости машин. Привлечение криотехнологии в литейное производство преследует цель заменить льдом органические материалы для изготовления разовых литейных моделей в целях ресурсосбережения и повышения экологической безопасности литья. Ледяные модели за рубежом стали делать роботы-принтеры,

Ученые предложили три способа изготовления песчаных оболочковых форм по ледяным моделям путем получения твердеющих связующих композиций типа «связующее + отвердитель». 1) ледяная модель служит носителем связующего, а сухая песчаная облицовочная песчаная смесь содержит отвердитель; 2) ледяная модель служит носителем отвердителя, а облицовочный слой песка — связующего; 3) модель замораживается из чистой воды (наиболее экологически благоприятный вариант), которая (расплав модели) не вступает в реакции отверждения формовочной смеси с добавками реагентов отвердителя и связующего (в виде порошка), но без воды эти реакции не идут. В этих трех способах подбирали составы с максимальной скоростью твердения.

При изготовлении оболочковой формы путем засыпки песка в контейнер с ледяной моделью и виброуплотнения, таяния модели и пропитки песка получают песчаную корку толщиной 3…8 мм. При этом в состав оболочки достаточно вводить 0,3...0,4% связующего от массы песка в контейнере, что примерно на порядок меньше, чем вводят в традиционных формах из холоднотвердеющих песчаных смесей (ХТС) со связующим.

Вообще, применение агрегатных переходов воды (из жидкого в твердое при замораживании модели, опять в жидкое при таянии модели и освобождении полости формы, а затем испарение при сушке увлажненной формы) в какой-то мере подобно кругообороту воды в природе. Идея цикличности материальных ресурсов как метод экологизации производства заимствована у Природы, где, как известно, действуют замкнутые циклические процессы, поэтому производственные технологии должны быть созвучны биосферным законам, и в первую очередь закону круговорота веществ.

Разработка составов замораживаемых в составе модели водных композиций, в которых один компонент связующего находится в модели, а другой в окружающей ее песчаной смеси, показала достаточно хорошую технологичность получения оболочковых форм путем пропитки водным составом от тающей модели. В одном из таких примеров использовали ледяные модели из водного раствора жидкого стекла плотностью 1,08 г/см3 при содержании в песчаной смеси быстротвердеющего цемента или гипса. Продолжительность твердения оболочки от начала таяния модели массой 0,2…0,9 кг составляла порядка 6…10 мин. и более (в зависимости от типа цемента/гипса), после полного расплавления модели остаток (не пропитавший окружающий песок) модельной композиции выливали из затвердевшей оболочки, а оболочковую форму направляли на подсушку или заливку металлом с небольшим вакуумированием.

Также разработаны способы вакуумной упаковки ледяных моделей в синтетическую пленку для последующего использования технологии вакуумно-пленочной формовки. Способы получения оболочковых форм с противопригарными свойствами вокруг ледяной модели дали новую криотехнологию литья. Эта криотехнология литья по разовым ледяным моделям деталей из металлов для машиностроения исключает или минимизирует использование полимеров или связующего для песка литейной формы, заменяет органические (пенопластовые или парафино-стеариновые выплавляемые) модели на ледяные, а такой процесс производства отливок полностью соответствует экологически чистым безотходным технологиям по принципу "просто добавь воды".

,

, 10, 11, 12, 9, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26,

Ледяные модели

Копирование барельефа Мефистофеля.

30, 31,

33, 34, 35,

36, 37, 38, 39, 40,

41, 42 43,

Ученые и технологи-литейщики умеют лить металл по газифицируемым моделям - высокая точность отливок. Технология производства отливок - Lost Foam Casting Process.

В литейном деле наиболее точные отливки можно получать по одноразовым моделям. Если при литье в песчаные формы применяют одноразовые формы, то теперь льют по одноразовым моделям из пенопласта. Они похожи на упаковку от телевизора, или разовую пищевую тарелку, которых массово штампуют на автоматах, а плитами пенополистирола утепляют наружные стены домов.

