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Technologies de fabrication de moules

Les pièces moulées actuellement produites se caractérisent par une grande diversité, ce qui nécessite l'utilisation de différents moules et matériaux de coulée.

1. Classification des moules de coulée

Les moules de coulée sont classés en fonction du matériau dans lequel ils sont fabriqués et de leur état de coulée.

Les moules à usage unique servent à façonner une seule pièce moulée, après quoi ils sont détruits. Les moules sont fabriqués à partir de sable-argile, de sable-résine et d'autres mélanges.

Les moules uniques peuvent être humides (moulage humide), secs (moulage à sec), séchés, durcis chimiquement et assemblés à partir de noyaux secs ou durcis.

Les formes brutes, en raison de leur faible coût, de leur simplicité et de leur rapidité de production, ainsi que de l'absence de processus de séchage, sont les plus largement utilisées. Ils sont utilisés pour les pièces moulées de complexité simple et moyenne en fonte, en acier et en alliages non ferreux pesant jusqu'à 1 500 kg.

Les moules secs sont conçus pour la production de pièces moulées de moyenne et grande taille avec un grand nombre d'usinages. Un moule bien séché et durable recouvert de peinture antiadhésive garantit des moulages de haute qualité. Cependant, un cycle de séchage long (6 à 36 heures ou plus), une consommation de carburant importante et l'intensité de travail accrue nécessaire au démoulage des pièces moulées les rendent peu rentables. Ils sont remplacés par des formes séchées en surface et durcies chimiquement.

Les moules séchés sont fabriqués à partir de sables de moulage contenant les liants SP, SB et KT. Ces moules sont utilisés pour les pièces moulées critiques de fer et d'acier pesant de 1 000 à 8 000 kg. Le temps de séchage de ces formes est 10 fois inférieur à celui des formes sèches conventionnelles.

Les moules chimiquement durcissables sont destinés à la production de pièces moulées en acier, en fonte et en alliages non ferreux pesant 100 tonnes ou plus. Il existe deux variétés de ces formes : certaines sont durcies par soufflage ou soufflage de dioxyde de carbone, et les secondes sont auto-durcissantes - avec une exposition à court terme dans l'atmosphère de l'atelier.

Au cours de la dernière décennie, le processus de durcissement chimique des moules s'est généralisé, basé sur l'utilisation de mélanges de moulage liquides autodurcissants (LSM) contenant du verre liquide comme liant et son accélérateur de durcissement (catalyseur) - les scories de production de ferrochrome.

Les moules réutilisables (semi-permanents) sont utilisés pour la production de pièces moulées de moyenne et grande taille, de configuration simple, pesant jusqu'à 15 tonnes. Ces moules sont fabriqués à partir d'un mélange hautement réfractaire composé principalement d'argile réfractaire, d'argile à mouler et de sable de quartz. Après un traitement thermique approprié, la durabilité du moule atteint 25 à 40 retraits.

Les moules réutilisables comprennent également des moules métalliques pour les pièces moulées à partir de divers alliages de complexité simple et moyenne, de poids et de taille petits et moyens (en production en série et en série).

Riz. 1. Dispositif de moulage de gabarits.

2. Outils et accessoires de formage

Dans la fabrication de moules et de noyaux, divers outils, flacons et dispositifs sont utilisés.

Outil. L'ensemble d'outils le plus complet est utilisé lors du moulage à la main. Les conditions techniques de l'outil sont réglementées par GOST 11775-74 - 11801-74.

Pour semer le modèle avec le mélange de parement, des tamis rectangulaires avec un treillis métallique avec des alvéoles de 2 à 6 mm sont utilisés. Des pelles rectangulaires sont utilisées pour remplir le mélange en flacon, et des pelles à extrémité pointue sont utilisées pour creuser des trous dans le sol lors du moulage.

Le mélange dans les flacons est compacté à l'aide de différents dameurs :
— lorsque vous travaillez sur des établis, utilisez un pilon court (300 mm de long). Le manche d'une telle pilonneuse est en alliage d'aluminium et les chaussures en forme de coin et plates sont en acier inoxydable. 40 ou en caoutchouc résistant à l'huile et à l'essence de qualité A de dureté accrue ;
— lors du compactage du mélange dans des flacons moyens et grands, le plus productif est un pilon pneumatique. Ses patins sont en fonte de qualité SCh18-36 ou, de préférence, en caoutchouc de qualité A résistant à l'huile et à l'essence et de dureté accrue.

La pilonneuse est entraînée par de l'air comprimé à une pression de 5 à 6 kgf/cm2.

Les lisseurs sont utilisés pour lisser les formes. Dans les endroits inaccessibles aux lisseurs, des lancettes sont utilisées à ces fins. La finition des surfaces concaves et des évidements se fait avec des cuillères à double extrémité. Le lissage des surfaces cylindriques peu profondes, des coins des congés et autres surfaces courbes est effectué avec des lisseurs façonnés. Les particules restantes du mélange sont retirées des cavités profondes à l'aide de crochets.

Le sable est balayé du modèle et des surfaces des moules à l'aide d'une brosse à cheveux, également destinée à peindre et à laver les grands moules. La meilleure qualité de peinture est obtenue en utilisant un pistolet pulvérisateur.

La ventilation des moules est réalisée à l'aide de bouches d'aération - aiguilles de différents diamètres.

Riz. 10.2. Types de flacons. actes sous forme d'exécution

Les grands modèles sont poussés avec un marteau en métal et des plaques d'acier spéciales doivent être découpées dans le modèle pour le protéger des dommages. Les modèles sont retirés des moitiés de moule à l'aide d'élévateurs pointus et à vis.

Lors du moulage selon un gabarit avec un axe de rotation vertical, utiliser le dispositif illustré à la Fig. 10.1. Il est constitué d'un patin de poussée, d'une broche, d'une bague de verrouillage et d'un manchon sur lequel est fixé le gabarit.

Les anneaux d'investissement doivent avoir une résistance élevée, une rigidité et un poids minimal. Ils sont fabriqués à partir de nuances de fonte non inférieures à SCh15-32, d'acier à faible teneur en carbone 20L - ZOL-1, d'alliages d'aluminium et de magnésium.

Les flacons sont soit moulés, soit soudés. Selon la configuration, on distingue les flacons rectangulaires, façonnés et ronds.

En fonction du poids, ils sont divisés en manuels, combinés et grues. Les flacons manuels sans mélange pèsent jusqu'à 30 kg et avec mélange - pas plus de 60 kg ; combiné sans mélange - de 31 à 60 kg et avec mélange - plus de 60 kg; grues sans mélange et avec mélange - plus de 60 kg.

Pour un assemblage précis des demi-formes, on utilise des broches en acier de nuances 40-45 avec trempe et meulage ultérieur. Il existe des broches amovibles et permanentes. Ces derniers sont renforcés dans les oreilles du flacon inférieur et dans les grands flacons - dans les étagères des parois longitudinales. Les broches amovibles sont les plus utilisées dans le moulage à la machine.

Pour l'interchangeabilité des flacons, des trous de centrage dans leurs oreilles sont percés le long du gabarit. Des bagues en acier trempé sont pressées dans ces trous, ce qui permet de les remplacer en cas d'usure et d'assurer ainsi la précision de l'accouplement des flacons.

Lors du choix des dimensions des flacons, il convient de partir des plus petites épaisseurs admissibles de sable de moulage dans différentes zones du moule.

3. Fabriquer des moules à la main

Lors du moulage à la main, les moules de coulée sont fabriqués à partir de modèles en bois massif et fendu, de plaques de modèle, de modèles squelettiques et de gabarits.

4. Moulage dans le sol

Lors du moulage en terre, l'opération la plus importante consiste à préparer la partie inférieure du moule, le lit. Il existe deux types de lit : doux et dur.

Matelas mou. Lors de la réalisation de petits moulages individuels, un lit dans le sol est préparé pour chacun d'eux. Lors de la production d'une série de pièces moulées du même type, un trou est creusé dans le sol de la fonderie avec une profondeur de 100 à 125 mm supérieure à la hauteur du modèle et des dimensions dépassant les dimensions du modèle de 200 à 250 mm sur un côté. Quatre tas du mélange sont laissés au fond de la fosse ; une latte de bois est posée sur deux d'entre elles, et une latte sur les deux autres.

Une règle est posée sur ces lattes et la position horizontale est vérifiée à l'aide d'un niveau à bulle. Ensuite, les lattes sont recouvertes du mélange, compactées et leur position horizontale est à nouveau vérifiée. Après cela, l'espace entre les lattes est rempli de sable de moulage usé, il est nivelé et l'excédent est ratissé avec une règle. Des barres de 10 à 12 mm de haut sont placées sur les lattes et une couche de mélange de parement tamisé est appliquée sur la couche de mélange de déchets.

Après avoir retiré les barres, compactez-la comme suit : le premier mouleur presse la règle contre le rail, et le second, soulevant et abaissant l'autre extrémité de la règle, compacte le mélange sur une surface de 300 à 400 mm. Après cela, le deuxième mouleur presse la règle contre le rail et le premier compacte le mélange.

