Техника - молодёжи 1970-01, страница 56
больше 30—40 кг, то по сгорающим — до 3,5 т. Отливку именно с таким весом изготовили недавно на одном из московских заводов. Недостатком нового способа было то, что, сгорая, полистирол безвозвратно пропадал. На каждой тонне литья терялось на 5—10 рублей ценного продукта. Выход из положения нашел одесский изобретатель А. Чудновский. Пенопласт при нагревании до 350—400°С без доступа воздуха возгоняется. Если полученный газ пропустить через холодильник, мы получим жидкий мономер стирол — исходный продукт для получения пенопласта. Круг замкнулся. Формы с пенопластовыми моделями ставят в нагревательные печи. Модели испаряются, газ поступает в змеевик, охлаждаемый проточной водой. Пары стирола конденсируются в жидкость, которая перерабатывается на пенопластмассу. А готовый кокиль отправляется в литейку. Помимо чисто технологических преимуществ, новый метод позволяет получать не только отдельные детали, но и более сложные конструкции — например, якорные цепи. Поверхность отливок можно легировать, стоит лишь насытить примесями модели. Сгорающие модели уже применяются на Горьковском автозаводе, на Харьковском заводе самоходных шасси и на других предприятиях. САМОТВЕРДЕЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ Следующий этап — формовка — неприятная процедура, длительное время бывшая камнем преткновения для литейщиков. Чтобы огненный поток внутри кокиля не разрушйл полость, стенки ее должны быть прочными и плотными. Земляную смесь тщательно уплотняют и сушат. Автоматизировать эти операции чрезвычайно трудно. Недаром во всем мире половина литейных форм для сложных и крупных деталей делается вручную. Первыми эту проблему решили работники ЦНИИТМАШа — профессор А. Лясс, кандидат технических наук П. Борсук и их сотрудники, получившие за свое изобретение Ленинскую премию. Грязную и пыльную формовочную землю они заменили жидкой массой, которую можно заливать, как металл. Однако жидкой смесь только кажется, на самом деле она твердая, а текучесть ей придают всего 5% влаги. Секрет — в добавках, разработанных на основе последних достижений физической и коллоидной химии. Заливая смесь, мы полностью избавляемся от необходимости ее утрамбовывать: любая жидкость и так предельно плотна. Что касается сушки, нужда в ней отпадает совсем — смесь самопроизвольно превращается на воздухе в твердый каменный монолит Затвердевание происходит по всему объему одновременно. Грохочущие вибраторы, виброуплотнители, сушильные печи, пыль и грязь — все это исчезает из цеха. Остаются компактные установки, идеально вписывающиеся в автоматические линии. Жидкотвердеющие смеси, получив признание сначала в нашей стране, продолжили свое победное шествие по литейным цехам всего мира. Лицензии на это изобретение уже купили несколько стран. «КАК ОТЛИВАТЬ НЕВОЗМОЖНОЕ» Заливка. Основная трудность — недостаточная текучесть расплава. Отливать детали толщиной менее 3 мм многие считают невозможным. Жидким металлом трудно заполнить узкую щель: расплав быстро охлаждается и затвердевает. Увеличивать напор бесполезно: одновременно растет гидравлическое сопротивление. Советские изобретатели Л. Никольский и Е. Стебаков сконструировали раздвижной кокиль, состоящий из двух половинок, скрепленных осью. Сначала форма разомкнута, и в нее из ковша заливают расплав. Затем створки сближаются. Уровень расплава быстро повышается. Металл заполняет внутреннюю полость формы, а излишек выплескивается наружу. Остается распахнуть створки и вынуть готовую деталь. В раздвижных формах рождаются детали толщиной от 1,5 до 4 мм при длине 5—6 м, ширине 2 м. Лить можно алюминий, чугун, любые стали. Авиастроители, например, получают таким способом многие тонкостенные части самолета, начиная от простых крышек, створок, рулей, тормозных щитков и кончая сложными и ответственными элементами крыла и фюзеляжа. Используя изобретение Стебакова и Никольского, можно уже сегодня приступить к массовой отливке кузовов автомобилей, кожухов сельскохозяйственных машин, корпусов холодильников. Стоимость изделий снижается примерно в 6—8 раз. Недаром в американском техническом журнале описание этого изобретения было озаглавлено: «Как отливать невозможное». При заливке тугоплавких и жаростойких сплавов — новая неприятность: расплав активно взаимодействует с литейной формой и с окружающим воздухом, образуя шлаки и окалину. Жидкий металл приходится защищать инертными газами. Но такая защита обходится дорого и затрудняет работу литейщиков. Западногерманский изобретатель A. Виттмозер запатентовал способ, который можно было бы назвать «литьем в защитной атмосфере без оной». Инертный газ получается непосредственно в самой литейной форме. Перед заливкой в кокиль насыпают немного полиэтилена или полистирола. Соприкасаясь с жидким металлом, синтетическое вещество сгорает, образуя газ, который вытесняет из полости воздух. Газовая рубашка обеспечивает высокое качество литья. Современной технике часто нужны ажурные конструкции из нержавеющих кобальто-хромовых сплавов. У них очень большая вязкость. Как же заполнить форму, чтобы сплав не успел остыть? Заслуженный изобретатель РСФСР С. Богословский и его коллега B. Мирский предложили простой и изящный метод. Они скрепили литейную форму с печью и посадили всю установку на общую ось. Как только металл расплавится, включается мотор. Установка начинает вращаться, и сплав под действием центробежной силы втекает в форму. Новым способом отливают мельчайшие детали весом менее полуграмма. На первый взгляд последняя операция — охлаждение отливки — очень проста. Однако это далеко не так. Изделия, как правило, остывают неравномерно, в них возникают внутренние напряжения. Ленинградские изобретатели А. Хинчин и Р. Фрейдель решили контролировать охлаждение отливки... самой отливкой. Сначала рассчитывается оптимальный ход процесса, потом соответствующую программу закладывают в вычислительную машину. Датчики, прикрепленные к изделию, непрерывно посылают информацию в электронный мозг. По мере надобности открывается или закрывается клапан — поток воздуха омывает ту или иную часть отливки. «ОТМЫТЬ ДОБЕЛА ЧЕРНОГО КОБЕЛЯ» Остывшую отливку в пору везти в сборочный цех, если бы не одно обстоятельство: вся она, как коростой, покрыта чешуйками земли, окалины и пригара. Очистить деталь иногда бывает труднее, чем получить ее. Шершавую чешую скребут песчаными струями, обстреливают стальной дробью. Но результаты неутешительны. Процесс чрезвычайно долог, цехи наполняются облаками едкой пыли. Сейчас для очистки отливок успешно используют электрогидравлический эффект. Между двумя опущенными в воду электродами проскакивают искры. Каждый разряд сопровождается сильнейшим гидрав 54 |