По такой же технологии (как для упаковки) для серии отливок модели производят задуванием гранул пенополистирола в алюминиевые пресс-формы (многоместные для мелких моделей) с последующим вспениванием гранул нагревом пресс-форм около 3 минут. Для разовых и крупных отливок (весом до нескольких тонн) модели вырезают из плит пенопласта нагретой нихромовой проволокой по шаблонам или на макетно-фрезерных станках (3D-фрезерах). Модель и полученная по ней отливка, имеют высокую точность и конкурентный товарный вид.

Свободно можно видеть объемный прообраз отливки в модели, померять ее стенки, чего при обычной формовке для сложных с несколькими стержнями отливок не сделать. Модель из пенопласта легче отливки из чугуна в 280 раз, возьмешь в руки модель – как будто держишь пустоту, которая затем превращается в металл. Обычно литейщики к такому не привыкли, стереотипы заложенные еще в институте, не дают увидеть новых возможностей литья. Пенопластовые модели покрывают краской с огнеупорным порошком, склеивают с литником, засыпают сухим песком в ящике (контейнере) и заливают металлом. При заливке металл испаряет модель и собой ее замещает. Чтобы модель не дымила в цех при заливке, из контейнера отсасывают насосом газы – разрежение поддерживают примерно пол-атмосферы (бытовой пылесос дает до 0,3 атм). Нет вони горелых связующих, нет заливов по разъему форм (нет разъема) и смещения стержней и форм при сборке, т. к. отсутствуют сами стержни со всеми проблемами их производства и выбивки.

Производственные участки: модельный, формовочный, плавильный, очистной оснащаются простым оборудованием. Вся формовка состоит из засыпки моделей сухим песком на вибростоле (без массивных высокоточных машин прессования, встряхивания, сборки форм, пневмотрамбовок, бегунов). Акцент внимания перенесен на производство моделей (этих «легчайших белых игрушек» с плотностью 25-27 кг/куб.м), которое обычно «доверяют» женским рукам, располагая участки на втором и выше этажах зданий. Труд, подобный упаковочному, вытесняет образ литейки, как маленькой шахты.

Оборотное охлаждение песка после высыпания из форм ведут в проходных охладителях - в пневмопотоке или барабанных, как правило, монтируя их с бункерами вне цеха (песок не боится мороза). Для черных и цветных сплавов используют одинаковое отечественное оборудование (в отличие от традиционной формовки со связующим, когда качественное оборудование бычно импортируют). Так получают отливки из чугуна и стали всех видов, бронзы, латуни и алюминия всех марок. В ящике на «елке или кусте» сразу льют десятки отливок, как в ювелирном производстве.

Цеха и участки с этой гибкой технологией стремительно множатся по всему миру - от Америки до Китая, в авто- и приборостроении, Ford Motors, Fiat, General Motors и т. д., несколько сотен патентов на изобретения – а поток их растет. Сегодня в мире по ней производят отливок ~1,5 млн. т/год, прогнозы на ближайшее будущее дают этой технологии 10-20% мирового литья. Институт ФТИМС, г. Киев (отдел ФХПФ под рук. проф. Шинского О. И.), более тридцати лет совершенствуя в этом деле «фирменную» специализацию, спроектировал оборудование и запустил ряд цехов участков в Украине, России, Польше и Вьетнаме.

Низкие затраты на модельно-формовочные материалы (на 1 т годного литья расходуют четыре вида: кварцевый песок - 50 кг, противопригарные покрытия - 25 кг, пенополистирол - 6 кг и пленка полиэтиленовая - 10 кв.м., нет в песке связующего) экономят не менее 100 дол./т литья, а размещение отливок по всему объему контейнера дает выход годного 70-80%, экономию по шихте металла на 250-300 кг, электроэнергии 100-150 кВт.ч., массы отливок на 10-20% по сравнению с традиционной опочной формовкой. Крупную экономию дает литье сложных отливок из износостойких сталей (шнеки для машин производства кирпича, била, молотки и детали дробилок), т. к. резко снижаются затраты на их механообработку. Нет ограничений на конфигурацию отливок.