Le nivellement final de la surface et l'élimination des rainures sont obtenus en déplaçant la règle le long des lattes. La surface nivelée est recouverte d'une fine couche de mélange de parement. Le modèle est posé face contre terre sur le lit obtenu et, à coups de marteau ou de pilon, il est poussé vers le bas à travers le joint intermédiaire.

Un lit dur est utilisé dans la fabrication de moules pour pièces moulées de moyenne et grande taille. Un trou est creusé dans le sol de l'atelier d'une profondeur de 300 à 400 mm supérieure à la hauteur du modèle. Le fond de la fosse est étroitement compacté, une couche de suie tamisée ou de brique cassée de 150 à 200 mm d'épaisseur y est versée, légèrement compactée et nivelée avec de la suie fine.

Riz. 3. Schéma pour faire un lit moelleux.

Riz. 4. Schéma de réalisation d'un lit dur : 1 - couche de brûlage ; 2- conduits de ventilation ; 3- couche de parement du mélange ; 4 - tuyaux de ventilation.

La surface de la couche est nivelée avec une règle puis un grasset de 9 mm de diamètre est utilisé pour piquer les conduits de ventilation jusqu'au lit de scories.

Le lit ainsi préparé est semé d'une couche (40-50 mm) du mélange de parement. Après compactage, les conduits de ventilation y sont également percés d'une bouche d'aération de 3 à 4 mm de diamètre.

5. Moulage en flacons appariés

La plus grande précision dimensionnelle des pièces moulées est obtenue lors du moulage en flacons. Le moulage en flacons appariés s'est généralisé. Le moulage de pièces moulées aux configurations complexes est réalisé dans trois, quatre flacons ou plus. Un exemple de fabrication d'un té coulé dans des flacons appariés est illustré à la Fig. 5.

Le processus de moulage commence par la fabrication du demi-moule inférieur. La moitié inférieure du modèle et deux mangeoires sont placées sur le bouclier sous le modèle, et une couche de mélange de revêtement est appliquée sur le modèle et pressée à la main. Le mélange de remplissage est versé dans le ballon et compacté. Après avoir nettoyé l'excédent de mélange, piquez les conduits de ventilation avec un registre.

Le demi-moule obtenu est fixé au bouclier sous-modèle et tourné à 180°, placé sur la plate-forme desserrée de la plate-forme de moulage, légèrement meulé, après quoi le bouclier est détaché et retiré. Ensuite, ils lissent la frette, la saupoudrent de sable de quartz sec et soufflent le sable du modèle. Après avoir placé la moitié supérieure du modèle et le récupérateur de scories, les modèles de colonne montante et d'évents sont installés.

Riz. 5. Moulage en flacons appariés : 1 - demi-moule inférieur ; 2 - demi-forme supérieure ; 3 - tige.

Ensuite, le demi-moule supérieur est réalisé dans le même ordre.

Son compactage doit être uniforme, sans faiblesses locales ni surconsolidation. Le degré de compactage du mélange est vérifié à l'aide d'un duromètre. Cela dépend de la masse et de la hauteur de la pièce moulée.

Pour augmenter la résistance de la moitié supérieure du moule, celui-ci est renforcé par des crochets en acier ou des piquets en bois - des « soldats », préalablement humidifiés avec de l'argile liquide.

En retirant le modèle de la contremarche et des poussées, vous pouvez ouvrir le moule. Lors du moulage de petits modèles, après compactage du mélange, les moitiés du modèle sont maintenues dans le demi-moule et ne nécessitent pas de fixation supplémentaire. Lors du moulage de modèles lourds de taille moyenne et grande, la friction entre le sable de moulage et le modèle n'est pas suffisante pour le maintenir dans la moitié supérieure du moule et un renforcement supplémentaire est nécessaire. Après avoir fixé le modèle en le soulevant jusqu'au flacon supérieur, ouvrez le moule, retirez les moitiés des modèles et terminez les moitiés supérieure et inférieure du moule, puis installez le noyau et assemblez le moule.

6. Moulage à l'aide de plaques modèles

Avec cette méthode de moulage, les moitiés inférieure et supérieure du moule sont réalisées séparément à l'aide de deux plaques modèles.

Il est conseillé de réaliser le moulage sur plaques en production artisanale. Dans de nombreuses entreprises de Léningrad - dans les associations de Karl Marx, de Ya. M. Sverdlov, de l'usine Nevski de V. I. Lénine, etc. - il est utilisé avec succès dans la production à petite échelle de pièces moulées de relativement grande taille (plus de 3 m de long et pesant jusqu'à 3 T).

Le moulage séparé par dalles permet :
— augmenter la précision des moulages ;
— augmentation de la productivité du travail de 15 à 20 % grâce à la réduction des opérations de finition ;
- la possibilité de fabriquer des modèles à partir de pièces détachées puis de les assembler sur une plaque modèle ;
— augmenter de 1,5 fois le retrait des pièces moulées de la zone de moulage en raison de l'installation de moules sur 2-3 étages avec un décalage.

Pour la production à petite échelle, des dalles constituées de panneaux de bois durables sont utilisées et pour la production de masse, de la fonte rabotée est utilisée. Les plaques modèles peuvent être utilisées à plusieurs reprises.

Un ensemble de plaques modèles pour la fabrication de pièces moulées pour le corps d'une machine textile de taille moyenne (920X420X400 mm) est représenté sur la Fig. 6.

Le travail de moulage est réalisé par une équipe de deux mouleurs. Pour réduire la fatigue des travailleurs, les dalles modèles sont installées sur des chevalets bas.

Riz. 6. Un jeu de plaques modèles pour le moulage du corps : a - plaque pour la moitié inférieure du moule ; b - plaque pour la moitié supérieure du moule ; 1 - assiette; 2 - bagues de centrage ; 3 modèles.

Les travaux s'effectuent dans l'ordre suivant :
— nettoyer le modèle et la dalle et appliquer un agent de démoulage ;
— installation des flacons inférieur et supérieur sur les dalles ;
— appliquer le mélange de parement sur le modèle, installer les crochets (dans la moitié supérieure du moule) et comprimer le mélange ;
— remplir les flacons avec le mélange de remplissage, le compacter, éliminer l'excédent et piquer les conduits de ventilation ;
— fixation des plaques modèles avec flacons et de leur bordure ; installation de la moitié inférieure du moule sur la plateforme préparée, détachement de la plaque modèle, retrait de celle-ci et finition (si nécessaire)
- les demi-formes ;
— installation des tiges ;
— détacher et retirer la plaque supérieure, finir (si nécessaire) le demi-moule ;
- former l'assemblage.

Une plaque en fonte (parfois en bois) est posée sur le demi-moule assemblé, sur laquelle est installé un deuxième moule avec une glissière pour l'installation de la cuvette de coulée.

7. Durcissement chimique et grandes formes de coquilles

Lors de la fabrication de moules selon le procédé CO2, du verre liquide est introduit dans le mélange de moulage comme liant. La couche de revêtement du mélange de verre liquide est appliquée sur le modèle en une couche de 20 à 40 mm et le reste du flacon est rempli du mélange de remplissage. Toutes les opérations de fabrication de moules sont effectuées dans le même ordre que lors du moulage à l'aide de mélanges sable-argile. Après avoir retiré le modèle et terminé le moule, celui-ci est purgé avec du dioxyde de carbone, ce qui le durcit rapidement. Ensuite, le formulaire est assemblé.

Les mélanges à durcissement chimique sont également utilisés dans la fabrication de grands moules à coque, qui sont utilisés dans la production de pièces moulées de moyenne et grande taille. Un moule pour le moulage d'acier d'un plateau de laminoir pesant 10 tonnes est illustré à la Fig. 7.

Les coques sont fabriquées à partir d'un modèle en bois fendu soigneusement traité et frotté avec du graphite.

Le processus comprend les opérations suivantes :
— la moitié inférieure du modèle est placée sur un panneau raboté sous le modèle ;
- une veste en bois pliable y est installée, dans les murs de laquelle sont percés des trous d'un diamètre de 9 à 10 mm. La distance entre les parois de la veste et le modèle doit être d'environ 120 à 150 mm ;
— un cadre soudé est installé dans l'espace entre le modèle et la gaine pour renforcer la coque ;
— le mélange de verre liquide est versé en couches de 80 à 100 mm de hauteur, compacté et des tiges d'acier d'un diamètre de 8 mm sont placées entre les différentes couches du mélange pour former des canaux de purge qui ne doivent pas atteindre 20 à 25 mm du modèle; – l'excès de mélange est nettoyé de la surface horizontale et les canaux de purge sont percés ;
— retirer les tiges d'acier et souffler la coque obtenue avec du dioxyde de carbone à travers les canaux de purge ;
— la coque durcie, ainsi que le modèle et la veste, sont tournés à 180° ;
- retirez le modèle, ouvrez la gaine en bois et retirez-la.

La coque supérieure est réalisée dans le même ordre.

Les demi-moules sont assemblés dans un bâti constitué de deux flacons sans nervures. Le ballon inférieur est posé sur une surface nivelée et ensemencé avec un mélange de remplissage qui est ensuite compacté. La coque inférieure est installée sur le lit obtenu et les espaces entre elle et le ballon sont remplis d'un mélange sec. Une tige de coque est installée dans les marques de coque, la coque supérieure et le deuxième flacon sont appliqués et recouverts d'une couche de 150 mm de mélange sec.

