ХТС-процесс в литейном производстве

ХТС-процесс в металлургии — технология производства из сыпучих холоднотвердеющих смесей форм, стержней, которые впоследствии используются для отливки металлических деталей и заготовок. Основными компонентами таких смесей являются:

  • фурановые смолы;
  • кварцевые пески;
  • катализаторы.​

Расширяет возможности технологии ХТС альфа-сет-процесс — более современная методика формовки. Главная особенность заключается в том, что смесь приобретает удвоенную прочность в сравнении с исходной при контакте с горячим металлом во время заливки. Благодаря этому возможно отливать изделия без предварительного смазывания внутренних поверхностей.

Технологические преимущества ХТС

Преимуществами холоднотвердеющих составов являются:

  • возможность производства как форм для литья, так и стержней на основе одних и тех же компонентов;
  • чтобы приготовить смесь и подать ее в стержневые ящики, потребуется один смеситель, который решает эти две задачи;
  • уменьшение процента пригара при повышении точности формовки;
  • практически полностью исключаются газовые раковины, снижается вероятность появления других видов брака, имеющих место по причине обрушения, размыва, подутия форм;
  • уменьшается объем работ по последующей механической обработке формовочных изделий, достигается экономия в фактическом расходе металла в отливках, повышается качество и точность литья вплоть до 7 класса.

Способы получения смесей ХТС

Для получения холоднотвердеющих смесей используются бегуны, смесители лопастного типа непрерывного действия. Оборудование оснащено 2 либо 3 желобами, часто пескометным узлом. На первичных желобах установлены смесители со шнековой конструкцией. Один из них выполняет смешивание катализатора и песка, а другой приготавливает смесь из связующего и песка.

Затем оба подготовленных состава поступают во вторичный желоб, где завершается процесс приготовления ХТС. Готовая холоднотвердеющая смесь подается к метательной головке, посредством которой выбрасывается в подготовленную опоку. Установки для производства ХТС монтируют на прочном фундаменте, оборудуют мощными насосами, за счет чего производительность бегунов и смесителей может достигать 60 тонн в час и более.

Изготовление формовочных изделий из ХТС

Модели из дерева, ящики для стержней изнутри покрывают быстросохнущей эмалью либо лаком, устойчивым к агрессивным химическим веществам. На подготовительном этапе заполняемые смесью модели и ящики тщательно очищают путем продувки сжатым воздухом или с помощью пылесоса. С целью не допустить пригорания готовой формы внутренние поверхности моделей и ящиков обрабатывают тонким слоем керосина.

После этого равномерно поверхности посыпаются порошком серебристого графита таким образом, чтобы он не скапливался в районе углов, узких полостей оснастки. Поскольку смесь ХТС обладает свойством быстрого отвержения в течение максимум 15 минут, подготовительный работы проводят до начала приготовления состава. Формы, стержни делают ручным способом.

Поступившую в модели и ящики смесь допускается уплотнять, используя вибраторы с электрическим приводом. Состав ХТС имеет достаточную текучесть, чтобы заполнить труднодоступные места форм. После уплотнения смеси ее излишки удаляют линейкой или специальной планкой, после чего выполняют наколы. В крупных формах ХТС используют в качестве облицовочного материала. Полуформу заполняют песчано-глинистой массой через 0,5 часа после уплотнения холоднотвердеющей смеси. Верхний слой формы обрабатывают с помощью пневмотрамбовочного оборудования.

Чтобы высохшая смесь приобрела повышенную прочность, используют специальные крючки. Небольшие стержни и формы массой до 10 кг извлекают из деревянных моделей и ящиков без повреждений уже спустя 30-40 минут после заливки и утрамбовки. Более крупные изделия вынимают через 1-1,5 часа. Возможные незначительные дефекты, которые появились в процессе извлечения форм и стержней, устраняют с помощью того же состава, что использовался при заливке.

Готовые формы, стержни в зависимости от размеров окрашивают вручную или с помощью пульверизатора в 1 или 2 слоя следующим образом:

  • для отливок из стали — цирконовой краской;
  • для чугунных деталей — графитовым составом;
  • для изделий из цветных металлов и их сплавов — краской на основе талька.

Преимущества форм и стержней ХТС

Формы, стержни, полученные формованием по технологии ХТС, обладают следующими преимуществами:

  • позволяют снизить трудоемкость формовки вплоть до 50% в сравнении с другими способами;
  • для производства требуют меньшее количество каркасов;
  • формы и стержни хорошо выбиваются из ящиков, моделей;
  • окончательное затвердевание ХТС происходит без сушки;
  • формы могут использоваться многократно.

Особенности литья в формы и стержни ХТС

В отличие от литья в землю, детали и заготовки, отлитые в формы из ХТС, характеризуются:

  • отсутствием наплывов, отклонений от запроектированных линейных размеров;
  • высококачественными чистовыми поверхностями, которые не нуждаются в дальнейшей обработке;
  • припуском 2-3 мм для обрабатываемых черновых плоскостей;
  • отсутствием раковин, полостей, которые влияют на прочность, хрупкость, усталостный износ металлических изделий;
  • меньшей массой готовой продукции за счет небольших припусков, качественных плоскостей.

ХТС-процесс в металлургии широко применяется для последующего выпуска:

  • штампов для станков по листовой штамповке металла;
  • шаровых опор со стенками толщиной до 100 мм;
  • подшипников;
  • форм для изготовления слитков;
  • букс со стенками до 250 мм;
  • нестандартных изделий.

Внедрение ХТС-процесса на литейном производстве

Оптимизация затрат — важный вопрос для малых и средних металлургических предприятий, выпускающих литейную продукцию. Освоение и ввод в производственный цикл ХТС-процесса является выгодным решением, поскольку исчезает необходимость в ополочной оснастке, сокращается объем средств механизации, не требуется задействовать большие площади. В плане экономии технология ХТС имеет следующие преимущества:

  • объем смесей для формовки сокращается в несколько раз из-за того, что в ней содержится до 95% восстанавливаемых компонентов;
  • уменьшается количество технологических операций, время производства единицы продукции, снижается доля перемещений внутри цехов;
  • для приготовления ХТС не нужны дополнительные производственные помещения;
  • мелко- и крупносерийное производства приобретают черты гибкого предприятия, способного производить широкий ассортимент продукции, оперативно переходить на выпуск другой номенклатуры за счет простой смены оснастки.