Литье металла по газифицируемым моделям повышает культуру производства

Литье металла по газифицируемым моделям повышает культуру производства и точность отливок. Пути создания своего производства отливок.

Инвестиции в новое производство дают прибыль, когда оно основано на новых технологиях. В литейном деле набирает популярность удобная технология, когда получить модель отливки означает уже наполовину получить отливку. Модель отливки – пенопластовая, как упаковка от телевизора, или разовая пищевая тарелка, которых массово штампуют на автоматах, а плитами полистирола утепляют наружные стены домов.

По схожей технологии для серии отливок модели производят задуванием порошка полистирола в легкие алюминиевые пресс-формы (весьма простые в изготовлении и часто многоместные) с последующим вспениванием гранул при нагреве пресс-форм. Для разовых и крупных отливок (иногда весом до нескольких тонн) подходит вырезание моделей из плит полистирола нагретой нихромовой проволокой, например, по шаблонам. Модель и полученная по ней отливка, имеют высокую точность и конкурентный товарный вид.

Свободно можно видеть, «пощупать» отливку в модели, промерять ее стенки, чего при обычной формовке для сложных с несколькими стержнями отливок просто не сделать. Отсутствует смещение стержней и форм при сборке (так как отсутствуют сами стержни). Наши литейщики к такому не привыкли, стереотипы заученные еще в институтах, не дают увидеть новых возможностей литья. Модели красят быстросохнущей краской с порошком-огнеупором, собирают 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.

Производственные участки: модельный, формовочный, плавильный, очистной имеют примерно одинаковые площади и оснащаются простым оборудованием. Вся формовка состоит из засыпки сухого песка без массивных высокоточных машин прессования, встряхивания, устройств сборки форм. Акцент внимания перенесен на производство моделей – этих «легчайших игрушек» с плотностью материала 25-27 кг/куб. м, которое обычно «доверяют» женским рукам, часто располагая на втором и выше этажах зданий.

Оборотное охлаждение песка ведут в пневмопотоке или в проходных трубчатых охладителях. Для черных и цветных сплавов используется одинаковое оборудование, которое, благодаря своей несложности, без затруднений производят в Украине (для других видов формовки качественное оборудование надо везти с Запада). Таким способом 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 множатся по всему миру - от Америки до Китая, на заводах General Motors, Ford Motors, Fiat. Сегодня в мире по пенопластовым моделям производят ~1,4% от всего количества литья (~1,5 млн. т/год), прогнозы на ближайшее будущее дают этой технологии 10-20% мирового литья. Институт ФТИМС, г. Киев, тридцать пять лет совершенствуя в этом деле «фирменную» специализацию, спроектировал оборудование и запустил ряд участков в России, поставил и внедрил такое оборудование в Польше и Вьетнаме, из последних объектов – цех на 400 т/месяц в Днепропетровске.

Низкие затраты на материалы (всего 4 вида, не применяется в форме связующие) экономят не менее 100 дол./т литья, а размещение отливок по всему объему контейнера дает выход годного 70-85%, экономию по шихте металла на 250-300 кг, электроэнергии 100-150 кВт.ч., массы отливок на 10-20% по сравнению с традиционной опочной формовкой. Особенно крупная экономия при литье сложных отливок из износостойких сталей (шнеки для машин производства кирпича, била, молотки и детали дробилок), т. к. резко снижаются затраты на их механообработку. Льют без ограничений колеса, звездочки, корпуса, сантехнику, головки и блоки цилиндров бензиновых и дизельных двигателей, художественное литье. Капитальные затраты на организацию производства сокращаются в 2-2,5 раза, также как и сроки ввода его в эксплуатацию.

Опыт запуска участков до 50-150 т/месяц показал срок окупаемости 9-12 месяцев, притом, что набор оборудования для цехов 10-80 т/месяц отличается мало. Легко разместить такие участки при кузнях, термических, ремонтных и др. цехах и участках. Если создавать или реконструировать литейную, то литье по пеномоделям – тот бизнес, где металл своим оборудованием и рабочей силой переводится в наукоемкий товар. Он относится к высоким литейным технологииям, которые ломают стереотип, что высокие технологии - это обязательно сложные малодоступные производства, и которые позволяют опередить на шаг конкурентов в направлении развития собственного машиностроения. Отливки часто называют «хлебом машиностроения», они составляют 50-60% от массы машин. Сегодня обрабатывающая промышленность все больше нуждается в высокоточных заготовках. Их производство тем более выгодно для немногих стран с замкнутым металлургическим циклом, к которым относятся Украина и Россия и где все больше понимают, что без развития отечественного машиностроения при использовании металла - продукта прежде всего собственных горнорудной и металлургической промышленности не достичь европейского уровня благосостояния.

В Киеве льют черные и цветные металлы развесом 0,1-2500 кг. Опытный цех института производит отливки из чугуна, стали, алюминия, медных сплавов (латунь, бронза) до 40 т в месяц и выполняет заказы на серийные и разовые детали. Институт ФТИМС проектирует оборудование цехов и участков, разрабатывает технологию и оснастку для этих цехов и поставляет полный комплект литейного оборудования под ключ. Выполняется пуско-наладка всего комплекса поставленного оборудования и внедрение технологии. Изготовление пресс-форм для моделей часто выполняют точным литьем.