Riz. 7. Forme combinée avec inserts de coque : a - coque inférieure ; b - coque supérieure ; c - tige d'obus ; g - forme assemblée ; d - casting.

Le reste du ballon est rempli de billes métalliques d'un diamètre de 40 mm. Avant de couler, le moule est en outre chargé de poids.

L'utilisation de moules coquilles, durcis avant que les modèles n'en soient retirés, permet d'obtenir des coquilles dont les dimensions des surfaces de travail correspondent aux dimensions du modèle. De plus, les modèles de telles formes sont rendus pliables, ce qui permet d'éliminer les pentes de moulage sur celles-ci, qui nécessitent une consommation de métal supplémentaire.

8. Moulage de motifs

Le moulage sur modèle est réalisé dans la production de pièces moulées simples de moyenne et grande taille ayant la forme extérieure de corps de rotation de configuration simple (bols, volants, tuyaux, tuyaux à brides, etc.),

On distingue les types de moulage sur gabarit suivants : à broche verticale, à broche horizontale et par blocs de brochage. Le formage à broche verticale est le plus répandu. Considérons cela en utilisant l'exemple de la mise en forme du moulage d'un bol de canaux de broyage.

Pour le moulage sur gabarit d'un bol (Fig. 8, a), il faut : une machine à axe vertical, un gabarit de mesure (Fig. 8, b), des gabarits pour affûter un bloc avec un corps (Fig. 8, c ) et un bloc bol (Fig. 8, d ), des modèles de nervures (Fig. 8, e) et un moyeu avec un trou central (Fig. 8, f). Le moulage s'effectue dans le sol (avec un lit dur) sous le flacon supérieur.

Riz. 8. Dispositifs pour le moulage par gabarit du bol du coureur.

Le processus comprend un certain nombre d'étapes. Dans un premier temps, un bloc avec un corps est affûté, qui servira de modèle pour réaliser la moitié supérieure du moule ; sur la seconde, on réalise les opérations de fabrication du demi-moule supérieur ; au troisième, la moitié inférieure du moule est affûtée ; au quatrième, le moule est terminé et assemblé ; le cinquième, le moule est chargé, les pièces moulées sont coulées et démoulées.

9. Moulage selon le modèle squelettique

Dans une seule production de grandes pièces moulées, afin de réduire le coût de fabrication des modèles, des modèles squelettiques sont utilisés, l'épaisseur des nervures est supposée être égale à l'épaisseur des parois de la pièce moulée.

Un modèle squelettique pour réaliser un grand moulage de baignoire est présenté sur la Fig. 9, a, et le schéma de moulage est sur la Fig. 9, b. Le modèle est moulé en flacon ou en terre. La cavité interne est lissée au niveau des barreaux et la surface obtenue est recouverte de papier. Ensuite, le demi-moule supérieur avec le bloc est réalisé. Après la fente, la moitié supérieure du moule est découpée et le papier antiadhésif de la moitié inférieure est retiré, le mélange compacté entre les nervures est légèrement détaché et une couche du mélange jusqu'à l'épaisseur des nervures est retirée à l'aide d'un modèle de râteau. Après cela, le modèle est retiré et la production du moule est terminée de la manière habituelle.

Riz. 9. Schéma de moulage selon le modèle squelettique.

10. Moulage en argile sur brique

Le moulage de briques en argile est réalisé dans la production de pièces moulées de grande taille telles que des moules, des poches, des chaudières, des tuyaux de grand diamètre, etc. Le moulage est réalisé selon un modèle, un modèle de cadre ou un gabarit.

La séquence de fabrication d'un moule et d'une tige pour couler un gros tuyau est illustrée à la Fig. 10. Dans un lit solide, installez une butée, une broche et un manchon sur lequel le gabarit est renforcé. Vérifiez la bonne installation de la broche avec un niveau à bulle. Une couche d'argile est appliquée sur une poêle en fonte et la première rangée de maçonnerie en briques rouges est posée. Une couche d'argile de 15 à 20 mm d'épaisseur y est appliquée et la deuxième rangée est disposée en chevauchant les coutures de la première rangée.

Pour augmenter la perméabilité aux gaz, de fines cendres sont déposées entre les rangées de briques, des scories de cubilot granulées, des bottes de paille et des canaux de ventilation sont réalisés dans l'argile séchée à l'aide d'un starter. Pour augmenter la résistance de la maçonnerie, des dalles en fonte sont posées tous les 5 à 6 rangées, reliées à la palette inférieure et entre elles par des attaches.

L'exactitude de la maçonnerie est vérifiée à l'aide d'un gabarit. Il doit y avoir un espace de 20 à 25 mm entre le bord actif du gabarit et la surface de la maçonnerie. La surface intérieure de la maçonnerie est recouverte d'argile et la surface de travail est affûtée avec un gabarit. Après un court instant de séchage à l'air, retirez le gabarit et la broche et séchez le moule avec un séchoir portable. Ensuite, les fissures sont colmatées, le moule est peint et séché une seconde fois.

Riz. 10. Réalisation d'un moule à brique et d'une baguette selon un gabarit : a - réalisation d'un moule ; b - fabrication de la tige ; c - forme assemblée ; g-casting; 1 - palier de butée ; 2-fuseau ; 3- palette ; 4 - supports ; 5 - maçonnerie ; 6 -- gabarit pour affûter le moule ; 7 - système de portail ; 8 - face à l'argile.

Le processus de fabrication d’un noyau est similaire au processus de fabrication d’un moule. Séchez la tige dans un sèche-linge.

La maçonnerie est réalisée dans des caissons ou des flacons spéciaux, les espaces entre la maçonnerie et la paroi du flacon étant remplis de mélange de moulage. De tels formulaires peuvent être utilisés à plusieurs reprises pour de petites réparations intermédiaires.

Méthodes modernes de fabrication manuelle de grands moules

La croissance continue de la production de pièces moulées de grande taille nécessite une amélioration des processus technologiques et des conditions de travail, une réduction de l'intensité du travail de fabrication des pièces moulées lors du moulage manuel, considérons quelques processus rationnels de façonnage des pièces moulées développés par les fonderies des associations de Léningrad du nom de Ya. M. Sverdlov, l'usine Nevski du nom de V. I. Lénine et d'autres entreprises.

Lits métalliques. Lors du moulage de grandes pièces moulées, des lits durs de sable et d'argile sont utilisés, et lors de la fabrication de pièces moulées particulièrement grandes, le lit est en maçonnerie. Lorsque la pièce moulée est retirée du moule, le lit est partiellement détruit et avant chaque moulage, il faut passer beaucoup de temps à le réparer.

Riz. 11. Schéma de préparation d'un lit métallique solide : 1 - couche de brûlage ; 2 - plaque métallique; 3 - tuyaux de sortie de gaz ; 4 - caissons ; 5 - demi-forme supérieure.

Une forme avec un lit métallique, réalisée dans un caisson, est représentée sur la Fig. 11. Les espaces entre les parois du caisson et le modèle sont déterminés par la commodité de remplir le moule. Le fond du caisson est recouvert d'une couche uniforme de brûlage, sur laquelle est placée une plaque de fonte, formant un lit métallique rigide.

Remplacement de la moitié supérieure du moule par des tiges

Pour éviter les fuites de métal lors du coulage, on utilise généralement de l'argile de rembourrage, ce qui entraîne la formation de baies sur la pièce moulée, dont l'enlèvement nécessite le travail de tailleurs et gaspille du métal. Lors du remplacement de la moitié supérieure du moule par des tiges superposées, des coussins de sable ont commencé à être utilisés à la place de l'argile de rembourrage. A cet effet, dans les marques horizontales des tiges à travers lesquelles les gaz sont évacués, des évidements de 20 à 25 mm sont réalisés, remplis de sable humide avec une certaine surestimation. Lors de l'installation des tiges de revêtement, le sable est compacté, créant ainsi une isolation fiable des conduits de ventilation et un contact étroit entre les tiges, éliminant ainsi la possibilité de baies.

Riz. 12. Technologie de fabrication de grandes formes : a - technologie ancienne ; b - nouvelle technologie : 1 - demi-formes de sol inférieures ; 2- demi-forme supérieure ; 3 - argile de rembourrage ; 4 - plaque de chargement ; 5 - tige remplaçant la moitié supérieure du ballon ; 6 - colonnes montantes de ventilation ; 7 - oreillers de sable.

Grâce à l'introduction de nouvelles technologies, la précision dimensionnelle des pièces moulées a augmenté, la consommation de métal a été réduite, le stock de flacons et le besoin de sécher des demi-moules volumineux ont été éliminés et l'intensité de la main-d'œuvre des opérations de détourage a diminué. . Moulage selon un modèle en bloc. Lors de la production de petites séries de pièces moulées de moyenne et grande taille, il est conseillé de combiner deux modèles similaires en un seul bloc, reliés par une tige de séparation.

Réalisation de moules à partir de mélanges liquides autodurcissants. Ces mélanges sont largement utilisés dans la fabrication de grosses barres. Ainsi, dans les fonderies de l'association du nom de Ya. M. Sverdlov, toutes les barres pour pièces moulées pesant plus de 3 tonnes sont fabriquées à partir de ZhS.