Опыт запуска участков до 50-150 т/месяц показал срок окупаемости до 2-х лет, набор оборудования для цехов 10-80 т/месяц отличается мало. Если создавать или реконструировать литейку, то литье по газмоделям – тот бизнес, где металл своим оборудованием и рабочей силой переводится в конкурентный товар. Страны, где металлургия дает металл из собственных руд, путем углубленной его переработки обретают шанс опередить конкурентов. Этот способ литья показывает, что использование науки в высоких технологиях дает не обязательно сложные малодоступные производства. Литье по газмоделям даст реальную выгоду для производства большинства номенклатуры отливок. Экономисты пишут, килограмм металла (см. цены рядовой продукции черной металлургии), стоит в среднем $ 0,5. Килограмм металла в автомобиле или танке стоит уже $50...100, а в самолете - $1500...2000.

В Киеве льют черные и цветные металлы развесом 0,1-2500 кг. Опытный цех института производит отливки из чугуна, стали, алюминия, медных сплавов до 40 т в месяц и выполняет заказы на серийные и разовые детали. Институт ФТИМС проектирует оборудование цехов и участков, разрабатывает для них технологию и оснастку и поставляет полный комплект литейного оборудования с его пуско-наладкой и внедрением технологии. Изготовление пресс-форм для моделей часто выполняют точным литьем. Сост. Дорошенко В., doro55v@gmail.com, т. 38-066-1457832.

так производят модели из пенопласта, см. фото примеров ниже.

8

11 15 18 19 20 22 23 24 27 31 32 35 38 39 40 41 43 44 45 46, 60, 61 62 63 64 65 67 68 69 70 73 72 73 74 75 76

Распространяется "мода" на ЛГМ-процесс (Lost Foam Process) в литейном производстве. Дополнение фотографий.

6 77 9 4 7 8 11 13 15 16 17 18 19

39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 51 52 54 55 57 61 62 63 64 65 66 67 68 69 7 10

12, 3, 4 5,

6 7 8 9

10 11 12 13

14 15 16 16

17 18 19

20 21 22

23 24 25

26 27

28

29 30

31 32

40

41

Салина о Дорошенко.pdf

Предпосылки Эко.pdf

Сравнит_расчет эк затр.pdf

кристаллогидраты.pdf

Изменено 19 ноября, 2018 пользователем A...

**kuznes** · 19 мая, 2012

для литья простых форм да но не для точных деталей да и точное литье это очень сложная штука лучше восковой модели ничего не придумано

**dorosh** · 4 октября, 2017

Примеры литья черных и цветных металлов развесом 0,2-1200 кг, Киев. Литейный цех производит отливки из чугуна, стали, алюминия, медных сплавов до 40 т в месяц. Льют и серийные, и разовые детали для ремонта, шестерни, колеса и др. Трудно найти отливку, которую не могли бы отлить. Специализация – точное литье с минимальной механообработкой. Диски, звездочки, зубчатые венцы, барабаны, шкивы и др. тяжелонагруженные детали экскаваторов, крышки подшипников, цапфы. Корпусные детали гидротурбин, зубчатые колеса, ролики, обоймы, рычаги, фланцы, шкивы, сектора, колонны, ходовые колеса. Корпуса и др. литые детали вагонов, металлургического и горнодобывающего оборудования.

Литые детали экскаваторов. Износостойкие литые детали для тракторов и металлургического оборудования.

Кронштейны, балансиры, катки, другие ответственные детали.

Детали повышенной прочности, а также работающие на износ.

