Песчано-глинистые смеси (ПГС) — это старая, если не сказать древняя, технология получения отливок. Кроме того, она ещё до сих пор и самая распространённая! Ведь большинство отечественных литейных заводов используют «литьё в землю» для изготовления своих отливок.
Почему она называется «литьём в землю»?
Ну, во-первых, исходные формовочные материалы берутся в общем-то из недр земли). Это глина, песок, уголь (при отливках из чугуна).
Во-вторых, ввиду термодеструкции составляющих смеси ПГС действительно на вид похожа на чёрнозём. Да и распространённая ещё 100 лет назад ручная формовка на плацу была очень похожа на получение отливок именно в земле.
Итак, как бы то ни было, ПГС очень распространена и теоретически не имеет ограничений в использовании. До сих пор современные заводы применяют эту технологию в своих производственных процессах.
Например, мы, компания СЛТ, реализовывали проект строительства нового завода под ключ для ДП «ЛМЗ» в Узбекистане для получения ответственного железнодорожного литья, куда поставляли автоматическую формовочную линию Kunkel-Wagner Prozesstechnologie GmbH с полным замкнутым циклом песчано-глинистой формовки, сборки форм, заливки, охлаждения и выбивки.
А на Бежицком Сталелитейном заводе — модернизируем автоматическую линию Kunkel Wagner для получения качественного крупного железнодорожного литья (рама-балка) по технологии ПГС, а также подбирали и поставляли встряхивающие машины с многоплунжерным прессованием для получения форм ПГС.
Однако, как и в любой технологии, у этих смесей есть свои достоинства и недостатки.
Преимущества литья в ПГС
1. Получение отливок из различных сплавов — чугун, сталь, алюминий и другие цветные сплавы.
2. Себестоимость отливок невысока, в результате можно наладить производство недорогих деталей.
3. При налаженном производстве от формовки до получения готовой отливки проходит минимальное количество времени по сравнению с другими литейными технологиями.
4. По сравнению с другими методами литья, ПГС можно даже назвать «экологически чистой литейной технологией». Ведь 95 % отработанной смеси возвращается в оборот, а присутствие в смеси химических веществ минимально.
5. Использование в технологическом процессе элементов искусственного интеллекта делает возможным автоматизировать весь процесс получения отливки.
6. Формовка ПГС на АФЛ одна из самых производительных литейных технологий.
Недостатки литья в ПГС
1. Большое количество вспомогательных материалов, для которых необходимы площади для хранения и переработки.
2. Сложность понимания и управления многокомпонентной системой.
3. Трудности в получении тонкостенных отливок по сравнению с литьём под давлением или литьём по выплавляемым моделям.
4. Необходимость обязательной металлообработки отливок для получения точных деталей.
5. Не самые лучшие условия труда из-за постоянной взвеси пыли в воздухе на участке смесеприготовления, формовки и выбивки.
6. Стоимость капиталовложений в АФЛ по ПГС относительно других технологий высокая.
Состав песчано-глинистых смесей
ПГС — это многокомпонентные смеси природных и синтетических материалов.
Огнеупорная основа смеси — это кварцевый песок. Было бы идеально использовать только его! Ведь этот материал действительно очень термостоек. Огнеупорность кварцевого песка достигает 1700 град. С.
Однако песок, чтобы из него получить форму и залить в неё металл, должен быть связан в единую систему. Для этих целей используется связующие и в песчано-глинистых смесях эту роль выполняет глина — природный материал, который состоит из мельчайших частиц алюмосиликатов, способных набухать в воде, обволакивать и связывать зёрна кварца, образуя прочную и пластичную структуру.
Кроме песка и связующего ПГС содержат различные добавки:
- крахмалсодержащие — крахмал, ЭКР, мальтоза — для повышения пластичности и улучшения качества отпечатка формы
- противопригарные — молотый уголь, каменноугольную пыль, битум — для уменьшения пригара и улучшения качества поверхности чугунной отливки
- упрочняющие и добавляющие смеси дополнительную текучесть — ПФЛХ, УЩР, окзил.
Приготовление ПГС
Перемешивание указанных формовочных материалов, технологических добавок и воды происходит в специальном оборудовании — смесителях. Они бывают периодического и непрерывного действия, катковые или вихревые.
В отличие от катковых, в вихревых смесителях не происходит быстрого усвоение глины ввиду отсутствия силового воздействия катков на смесь, но задача вихревого смесителя — это максимально быстрое распределение глины, которая даётся на освежение в замесе.
Все остальные необходимые силовые воздействия на смесь происходят при уплотнении смеси, выбивке и т.д.
Уплотнение ПГС
Песчано-глинистые смеси как при приготовлении, так и при уплотнении требуют больших энергозатрат. При этом уплотнение нужно, чтобы форма из смеси приобрела необходимую прочность, чтобы выдержать воздействие металла при заливке.
Способы уплотнения бывают разные и используются в зависимости от технологических задач и производственных возможностей.
#slt #литейное производство #оборудованиедляпроизводства #слт #металлургия #металлообработка #сервис #технологии #пгс #песчаноглинистыесмеси