La pratique a montré que ces mélanges peuvent également être utilisés avec succès dans la fabrication de moules pour pièces moulées de grande taille. Le schéma de moulage dans ZhSS est illustré à la Fig. 14. Le modèle est installé sur des briques ou sur des supports spéciaux qui y sont fixés, ou fixés dans le caisson à l'aide de planches. Il doit y avoir un espace de 100 à 150 mm entre le modèle et les parois du caisson. Le modèle dispose de trappes pour remplir le ciment liquide. Pour améliorer le remplissage du moule, le mélange est expulsé des trappes à l'aide de poussoirs. Après avoir rempli l'espace sous le modèle avec le mélange, celui-ci est versé le long du périmètre du caisson dans les interstices entre ses parois et le modèle. 35 à 40 minutes après avoir coulé le LSS, le modèle peut être retiré et la finition du moule peut commencer.

La surface de travail du moule présente une porosité importante. Pour l'éliminer, une peinture spéciale est appliquée sur la surface et séchée au brûleur pendant 2 à 4 heures à une température de 200 à 220 °C.

La technologie de fabrication d'une forme complexe pour couler un modèle en fonte d'une lame pesant 35 tonnes est illustrée à la Fig. 15. Ce modèle est conçu pour former de grandes pièces moulées de lames en acier. Le moulage est réalisé à l'aide d'un modèle en bois équipé de butées le long desquelles le modèle est posé sur un lit dans un caisson. Un cadre amovible est placé sur le modèle, façonnant les contours du mannequin. Pour éviter le flottement, le modèle et le cadre sont chargés.

Le remplissage du LSC s'effectue à travers les trappes disponibles dans le modèle et le cadre amovible, ainsi que dans les interstices entre les parois du caisson et le cadre amovible. Le mélange est ensuite pressé à l'aide de poussoirs. Après une courte exposition, le cadre amovible est retiré, le mélange est retiré des trappes, il est découpé autour du modèle, la surface du demi-moule est recouverte de papier antiadhésif et fixée avec des épingles, après quoi ils procèdent à la conception. du demi-moule supérieur (le bloc-tige).

Riz. 13. Technologie de fabrication de moules à partir d'un modèle en bloc : a - forme du sol ; b - forme de tige.

Riz. 14. Schéma de fabrication d'un moule à partir de ZhSS.

Riz. 15. Technologie de fabrication de grands moules utilisant

12. Moulage à la machine

L'extraction mécanisée et les modèles sans fractionnement préalable garantissent des moules de haute qualité, augmentent la précision des pièces moulées et réduisent les rebuts. L'introduction de plaques de cadre de coordonnées et de composition rend standard l'utilisation du moulage mécanique non seulement dans la production en série et en série, mais également dans la production à petite échelle et individuelle.

En règle générale, un moule de coulée est fabriqué sur deux machines : l'une - la moitié inférieure du moule et l'autre - la moitié supérieure. Dans la production de masse et en série, les modèles métalliques et les éléments du système de portail sont montés sur des plaques de fonte unilatérales, et dans la production à petite échelle et unique, les modèles en bois

renforcés sur des plaques de coordonnées ou dans des plaques-cadres de composition. Le modèle sur la plaque de coordonnées et dans la plaque de cadre est remplacé sur le lieu de travail dans un délai de 20 à 30 minutes.

Sur la base de la méthode de compactage du mélange dans le ballon, on distingue les machines à presser avec pressage inférieur et supérieur, les machines à secouer, les machines à secouer avec pré-pressage et les machines à lancer du sable.

Compactage du mélange sur machines à pressage par le bas. Le schéma de fonctionnement d'une telle machine est présenté sur la Fig. 17. Une table est fixée à un piston de presse placé dans un cylindre. Il y a une plaque modèle dessus, se déplaçant dans un cadre fixe. Le ballon est placé sur les broches d'un cadre fixe et rempli du mélange, en le nivelant sur toute la surface. Après cela, le ballon avec le mélange est placé sous une traverse fixe. Lorsque de l'air comprimé est fourni au cylindre, le piston de presse monte, le modèle est introduit dans le mélange et le compacte. Lorsque l'alimentation en air s'arrête, le piston est abaissé et le modèle est retiré.

Avec le pressage par le bas, la densité la plus élevée du mélange est créée au niveau du modèle et diminue vers le haut du flacon, augmentant légèrement au niveau de la traversée, ce qui constitue l'avantage de cette méthode.

La consommation électrique importante pour vaincre la force de frottement du mélange contre les parois du flacon limite le champ d'application de ces machines. Ils peuvent être utilisés pour des flacons de dimensions libres jusqu'à 1100X800 mm et de hauteurs jusqu'à 150 mm.

Compactage du mélange sur machines à pressage supérieur. Le schéma de fonctionnement de cette machine est présenté sur la Fig. 18. Une table est fixée à un piston de presse placé dans un cylindre, sur lequel se trouve une plaque avec un modèle. Après avoir installé le ballon avec le cadre de remplissage et les avoir remplis du mélange de moulage, de l'air comprimé est fourni au cylindre à une pression de 6 kgf/cm2. Sous l'influence de l'air, le piston, accompagné de la table et de l'équipement de modelage monté sur celle-ci, monte vers le haut, tandis que le bloc de pressage, monté sur la traverse, est inséré dans le cadre de remplissage et compacte le mélange dans le ballon.

Après l'arrêt de l'alimentation en air comprimé du cylindre, la table s'abaisse sous l'influence de sa propre gravité.

Compactage du mélange sur secoueuses. Cette méthode de compactage du mélange, malgré certains inconvénients inhérents, est la plus courante, car elle permet de réaliser des moules pour de grandes pièces moulées complexes en flacons, avec des dimensions claires de 3000 X 2000 mm et une hauteur allant jusqu'à 750 mm.

Riz. 16. Types de plaques modèles : a - unilatérales ; b - coordonnée : c - cadre-plaque de composition ; 1 - plaque principale ; g - insérer la plaque modèle ; 3 - modèle, 4 - récupérateur de scories ; 5 - contremarche; 6 - vis de poussée.

Riz. 17. Schéma de fonctionnement d'une machine avec pressage par le bas.

En figue. La figure 19 montre un schéma de fonctionnement d'une machine à secouer avec prépressage. Il comporte deux cylindres : un cylindre de pressage et un cylindre de secouage, ce dernier servant de piston au premier. À l'intérieur du cylindre se trouve un piston de secouage sur lequel est montée la table. Une plaque modèle avec un modèle est montée sur la table.

Un flacon avec un cadre est installé le long des broches sur la plaque modèle. Après avoir rempli le ballon et le cadre avec le mélange, de l'air comprimé est fourni à la cavité du cylindre agitateur, sous la pression duquel le piston agitateur monte. Dans ce cas, l'orifice d'entrée est obstrué par la surface latérale du piston, l'orifice d'échappement s'ouvre et l'air s'échappe dans l'atmosphère.

La table avec la plaque modèle et le flacon, sous l'influence de sa propre gravité, tombe sur l'extrémité du cylindre, de sorte que lors de l'impact, le mélange de moulage dans le flacon est compacté. Lorsque le piston est abaissé, l'orifice d'entrée s'ouvre à nouveau et le cycle se répète. Généralement, la table s'élève à une hauteur de 30 à 80 mm et effectue 30 à 120 coups par minute. Pour compacter le mélange, 20 à 40 coups suffisent.

Une fois le processus d'agitation terminé, l'air comprimé pénètre dans la cavité du cylindre de presse et la plaque modèle et l'équipement entrent en contact avec le bloc de presse monté sur la traverse. Le bloc pénètre dans la cavité du cadre de remplissage et compacte les couches supérieures du mélange (Fig. 19, d et e).

Compactage du mélange avec une tête multi-piston. Lors du compactage du mélange avec un bloc de pressage rigide (Fig. 19), notamment dans les moules de grandes dimensions, il est difficile d'obtenir un compactage uniforme. Dans de tels cas, il est recommandé d'utiliser une tête à plusieurs pistons (Fig. 20), dans laquelle le mélange de moulage est pressé par un grand nombre de patins de pressage équipés d'entraînements hydrauliques à piston. Chaque patin, sous l'influence de l'huile sur le piston, appuie sur la zone du moule située en dessous, quelles que soient les zones voisines.

Le compactage du mélange avec des souffleuses à sable est largement utilisé pour mécaniser le remplissage et le compactage du mélange dans de grands flacons et carottiers. La productivité des sableuses est de 12 D° à 80 m3/h de mélange compacté.

La principale partie active du souffleur de sable est la tête (Fig. 21). Un rotor tourne dans un boîtier en acier sur lequel une lame de godet est fixée à l'aide d'un accouplement. À travers une fenêtre dans le boîtier, un convoyeur à bande alimente en continu le mélange de moulage qui, lorsque le rotor tourne rapidement, est capturé par une lame, quelque peu compacté et projeté dans le ballon à travers la fenêtre sous forme de petits emballages. Avec une vitesse d'écoulement élevée du mélange depuis la fenêtre et un mouvement continu de la tête du lanceur de sable sur toute la surface du ballon, un compactage uniforme de toutes les couches du mélange est créé, quelle que soit la hauteur du ballon.

