Завод «Монументскульптура» в Санкт-Петербурге – одно из старейших предприятий России, специализирующееся на изготовлении монументального художественного литья. Как и вся промышленность страны, предприятие проводит модернизацию оборудования и технологий.
Существующее производство крупных отливок базируется на литье в сухие песчано-глинистые формы (ПГС) [1]. Технология универсальная, позволяет получать отливки сложной конфигурации, но в условиях ресурсосбережения она не выдерживает соперничества с современными способами формообразования. Главный конкурент литья в сухие ПГС – технология вакуумно -пленочной формовки (ВПФ) [2]. Существующие варианты ВПФ предусматривают обязательное использование стержней для формирования внутренних полостей и поднутрений в отливках [3]. Выполнение болванов возможно лишь по модели. Изготовление стержневой оснастки приводит к кратному удорожанию и без того недешевого литья. В авторской версии модель художественной отливки не учитывает возможностей литейщиков. Необходимо получить по сплошной модели оболочковую заготовку. Отечественная школа монументального литья решает эту проблему методом кусковой формовки и формовкой с фальшивой опокой в ПГС [1]. Пришло время совместить возможности песчано-глинистых форм с преимуществом ВПФ.
Один из видов отливок, изготовляемых на заводе, – горельефы. Для них в рамках программы модернизации разработана технология ВПФ без использования стержневых ящиков. Форма изготавливается исключительно по авторской модели. Она представляет собой плиту с нанесенным художественным рельефом.
Отливка должна иметь коробчатое сечение. Художественный рельеф горельефа отличается развитыми выступающими частями и поднутрениями. Применение отъемных частей модели (ОЧМ) опасно в силу возможного нарушения авторской версии изделия. Оформление наклонно выступающих элементов предлагается проводить стержнями, изготовляемыми по модели. Знаковую часть стержня нужно выполнить по шаблону.
Формовочная смесь – жидкостекольная или смоляная с отверждением углекислым газом. Все операции выполняются по модели (рис. 1).
На подмодельную плиту модель устанавливается со стержнем, накрывается пленкой, и модель вакуумируется (рис. 2).
Установка опоки, засыпка песком и виброуплотнение происходят по стандартной технологии (рис. 3).
После протяжки проводят кантовку низа, и оставляют полуформу на столе (рис. 4).
Из модели извлекают стержень и проставляют его в нижнюю полуформу (рис. 5).
Приступают к формированию фальшивой опоки для формовки верхней полуформы. Устанавливают в нижнюю полуформу вкладыши для формирования тела отливки. Вкладыши должны обеспечить равностенность отливки по всей поверхности горельефа. При необходимости выполняют выступы. Соблюдение формовочного уклона не обязательно, т. к. протяжка осуществляется деструкцией фальшивой опоки. Единственное ограничение – болван, который должен входить при сборке в нижнюю полуформу, где уже проставлены стержни. Материал вкладышей любой, предпочтительно резина, дерево, пластик. Пористые материалы использовать не желательно, т. к. они могут увеличиваться в объеме при вакуумировании. Горизонтальные зазоры между вкладышами засыпают сухим формовочным песком. Заделка зазоров между вертикальными и наклонными вкладышами производится пластичным негазотворным материалом (рис. 6).
На пленку лада нижней полуформы наносят тонкий слой разделительного покрытия в виде формовочного песка или любого антиадгезива. После этого накалывают пленку нижней полуформы, вакуум при этом не снимают и повторно накрывают пленкой лад опоки. Формовка фальшивой опоки на этом завершена.
На фальшивую опоку устанавливают опоку верха, засыпают песком, уплотняют, накрывают пленкой и вакуумируют (рис. 7).
Всю конструкцию устанавливают на выбивную установку. Снимают вакуум с нижней опоки (рис. 8).
Пленка, вкладыш и стержень отделяются под действием собственного веса. Таким образом, верхняя полуформа с болваном сформирована.
Нижнюю полуформу (рис. 5) со стержнем получают по описанной выше методике. В верхней полуформе прорезают литниково-питающую систему. Форму красят, сушат и собирают под заливку (рис. 9).
Представленная технология гарантирует получение заданной толщины стенки отливки. Все преимущества формовки с фальшивой опокой сохраняются. Отказ от использования стержневой оснастки существенно снижает затраты. В результате частично ликвидирован разрыв возможностей формовки в ПГС и ВПФ. Расширена номенклатура отливок, выполняемых в вакуумно-пленочные формы.
1. Зотов, Б.Н. Художественное литье / Б.Н. Зотов. – М. : Машиностроение, 1982.
2. Трухов, А.П. Технология литейного производства: Литье в песчаные формы / А.П. Трухов, Ю.А. Сорокин, М.Ю. Ершов [и др.]. – М. : Академия, 2005.
3. Глухов, П.В. Особенности технологии вакуумно-пленочной формовки для литейного производства / П.В. Глухов, И.Э. Валеев, А.В. Шапарев [Электронный ресурс] // Научно-методический электронный журнал «Концепт». – 2015. – Т. 13. – С. 2241-2245. URL: https://e-koncept.ru/2015/85449.htm (дата обращения 16.01.2019).
