ЛГМ-технология: в каких ситуациях стоит обратить на неё особое внимание

Все, кто знаком с технологией получения отливок, понимают, прежде всего, этот процесс как размещение отливки в плоскости разъёма формы. Для традиционных методов получения литья, таких как песчано-глинистые смеси (ПГС), холодно-твердеющие смеси (ХТС) и даже вакуумно-плёночная формовка (ВПФ), характерно размещение отливки с учётом плоскости разъёма. Кроме того, в классических технологиях литья за основу берётся процесс формообразования, процесс получения формы. То есть нужна модель, по которой получают форму и заливают эту форму металлом.

С литьём по газифицируемым моделям (ЛГМ) дела обстоят по-другому.

Во-первых, технология ЛГМ позволяет разместить отливку не в плоскости разъема, а в объёме формы, что изменяет представление о получаемом результате. Отсутствует плоскость разъёма и возможность образования брака, связанного с этим. Да, и что говорить, нет необходимости проектировать и создавать модельную оснастку. Достаточно иметь промодель, форма не нужна!

В статье мы более подробно разберём этот «феномен» и расскажем, в каких производственных ситуациях пригодится литьё по методике ЛГМ.

Преимущества литья по газифицируемым моделям

Способ литья по газифицируемым моделям (ЛГМ) имеет ряд преимуществ, из которых следует отметить:
- возможность применения формовочных песков без крепителей;
- отсутствие разъемов у форм;
- новые возможности конструирования отливок;
- высокий коэффициент использования жидкого металла;
- снижение объема зачистных операций;
- возможность механизации и автоматизации процессов.

Технология ЛГМ

Модель отливки для процесса ЛГМ изготавливается из пенополистирола. Она может быть вырезана вручную, выращена с помощью 3D-технологии или получена путём литья в пресс-форму.

Получить её можно как целиком, так и в результате склеивания отдельных элементов из пенополистирола. Модели вместе с литниково-питающей системой образуют так называемую модельную ёлочку, которая размещается в опоке, заполняемой формовочным песком.

Существенное отличие технологии ЛГМ от привычных ПГС и ХТС – это отсутствие в формовочном песке какого-либо крепителя, как органического, так и неорганического.

Уплотнение песка в опоке происходит за счёт вибрации, а сохранение формы во время выжигания раскалённым металлом пенополистирольной модели при заливке происходит в результате вакуумирования опоки.

Качество отливки и наличие в ней литейных дефектов в первую очередь определяются качеством материала модели и её поведением в процессе газификации. Продукты горения из полости формы по возможности удаляются вакуумом.

В случае склеенных моделей, с особой тщательностью необходимо подбирать клей. Он должен, с одной стороны, прочно связывать элементы моделей, а с другой – газифицироваться без остатка. Для соединения частей моделей сейчас широко используются метод термической сварки.

Операции выбивки и зачистки отливок, полученных по газифицирующимся моделям, практически не отличаются от аналогичных операций, проводимых при литье в ПГС, ХТС или ВПФ.

Песок для засыпки газифицированных моделей используется многократно, но в нём следует контролировать содержание углерода, особенно при получении отливок из стали. Для очищения он подвергается следующим операциям: просеивание, магнитная сепарация, охлаждение и обеспыливание.

Специфическим браком этой технологии является возможность появления углерода на поверхности и толще отливок при нарушении условий газификации полистирола или при невысоком качестве этого материала.

Оборудование ЛГМ для «чёрного» и «белого» цеха

Особенность технологии ЛГМ заключается ещё и в строгом разделении производственного оборудования на белое и чёрное.

Белое – это всё что относится к работе с пенополистирольной моделью:
- вспенивание гранул
- сушка их в «кипящем» слое
- пресс-форма для получения модели
- автоклавы и парогенераторы
- смесители для противопригарных покрытий

В чёрном цехе получают непосредственно литьё по следующим операциям:
- помещение моделей в опоку
- засыпка её песком
- вакуумирование
- заливка
- охлаждение
- выбивка отливки
- регенерация песка

Оборудование, которое используется для этого, следующее:
- вибростол
- вакуумные опоки
- вауумная система с насосами
- приспособления для кантовки опок
- виброгрохот для просеивания песка
- система охлаждения песка
- пылеуловители для регенерации песка

В каких случаях нужно обратиться к технологии ЛГМ

Стоит выбрать ЛГМ, если вы заинтересованы в следующих производственных моментах.

1. Экологичность процесса

Технология не предполагает применение ядовитых или опасных веществ. Самое вредное в ней – это процесс выжигания раскалённым металлом пенополистирола. Но с одной стороны, сгорая, пенополистирол превращается в углекислый газ, а с другой, при правильной организации производственного процесса, все продукты горения удаляются при вакуумировании.

Но и количество токсичных продуктов горения, которые всё-таки могут выделиться, в разы меньше, чем при классическом способе получения отливок.

Кварцевый песок также легко регенерируется, так как не нужно удалять остатки связующих, а достаточно просто обеспылить.

2. Универсальность материала отливок

Этим способом можно получать отливки из практически всех марок чугуна, стали, а также цветных металлов и сплавов.

3. Безотходность производства

Действительно, это практически безотходное производство. Только 3 % песка уходит из оборота, остальное используется повторно.

4. Высокая точность и сложность отливок

Получение сразу отливок высокой точности позволяет сэкономить на металлообработке, а порой даже отказаться от неё, особенно в случаях, когда такая обработка не показана (отливки турбинных лопаток).

5. Малогабаритное оборудование

Оборудование для ЛГМ-технологии относительно небольшое и нетяжёлое. Нагрузки на фундамент минимальны и несравнимы с такими классическими технологиями, как ПГС или ХТС. Отсутствуют целые переделы обычной технологии – смесеприготовительное отделение, земельная лаборатория.

6. Экономический расчёт

Технология ЛГМ значительно снижает трудозатраты и финансовые издержки.

Единственное ограничение для повсеместного распространения технологии ЛГМ – это невозможность использования её для крупносерийного и массового производства. ЛГМ применяется для мелкосерийного и единичного производства.

Компания СЛТ владеет компетенциями по подбору оборудования и отлаживания технологии литья по газифицируемым моделям.