L'URSS exploite avec succès des lignes de moulage automatisées de la production nationale - conceptions du VNII lit-mash, NII Traktorselkhozmash, Giprosantekhprom, etc., et des sociétés étrangères.

Le processus de formage, d'assemblage et de poinçonnage sur ces lignes est entièrement automatisé ; l'opérateur contrôle uniquement les mécanismes à l'aide de boutons.

Les opérations de pose du noyau et de coulée sont effectuées manuellement et sur certaines lignes, le processus de coulée est également automatisé.

En figue. La figure 23 montre un schéma d'une ligne automatisée de la société Gizag (GDR). Il se compose de deux moules à presse semi-automatiques pour la fabrication des moitiés inférieure (item IV) et supérieure (item II) des moules et d'un convoyeur de coulée (item VII). La forme assemblée à la position X arrive à la pos. XI - au convoyeur de marchandises, où il est chargé, et à la pos. XII, où il est rempli de métal. Avec un mouvement ultérieur, la forme coulée pénètre dans la chambre de refroidissement (pos. XIII), équipée d'un puissant système de ventilation. À la pos. XIV Le poids est retiré du moule refroidi.

Le ballon supérieur est rapproché par un dispositif de traction jusqu'à la pos. I et est transféré à la machine de fabrication des moitiés supérieures des moules (point II). La moitié inférieure du moule avec la coulée et un morceau de mélange se déplace vers la pos. III, où le flacon inférieur est tiré, retourné et transféré vers une machine pour fabriquer les moitiés de moule inférieures (point IV).

A l'approche du poussoir, le morceau de mélange avec la coulée est transféré en pos. Grille de refroidissement en V (stockage). Après un court refroidissement, il arrive en pos. VI - grille knock-out, où le casting est détruit et libéré.

La machine de formage comporte deux presses, entre lesquelles se trouvent un mécanisme de levage et un distributeur de mélange. Lorsque le flacon arrive, il est associé à la plaque modèle et pressé contre la trémie doseuse, tandis qu'une certaine partie du mélange est distribuée dans le flacon. Ensuite, le flacon est transféré vers la presse gauche ou droite, dotée d'une tête multi-piston.

Après le processus de pressage, le demi-moule inférieur revient à la position médiane où, après avoir abordé le modèle, il est poussé vers l'extérieur par le flacon entrant et transféré dans la position. VIII. Ici, la moitié inférieure du moule est retournée et installée sur la plate-forme du convoyeur. À la pos. Des tiges IX sont installées dans cette demi-forme.

En approchant de la pos. X La moitié inférieure du moule est recouverte de la moitié supérieure et le moule est envoyé au remplissage. Le demi-moule supérieur est réalisé de manière similaire à celui du bas.

La productivité de la ligne, selon le type de machine de moulage et la taille des flacons, est de 200 à 280 moules par heure.

Riz. 23. Schéma d'une ligne de moulage automatisée.

Transcription

1 Technologie de fonderie SOMMAIRE INTRODUCTION Fabrication de complexes de modèles Informations générales Équipements et outils Matériaux et mélanges de moulage Informations générales Propriétés des mélanges à mouler Préparation des mélanges de moulage et de noyaux Fabrication de moules Informations générales Outils pour le moulage manuel Boîtes Moulage en flacons Moulage par machine Systèmes de passage Fabrication de noyaux Assemblage de moules

2 INTRODUCTION Informations générales sur le moule de coulée Une coulée est obtenue en remplissant la cavité du moule de coulée avec du métal liquide. Une fois coulé, le métal liquide refroidit dans le moule et se solidifie pour former une pièce coulée. Considérons la séquence du processus technologique de fabrication d'une pièce moulée en utilisant l'exemple de coulée d'une bague en fonte 1. Sur la base du dessin de la bague, un modèle en bois 2 est réalisé. Le modèle est un dispositif permettant d'obtenir une empreinte dans le forme correspondant à la configuration et aux dimensions de la pièce moulée. Les modèles sont fabriqués à partir de bois, de métal, de plâtre, de plastique et d'autres matériaux. Le modèle de bague se compose de deux moitiés mutuellement centrées à l’aide de tenons et de douilles. Le trou dans le manchon 1 est réalisé par la tige 3. La tige fait partie du moule de coulée. Il est réalisé à partir d'un mélange de noyaux, compacté dans la caisse 4. Après sortie de la caisse, la tige est séchée à l'étuve. Lors de l'assemblage du moule, la tige sèche est installée avec des marques de tige dans les alvéoles de moule correspondantes obtenues à l'aide des marques 5 du modèle 2. La longueur de la tige est supérieure à la longueur de la cavité de coulée du nombre de marques. Le moule du manchon est assemblé à partir de deux moitiés : la supérieure 6 et la inférieure 7. Les moitiés sont constituées d'un mélange de moulage compacté dans des cadres 8 en fonte ou en acier, appelés flacons. Réalisation d'un moule à douille La moitié du modèle 2 est installée sur la plaque arrière 9, à partir de laquelle il faut obtenir une empreinte dans la moitié inférieure du moule, ainsi que le flacon 8. La surface du modèle 2 et du flacon 9 est saupoudré ou pulvérisé avec un liquide de démoulage, après quoi le mélange de moulage est versé dans le flacon et compacté. L'excès de sable de moulage est nettoyé de la surface du demi-moule compacté, le flacon est tourné à 180 degrés et placé sur la plaque arrière 9. Ensuite, la moitié supérieure du modèle est installée sur la moitié inférieure du modèle et la moitié supérieure sur le flacon inférieur. La surface du modèle est à nouveau saupoudrée de sable de séparation, les modèles du système de porte sont placés, le mélange de moulage est versé dans le ballon supérieur et il est compacté. La moitié supérieure du moule est retirée, les moitiés des modèles sont retirées, le noyau est installé et le moule est assemblé. Pour assembler le moule, les flacons sont équipés de douilles spéciales 10, qui comprennent des axes de centrage. Métal liquide

3, lors du remplissage du moule, appuie sur les parois du moule, ce qui permet au flacon supérieur de s'élever, puis un espace se forme le long du plan de séparation à travers lequel le métal peut s'écouler hors du moule. Pour éviter cela, la demi-forme supérieure est fixée au support inférieur 12, et parfois un poids est placé sur le flacon supérieur. Lors de la coulée, le métal liquide pénètre dans la cavité 13 du moule par les canaux d'entrée. Le système de canaux qui amène le métal dans le moule est appelé système de portes. Le système de portes se compose d'une colonne montante 14 (canal vertical), d'un récupérateur de laitier 15 et d'un alimentateur 16, à travers lesquels le métal pénètre dans la cavité du moule. Le système d'entrée comprend également une saillie 17. La saillie est utilisée pour libérer l'air et les gaz du moule, ainsi que pour contrôler le remplissage du moule avec du métal. Une fois le métal solidifié et refroidi, le moule est détruit et la pièce moulée est débarrassée du sable de moulage, les carottes sont coupées et la surface de la pièce moulée est nettoyée du sable de moulage. Le moule de coulée décrit ci-dessus est dit jetable car il est utilisé une seule fois. En règle générale, les moules de coulée uniques sont fabriqués à partir de mélanges de moulage dont le composant principal est du sable de quartz. L'argile est utilisée comme liant qui donne de la résistance au mélange. La résistance de tels mélanges est relativement faible et la pression du métal liquide sur les parois du moule est assez élevée, de sorte que les moules à partir de mélanges sable-argile doivent être fabriqués à parois épaisses. Cependant, si des matériaux spéciaux sont utilisés comme liant, conférant une résistance élevée au sable de moulage, le moule de coulée peut alors être constitué d'une coque (à paroi mince). Cela vous permet de réduire considérablement la consommation de sable de moulage et, grâce à ses propriétés particulières, d'augmenter la précision et la propreté des surfaces des pièces moulées. Dans des moules uniques à parois épaisses à partir de mélanges sable-argile, il est possible de produire des pièces moulées de configurations très complexes pesant de plusieurs grammes à des dizaines de tonnes à partir de divers alliages, à la fois en production unique, en série et en série. Ceci s'explique par la relative simplicité du processus technologique, le faible coût des matériaux utilisés, la précision suffisante des pièces moulées, la bonne propreté des surfaces et les possibilités de mécanisation et d'automatisation du processus de fabrication. Dans la production de fonderie, on utilise également des moules fabriqués à partir de masses spéciales hautement réfractaires, par exemple à base de graphite. Dans de tels moules, il est possible de produire jusqu'à plusieurs dizaines de pièces moulées sans usure importante du moule. Ces formes sont dites semi-permanentes. Ils sont utilisés dans la production à petite échelle de pièces moulées en fonte et en alliages non ferreux (aluminium, cuivre). Pour une production de masse et à grande échelle