Шестерни, крестовины, втулки, зубчатые колеса, цилиндры, обоймы и другие корпусные детали. Детали арматуры, бандажи цементных печей, оси, валы, муфты. Детали, подвергающиеся ударным нагрузкам (турбинные лопатки, клапаны гидравлических прессов, арматура крекинг-установок, сегменты сопел, формы для стекла, рамы садочных окон, предметы домашнего обихода и др.), а также изделия, подвергающиеся действию относительно слабых агрессивных сред (атмосферные осадки, влажный пар, водные растворы солей органических кислот при комнатной температуре).

Детали, работающие в морской воде (гребные винты и другие).

Детали повышенной прочности для авиационной, химической и других отраслей промышленности, работающие в средах средней агрессивности (азотная и слабые органические кислоты, растворы солей органических и неорганических кислот).

Детали арматуры нефтеперерабатывающих установок, печные двойники, корпуса насосов, др. детали, работающие в нефтяных средах под давлением. Детали, работающие длительное время под нагрузкой при температуре до 700 °С (клапаны моторов, колосники, крепежные детали). Арматура для химической промышленности, коллекторы выхлопных систем, детали печной арматуры и др., лопатки компрессоров и сопловых аппаратов, печные конвейеры, шнеки, крепежные детали. Реторты для отжига, части печей и ящики для цементации

Детали паровых и газовых турбин, котельных установок, лопаток и венцов и другие детали, работающие при высоких температурах, подовые плиты, короба, тигли для соляных ванн и другие детали, работающие при высоких температурах. Литые детали энергоустановок. Корпуса вихревых и шаровых мельниц, щеки дробилок, трамвайные и железнодорожные стрелки и крестовины, гусеничные траки, звездочки, зубья ковшей экскаваторов, детали металлургического и горнообогатительного оборудования. Звенья гусениц тракторов и другие детали, работающие в условиях абразивного износа. А также декоративные и художественные отливки, парковое литье, решетки, ограды, барельефы, калитки, ворота, столбики, фонари, скамейки, таблички.

Конструкторский и технологический отдел - разработка литейной технологии на разовое и серийное литье. Оснащение оборудованием литейных цехов. doro55v@gmail.com, т. 38-066-1457832, Влад http://dorosh.domik.ua/

Прилагаю свои статьи для скачивания, а также список публикаций:

Экология и культура.pdf

Вак системы лит участков.pdf

Оснастка для лгм.pdf

ЛГМ и ЖСС.pdf

Давайте лить металл.pdf

7 Непрерыв для песка.pdf

5 модели ЛГМ.pdf

самопроизвольн процесс эвр.pdf

Экология и отливки_ЛГМ.pdf

модели МТТ.pdf Саморазруш Оборуд 6-2016.pdf

Список публикаций Дорошенко В. С..doc

Спасибо за внимание к теме производства металлических отливок - литейному производству.

Изменено 4 октября, 2017 пользователем dorosh

**Roman05** · 19 ноября, 2018

Как по мне, так это просто гениальная идея и очень хорошо, что мы начинаем задумываться над проблемой экологии, особенно со стороны машиностроительства! Ведь уже давно у нас есть технология гидроабразивной резки металла - пора бы уже и на счет литья что-то придумать) Без производства металлопродукции нам все равное не обойтись, вся жизнь с этим связана, поэтому искренне радуюсь продвижению такой технологии)

реклама!

Изменено 19 ноября, 2018 пользователем A...

**dorosh** · 14 февраля, 2023

Примеры отливок при литье по газифицируемым моделям, а также модели

(Машиностроительные, декоративные отливки, литье, 3D-принтер, 3D-фрезер. Литье металла с использованием 3D-принтера и 3D-фрезера. Машиностроительные, декоративные и художественные отливки, парковое литье, решетки, ограды, барельефы, калитки, ворота, столбики, фонари, скамейки, таблички. Изготовление моделей на 3D принтере и вырезание из пенопластов на 3D фрезере.

Конструкторский и технологический отдел - разработка литейной технологии на разовое и серийное литье. Оснащение оборудованием литейных цехов. doro55v@gmail.com, т. 38-066-1457832, Влад)