Круговорот воды, оказывается, существует не только в природе, но возможен он и в литейных технологиях. А точнее, в криотехнологии получения отливок.
Этот метод основан на переходах агрегатного состояния воды. Так, вода превращается в лёд при получении ледяной модели. Далее она тает, увлажняя поверхностный слой формы, и испаряется при сушке формы перед заливкой.
До 90 % воды и песка, которые участвуют в получении отливки, могут быть использованы повторно. Часть воды безвозвратно теряется при сушке, а также уходит песок, из которого образуется увлажнённая оболочка вокруг растаявшей ледяной модели.
Суть криотехнологии
Разработчики метода криотехнологии предлагают три способа получения отливок по разовым ледяным моделям.
1. Ледяная модель содержит в себе отвердитель, а песок – связующее.
2. Связующее находится в ледяной модели, а в сухом песке – отвердитель.
3. Модель изготавливается из чистой воды, отвердитель и связующее содержится в песке, и реакция запускается только после увлажнения песка формы водой из модели.
Использование ледяных моделей хорошо совмещается с вакуумно-плёночной формовкой (ВПФ). При этом газы, выделяемые из формы при заливке и кристаллизации расплава металла, откачиваются вакуумными насосами.
Из водного раствора жидкого стекла – неорганического вещества получают ледяную модель. В песок, из которого будет получена форма, добавляют сухой быстротвердеющий цемент. В процессе таяния модели поверхность формы пропитывается жидкостекольным раствором, получается оболочка, а остаток жидкости просто сливается. После этого форму подсушивают и направляют на заливку. Весь процесс от начала таяния модели (весом до полукилограмма) до затвердевания оболочки занимает 10 мин.
Экологичность метода
В плане экологичности криотехнологии с успехом заменяют традиционные спецвиды литья, такие как литьё по выплавляемым моделям (ЛВМ), где используются парафино-стеариновые модели, или литьё по газифицируемым моделям (ЛГМ), где применяются модели из пенополистирола. В обоих случаях нужно особое внимание уделять очистке газов, исходящих при прокалке и заливке форм. А при сжигании пенополистирола выделяются токсичные газы, поэтому его отходы нельзя просто сжигать.
Технологию ЛГМ обязательно сочетают с вакуумированием формы. Таким образом откачиваются продукты деструкции и подвергаются каталитическому сжиганию с распадом на углекислый газ и воду.
При использовании ледяных моделей выделение вредных веществ в атмосферу на порядок меньше – толщина оболочки песка со связующим после таяния ледяной модели составляет меньше 1 сантиметра, а содержание в ней связующего – всего 0,3 … 0,4 % от всего песка в опоке.
При ЛВМ расход материала, из которого изготавливают модели, может доходить до 100 кг на 1 тонну годных отливок, при ЛГМ – 6,5 кг на 1 тонну годного.
Преимущества криотехнологии
Разработкой крио технологий в литейном производстве занимались в физико-технологическом институте металлов и сплавов НАН Украины, в Киеве. Как сейчас пойдут там дела, конечно, непонятно, но даже на стадии предпромышленного уровня внедрения этот метод можно рекомендовать для студенческих практических работ.
В нём отсутствуют дорогостоящие материалы и оборудование, но легко наблюдать и изучать процесс от получения модели до формы и отливки со всеми фазовыми преобразованиями как материалов формы, так и расплава.
Так что не только сама криотехнология – это инновационный процесс в литейном производстве. Но и изучение его на практике вносит инновационность в обучение молодых специалистов.
cltgroup #cлт #производства #санкции против россии #крионика #металлургия