4, la durabilité de ces formes est insuffisante et pour une production unique, le coût de leur production est élevé. Les formes métalliques, également appelées formes permanentes, sont largement utilisées. Ces moules peuvent produire de plusieurs dizaines à plusieurs milliers de pièces moulées en acier, fonte et alliages non ferreux. Les pièces moulées peuvent avoir une configuration complexe et peser plusieurs tonnes. Le plus souvent, des pièces moulées de petit et moyen poids (jusqu'à plusieurs dizaines de kilogrammes) en alliages légers non ferreux sont réalisées dans des moules métalliques. Les pièces moulées produites dans des moules métalliques ont une surface propre et une précision dimensionnelle accrue. L'utilisation de moules permanents permet d'éliminer le sable de moulage, d'améliorer les conditions de travail, de mécaniser et d'automatiser la production. Cependant, le coût des moules métalliques est assez élevé, ils sont donc utilisés dans la production de pièces moulées à grande échelle et en série. Le processus technologique de fabrication de pièces moulées dans des moules uniques est largement utilisé dans les fonderies. Il se compose de divers processus effectués dans des ateliers ou départements spéciaux de la fonderie. Le processus technologique de fabrication d'une pièce moulée commence par la préparation d'un ensemble de modèles : modèles ou plaques modèles, boucliers modèles, boîtes à noyaux, plaques de séchage, gabarits pour vérifier les dimensions du moule et des tiges, gabarits et gabarits pour vérifier la bonne installation de tiges dans le moule, flacons, épingles, etc. Un kit de modélisme est produit dans un atelier de modélisme ou dans le département de modélisme d'une fonderie. Un maillon tout aussi important de la chaîne technologique est la préparation des matériaux pour la fabrication d'un moule de coulée. Les matériaux de moulage sont des matériaux utilisés pour fabriquer des moules ponctuels et semi-permanents. Ce sont des sables, des liants et des additifs spéciaux. Les matériaux de moulage initiaux sont stockés dans l'entrepôt des matériaux de moulage dans des conteneurs et des bunkers spéciaux. A leur arrivée à l'entrepôt, ils doivent vérifier si leur qualité est conforme au certificat. Le contrôle qualité des matériaux de moulage est effectué dans des laboratoires spéciaux. Le processus de fabrication de moules de coulée est appelé moulage. Dans la production en fonderie, le moulage manuel et mécanique est utilisé : dans la production individuelle et à petite échelle, le moulage manuel (les moules sont généralement fabriqués à partir de modèles en bois), en flux de masse et en production de masse, le moulage mécanique (les moules sont fabriqués sur des machines à l'aide de modèles métalliques) .

5 Les baguettes sont obtenues à l'aide de boîtes ou de gabarits. Les tiges finies sont séchées dans des fours spéciaux (sécheurs) pour augmenter leur résistance, leur perméabilité aux gaz et également réduire leur capacité à former des gaz. Avant la mise en place dans le moule, les tiges sont peintes avec des peintures constituées de matériaux réfractaires : graphite, quartz saupoudré, zircon sans fer, etc., ce qui est nécessaire pour augmenter la propreté de la surface de coulée. Avant assemblage, les demi-moules bruts sont saupoudrés (de graphite, talc, charbon de bois...) et peints pour obtenir une surface de coulée propre. Si la pièce moulée comporte une cavité, un noyau est installé dans le moule avant l'assemblage. Ensuite, le moule est assemblé, les flacons sont fixés avec des boulons ou des agrafes et soumis au coulage du métal liquide. Les fonderies et les déchets de fonte, de fonte et d'acier sont utilisés comme matières premières pour la production de fer et d'acier liquides. Copeaux briquetés, ferro-alliages, combustibles et fondants. Ces matières premières sont appelées matériaux de charge. Ils sont stockés dans un entrepôt de chargement, où les matières premières sont également préparées pour la fusion : tri, concassage aux tailles requises, mélange, pesée de portions individuelles de divers matériaux conformément au calcul pour obtenir la composition chimique spécifiée du métal. La charge préparée est transportée par des véhicules spéciaux jusqu'au service de fusion pour la préparation du métal liquide (fusion des métaux). Les fours de fusion sont des unités conçues pour fondre et surchauffer les métaux et alliages ferreux et non ferreux. Pour la fonte de la fonte, des fours à cubilot spéciaux, des fours électriques et des fours à flamme sont utilisés ; pour la fusion de l'acier, les fours à sole, les convertisseurs, les fours électriques, pour la fusion des alliages non ferreux, les fours électriques et les fours à flamme. Le métal en fusion doit être surchauffé dans un four jusqu'à une certaine température pour qu'il remplisse bien le moule. Après fusion et surchauffe, le métal est coulé du four dans différentes poches et transporté vers la zone de remplissage du moule. Le métal versé dans le moule, transférant la chaleur au moule, refroidit et durcit. Une fois les pièces moulées refroidies, les moules sont détruits (démontés) et les pièces moulées sont retirées des moules. Le démoulage des moules n'est effectué qu'après que la pièce moulée ait refroidi jusqu'à une certaine température, car à haute température, les alliages ne sont pas assez résistants et la pièce moulée peut s'effondrer. Le poinçonnage des formulaires est effectué sur des installations spéciales situées dans le département ou au niveau de la zone de poinçonnage. Les pièces moulées présentent des carottes, des pores, parfois des bavures et des déversements de métal ; leur surface peut être contaminée par le sable de moulage qui y a brûlé.

6 La découpe ou le parage des carottes, des bavures, des bavures et le nettoyage de la surface des pièces moulées sont effectués dans le département de nettoyage et de parage des pièces moulées avec un outil spécial, dans les installations de grenaillage et de grenaillage, dans les installations hydrauliques, sablage-hydrauliques et nettoyage des tambours. Après cela, les pièces moulées sont envoyées au service de contrôle technique (QCD). Ici, les pièces moulées sont inspectées : leurs dimensions et leur étanchéité, la présence de défauts internes et externes (trous de retrait, trous de gaz, fissures, etc.), les propriétés mécaniques et la structure métallique sont vérifiées. Les pièces moulées présentant des défauts mineurs sont corrigées de diverses manières : soudage au gaz et électrique, imprégnation de résines diverses, application de mastic, etc. Très souvent, afin d'obtenir la structure et les propriétés mécaniques requises et de soulager les contraintes internes, les pièces moulées sont soumises à un traitement thermique par chauffage et refroidissement selon des conditions strictement spécifiées (en fonction du temps et de la température) dans des fours thermiques. Cette opération est réalisée dans le service thermique de la fonderie. Les pièces moulées sont ensuite nettoyées et inspectées à nouveau. Accepté par le service de contrôle qualité ou le contremaître de fonderie. Les pièces moulées sont envoyées à l'entrepôt de produits finis, puis de là pour être usinées. Certaines pièces moulées sont peintes avant d'être envoyées à l'atelier d'usinage pour éviter la corrosion. Lors du traitement mécanique, les pièces moulées reçoivent la forme géométrique finale, la précision et l'état de surface requis, prévus dans les dessins et les spécifications techniques de la pièce finie. Il s'agit du processus le plus exigeant en main-d'œuvre en génie mécanique, puisque les coûts d'usinage représentent 40 à 60 % du coût de fabrication d'une machine. Par conséquent, il est nécessaire de s’efforcer de produire des pièces moulées avec des surépaisseurs d’usinage minimales ou si précises et propres qu’un usinage n’est pas nécessaire. Production de maquettes Informations générales Pour la production de pièces moulées, un grand nombre d'appareils différents sont utilisés, appelés équipements de fonderie. Une partie de l'équipement de fonderie, qui comprend tous les dispositifs technologiques nécessaires pour obtenir un modèle de coulée sous forme d'empreinte, est appelée maquette. Le kit de modélisation se compose de modèles moulés et d'éléments du système de porte ; boîtes à noyaux ; plaques modèles pour l'installation ou

7 fixations des modèles de coulée et du système de portail ; plaques de séchage et dispositifs pour la finition et le contrôle des moules et des noyaux. Lors du moulage, en plus du kit de maquette, des flacons et divers dispositifs sont utilisés - cadres de remplissage, boucliers, épingles, agrafes, etc. Par conséquent, avec le concept de kit de moulage, c'est-à-dire un ensemble complet d'équipements nécessaires pour obtenir un formulaire unique. Les maquettes sont réalisées par des modélistes, généralement hautement qualifiés. Le kit de modèle doit satisfaire aux exigences de base suivantes : 1) Fournir un moulage d'une certaine forme géométrique et taille ; 2) Avoir une résistance et une durabilité élevées, c'est-à-dire assurer la production du nombre requis de moules et de noyaux ; 3) Être technologiquement avancé en production ; 4) Avoir un poids minimal et être facile à utiliser ; 5) Avoir un coût minimum tenant compte du coût des réparations ; 6) Maintenir la précision dimensionnelle et la résistance pendant une certaine période de fonctionnement. La précision, la résistance et la durabilité requises d'un kit de modélisme dépendent des conditions de production unique, en série et en série. Dans la production unique et à petite échelle, les maquettes en bois sont le plus souvent utilisées ; en production de masse et à grande échelle - des maquettes en métal, qui, bien que plus chères, sont beaucoup plus durables que celles en bois. Dans la production de masse, les modèles en plastique, comme les résines époxy, ainsi qu'en plâtre et en ciment, sont souvent utilisés avec succès. Les modèles en métal et en plastique conservent une précision dimensionnelle pendant une longue durée de vie, contribuent à obtenir une configuration de coulée claire, sont solides et durables. Cependant, le coût de fabrication des modèles en métal et en plastique est 3 à 5 fois plus élevé que le coût de fabrication des modèles en bois, leur utilisation doit donc être justifiée par des calculs économiques. Le choix correct et économiquement judicieux du matériau pour un kit de modélisme peut réduire considérablement le coût des pièces moulées.

8 Équipements et outils Équipement. Pour la transformation du bois, des scies et des machines circulaires et à ruban sont utilisées : raboteuses, raboteuses, fraiseuses, meuleuses et tenonneuses. Une scie circulaire est utilisée pour le sciage longitudinal et transversal des planches et des barres. La scie à ruban est utilisée pour le sciage droit et courbé de planches. Le bois est alimenté manuellement sous le tranchant d’une lame à bande fermée se déplaçant verticalement. Pour un fonctionnement en toute sécurité, la lame de la courroie ainsi que les poulies sont protégées par un boîtier en treillis métallique. Une machine à assembler est utilisée pour traiter les plans des barres et des planches. Sur la plaque de la table de la machine se trouve un arbre avec des couteaux à plaque, qui tourne à partir d'un moteur électrique. En déplaçant le plateau de table à l'aide de vis, une certaine épaisseur d des copeaux de coupe est réglée. Les planches sont introduites manuellement dans la dégauchisseuse, les planches étant pressées contre la plaque. Une raboteuse d'épaisseur est utilisée pour planifier la surface d'une planche et niveler son épaisseur. Habituellement, les planches sont rabotées sur des machines à raboter, dont l'une des surfaces est traitée sur une dégauchisseuse. Une raboteuse d'épaisseur a une table qui se déplace verticalement pour définir l'épaisseur spécifiée de la planche à raboter, et un arbre avec des couteaux qui tournent à partir d'un moteur électrique. La planche est amenée à l'arbre du couteau par des rouleaux et des rouleaux spéciaux. Les fraiseuses traitent les surfaces courbes des pièces en bois, en particulier pour les boîtes à noyaux, qui présentent un grand nombre de surfaces courbes. Il existe plusieurs types de fraiseuses : verticales, horizontales et à copier. La ponceuse est utilisée pour poncer les flans en bois des modèles et des boîtes à noyaux avec une bande ou du papier de verre. Les rectifieuses existent en différentes versions : à bande, à disque et combinées. Un tour est utilisé pour traiter des ébauches de modèles et des boîtes à noyaux en forme de corps de révolution. La pièce est renforcée au centre de la machine sur une plaque frontale ou dans un mandrin spécial. Les flans d'un diamètre de mm avec les fibres de bois disposées perpendiculairement à l'axe de rotation sont fixés à la plaque frontale avec des vis. Ebauches pour modèles de poulies, volants et

9 autres modèles d'un diamètre de 3000 mm et plus sont usinés sur tours. Pour raboter, fraiser, percer, poncer, visser, etc. Ils utilisent des outils électrifiés, qui facilitent grandement le travail du modéliste. Les outils les plus courants sont les suivants : une scie circulaire électrique, modèle I-78, avec une boîte de vitesses pour couper des pièces, scier des rainures et autres travaux, une scie à ruban électrique, une raboteuse électrique, une fraise électrique, un alésoir électrique, ainsi que ainsi qu'un outil pour le meulage électrique des surfaces du modèle. Outil de mesure. Lors de la fabrication de modèles et de boîtes à noyaux, des outils de mesure sont utilisés : retraitomètre, équerre, toise, raboteuse, compas, pied à coulisse, jauge d'alésage et pied à coulisse. Un appareil de rétraction est utilisé pour mesurer les dimensions des ébauches de modèles et des boîtes à noyaux. Les compteurs de retrait (règles) sont plus longs qu'un simple mètre ordinaire en fonction du retrait de l'alliage de coulée. Une équerre est utilisée pour vérifier les angles droits et marquer les lignes perpendiculaires sur les barres et les planches ; elle est constituée d'un bloc et d'une fine règle insérée à l'intérieur à angle droit. Lors de l'utilisation d'une équerre, le bloc est appliqué sur le plan de la pièce, pris comme base. Le repère, en métal ou en bois, sert au contrôle des différents angles et au marquage ; il est constitué d'un bloc et d'une règle (stylo), reliées au bloc par une vis articulée. Un épaississeur est nécessaire pour tracer des lignes parallèles sur les barres et les planches. Deux barres de bois ou de métal avec des broches métalliques aux extrémités sont insérées dans le bloc épaississeur. Pendant le fonctionnement, le bloc est pressé contre le plan de base de la carte et chaque bloc est fixé à une certaine distance du plan du bloc à la broche métallique. Lors du déplacement du bloc, une épingle métallique marque la surface de la planche. Les pieds à coulisse sont utilisés pour mesurer les dimensions extérieures des corps en rotation, ainsi que l'épaisseur des produits ; avec une jauge d'alésage, les diamètres des trous, des évidements et les distances entre les différentes parties du modèle sont mesurés. Les grands cercles sont marqués avec des pieds à coulisse.

10 Outils de coupe et de rabotage. Lors de la fabrication de modèles et de boîtes à noyaux, des outils de rabotage et de coupe sont utilisés : ciseaux, sherhebels, rabots, dégauchisseuses, tsinubels, forets et dispositifs de roulage. Les ciseaux plats sont utilisés pour traiter des surfaces plates et convexes. À l'aide de ciseaux semi-circulaires, découpez les surfaces courbes internes. Les canneberges sont utilisées pour traiter des surfaces qui ne peuvent pas être traitées avec des ciseaux ordinaires. A l'aide d'un burin, des évidements sont réalisés dans les modèles et les boîtes à noyaux. Sherhebel est utilisé pour le traitement grossier du bois. Une plaque à lame semi-circulaire, fixée par une cale, est insérée dans la fente du bloc Scherhebel selon un angle de 45°. Pour obtenir une surface plus propre, des plans simples ou doubles sont utilisés. Les raboteuses à double fraise traitent les surfaces d'extrémité et de lobe des pièces. Les plans de plus de 300 mm, lorsqu'il est nécessaire d'obtenir une surface plane du produit, sont rabotés avec une dégauchisseuse. La structure de la dégauchisseuse est similaire à celle d’une raboteuse. Matières à mouler et mélanges Informations générales Les matières à mouler sont les matériaux utilisés pour la fabrication de moules et de noyaux de coulée. Les matériaux de moulage sont divisés en matériaux de moulage initiaux, mélanges de moulage et de noyau et composés de moulage auxiliaires. Les matériaux de moulage initiaux sont divisés en deux groupes : 1) la base principale du mélange réfractaire (sable de quartz, etc.), les liants (argile, résines diverses, autres liants) ; 2) auxiliaires, par exemple divers additifs (charbon, farine de bois, tourbe, etc.), conférant au mélange de moulage ou de noyau certaines propriétés. Les mélanges de moulage et de noyau sont préparés à partir de matériaux de moulage initiaux et de mélanges de déchets (mélanges qui ont été mis en

11 utilisation). La composition des mélanges dépend du but recherché, de la méthode de moulage et du type de métal versé dans le moule. Les aides au moulage sont les matériaux (peintures, adhésifs, mastics) nécessaires à la finition et à la correction des moules et des noyaux. Propriétés des sables de moulage Pour obtenir des moules, des noyaux et des pièces moulées adaptées de haute qualité, les sables de moulage et de noyau doivent avoir des propriétés technologiques qui répondent à certaines exigences. Pour un bon compactage du mélange de moulage dans le ballon, la plasticité du mélange est d'une grande importance - la capacité à se déformer sous l'influence de forces extérieures appliquées ou de son propre poids, qui assure la réalisation d'une empreinte de modèle ou le remplissage de la cavité de la boîte à noyau. La plasticité du mélange de moulage et de noyau dépend des propriétés des composants du mélange et des liants utilisés. Par exemple, un mélange avec un liant pétrolier a une grande plasticité ; les mélanges sable-argile ont peu de plasticité. Le moule de coulée doit avoir une résistance suffisante pour qu'il ne s'effondre pas lors de l'assemblage, du transport et du coulage du métal. Par conséquent, le mélange de moulage doit avoir une certaine résistance - la capacité de résister à la destruction sous charge. La résistance du sable de moulage dépend de la granulométrie du sable, de l'humidité, de la densité et de la teneur en argile ou en liants du mélange. Avec l'augmentation de la densité, la diminution de la taille des grains de sable et l'augmentation de la teneur en argile, la résistance du mélange augmente. La coulabilité du mélange affecte sa congélation dans les bacs, le remplissage et l'uniformité de répartition du mélange lors du versement dans le ballon, la qualité et la durée du mélange du mélange dans les mélangeurs. L'agglutination est associée à la fluidité - la capacité d'un mélange à former des grumeaux. La fluidité et l'agglutination dépendent de la force des liaisons des grains de sable aux points de contact. La densité initiale (volume) du mélange augmente le compactage uniforme du moule. Par conséquent, le mélange doit avoir une bonne fluidité - un minimum d'agglutinations. La résistance de la surface est d'une grande importance - la résistance de la couche superficielle d'un moule ou d'une tige à l'abrasion. La résistance de la surface est caractérisée par l'effritement. Pendant le processus de coulée et de refroidissement de la pièce moulée, les parois du moule sont chauffées par le métal à des températures élevées, presque égales à la température du métal,

12 Par conséquent, les matériaux de moulage doivent avoir une résistance élevée au feu. C'est l'une des principales exigences relatives aux matériaux de moulage. La résistance au feu - la capacité d'un mélange à résister au ramollissement ou à la fusion sous l'influence d'une température élevée du métal liquide - dépend de la résistance au feu des composants du mélange et de leur rapport quantitatif. Plus il y a d'impuretés dans le sable et l'argile, moins les mélanges de moulage et de noyau sont résistants au feu. Plus le sable est grossier et moins il contient d'impuretés, de poussières et de silice, plus le mélange est résistant au feu. Lors du processus de coulée d'un moule avec du métal, les matières organiques incluses dans le mélange de moulage (liants, sciure de bois) brûlent et libèrent des gaz, l'humidité s'évapore et forme une grande quantité de vapeur. La capacité d’un mélange à libérer des gaz lors du versement est appelée teneur en gaz. Elle est déterminée par la quantité de gaz libérée par 1 kg du mélange. Les gaz, vapeurs et air qui en résultent ont tendance à quitter le moule à travers les pores du sable de moulage. Il doit donc avoir une perméabilité aux gaz suffisante. Perméabilité aux gaz - la capacité d'un mélange à laisser passer les gaz dépend de la qualité et de la quantité des composants argileux et du sable de quartz. Plus il y a de sable dans le mélange de moulage et plus il est gros, plus la perméabilité aux gaz du mélange est élevée, et vice versa. La perméabilité aux gaz dépend également de la forme des grains de sable, de l'humidité, de la présence de poussières, de charbon, du degré de compactage, etc. Plus il y a de poussière dans le sable, moins il est perméable aux gaz. Avec une formation rapide de gaz et une perméabilité aux gaz insuffisante du mélange, la pression du gaz dépasse la pression du métal coulé et le gaz a tendance à quitter le moule non pas à travers le mélange, mais à travers le métal. Dans ce cas, des poches de gaz peuvent apparaître dans les coulées. Pendant le processus de solidification et de refroidissement, les dimensions de la pièce moulée diminuent en raison du retrait du métal. Cependant, la forme empêche le retrait, ce qui peut entraîner des contraintes et des fissures dans la pièce moulée. Par conséquent, le mélange de moulage doit avoir une certaine souplesse - la capacité de rétrécir en volume et de se déplacer sous l'influence du retrait de la pièce moulée. La résistance élevée et la perméabilité aux gaz du sable de moulage sont assurées par la répartition uniforme des composants constitutifs dans le sable de moulage résultant d'un mélange minutieux. Les mélanges de moulage et de noyaux doivent avoir une adhérence minimale au modèle ou à la boîte à noyaux, qui dépend de la teneur en humidité, du liant et de ses propriétés. Le caractère collant du mélange augmente avec la quantité de liquide contenu dans le mélange. La vinasse sulfite-alcool augmente l'adhérence du mélange, tandis que les liants pétroliers la réduisent.

13 Hygroscopique - la capacité du mélange de moulage et de noyau à absorber l'humidité de l'air dépend des propriétés de l'additif liant. Les tiges fabriquées à partir de mélanges de vinasse au sulfite sont hautement hygroscopiques. Par conséquent, les moules assemblés avec de telles tiges ne peuvent pas être conservés avant de couler le métal, sinon les trous de gaz défectueux augmenteraient. Durabilité - la capacité du mélange à conserver ses propriétés après des versements répétés. Plus le mélange est durable, moins de matériaux de moulage frais sont ajoutés au mélange usé lors de son traitement. Dépoussiérer le mélange de déchets et introduire du sable et de l'argile frais permettent de restaurer les propriétés du mélange. Knockout - la capacité d'un mélange de noyau à être facilement éliminé lors de son extraction d'une pièce moulée refroidie dépend de la quantité de sable, d'argile et du type de liant présent dans les mélanges de noyau. Préparation des mélanges de moulage et de noyaux Les mélanges de moulage et de noyaux sont préparés à partir de matériaux de moulage argilo-sableux frais, d'additifs et de mélanges de déchets. Selon la masse des pièces moulées, la consommation de sables de moulage varie de 500 à 1 300 kg et de matières fraîches de 500 à 1 000 kg pour 100 kg de pièces moulées appropriées. Le processus technologique de préparation des sables de moulage comprend les opérations principales suivantes : 1) prétraitement des matériaux de moulage frais et des additifs ; prétraitement du sable de moulage usé ; 3) préparer un mélange à partir de sables de moulage, d'additifs et de liants frais et usagés préalablement préparés. Le prétraitement des matériaux de moulage frais comprend le séchage du sable, le broyage fin du charbon, le tamisage du sable et du charbon. Avant réutilisation, le mélange usé est refroidi, détaché, soumis à une séparation magnétique et tamisé. Le sable et l'argile sont séchés dans différents fours (tubulaires, verticaux et horizontaux) et sur des plaques. Les étuves de séchage verticales et horizontales sont les plus courantes. Les fours verticaux sont utilisés pour sécher le quartz et les sables peu argileux. Ils ne sont pas utilisés pour les sables bitumineux et les argiles en raison de l'adhérence des matériaux aux disques et aux charrues. Les installations de séchage de sable en lit fluidisé sont largement utilisées. Dans les ateliers mécanisés, le sable et l'argile sont séchés dans des fûts avec de l'eau

14 refroidissement du sable après séchage. Le sable frais est séché à 250 C. La productivité de tels séchoirs est de 5 à 20 t/h et plus. Récemment, des installations de séchage de sable à air chaud ont commencé à être utilisées. Le sable du bunker est chargé dans un tuyau dans lequel est amené par le bas de l'air chauffé à C. Le sable brut est transporté vers le haut à une vitesse de m/s et sèche rapidement. La productivité de l'installation peut atteindre jusqu'à 15 t/h de sable sec. L'argile sèche est broyée et tamisée jusqu'à obtenir un état poudreux. L'argile est broyée dans des canaux ou des broyeurs à boulets. Le broyage fin de l'argile et du charbon est réalisé dans des broyeurs à boulets. Un broyeur à boulets est un tambour métallique recouvert de tuiles en acier avec des espaces entre elles. L'argile ou le charbon est chargé dans le tambour via un entonnoir. Lorsque le tambour tourne, les billes d'acier à l'intérieur broient l'argile ou le charbon. Le matériau broyé tombe à travers les interstices entre les carreaux et est tamisé à travers un tamis. Le matériau fini est déversé hors du tambour. Productivité des broyeurs à boulets kg/h. Au lieu de l'argile sèche, on utilise souvent une émulsion d'argile et d'argile-charbon (une solution d'argile ou de poudre d'argile et de charbon dans l'eau). Lors de l'utilisation d'une émulsion, l'argile et la bentonite n'ont pas besoin d'être séchées ou broyées, ce qui élimine un certain nombre d'opérations de préparation et de transport de ces matériaux. L'émulsion d'argile doit avoir une densité de 1,09 à 1,15 g/cm 3 ; elle est préparée comme suit : l'argile est chargée dans une cuve de mélange avec de l'eau et agitée pendant un certain temps jusqu'à ce que l'émulsion atteigne une densité donnée. L'émulsion finie est libérée par la vanne du réservoir de mélange. L'émulsion argile-charbon est préparée dans un réservoir concentrateur, dans lequel est introduite une certaine quantité d'argile et d'émulsion argile-charbon. Après avoir rempli le réservoir du concentrateur, l'émulsion est mélangée à la densité souhaitée (1,1-1,5 g/cm3) puis automatiquement introduite dans des canaux ou des mélangeurs à l'aide de pompes doseuses spéciales. Traitement du sable usé Le sable usé extrait des flacons doit être prétraité avant sa réutilisation. Dans les fonderies non mécanisées, il est tamisé sur un tamis conventionnel ou sur une installation de mélange mobile, où les particules métalliques et autres impuretés sont séparées. Dans les ateliers mécanisés, le mélange usé est acheminé sous la grille de défonçage par un convoyeur à bande jusqu'au service de préparation du mélange. Les gros morceaux du mélange formé après le découpage des formes sont généralement malaxés avec des rouleaux lisses ou rainurés. Les particules métalliques sont séparées par magnétique

15 séparateurs installés dans les zones où le mélange de déchets est transféré d'un convoyeur à un autre. La régénération (restauration) consiste à extraire le sable des mélanges de déchets et à mettre ses propriétés en conformité avec les exigences techniques établies pour les sables de moulage. Selon les conditions opératoires de l'atelier, la régénération du mélange usé s'effectue de différentes manières : humide, électrocorona et spéciale pour les mélanges préparés avec du verre liquide. La méthode de régénération humide est principalement utilisée dans les ateliers dotés d'installations hydrauliques ou hydrauliques au sable pour le nettoyage des pièces moulées. Avec la méthode humide, les grains de sable sont lavés à l'eau pour éliminer l'argile et les poussières fines, qui sont entraînées par le flux d'eau dans les décanteurs puis dans les déchets. Le sable lavé et dépoussiéré se dépose au fond de la collecte, d'où il est introduit par une benne dans l'étuve de séchage, puis tamisé et utilisé pour préparer les sables de moulage. Avec la régénération par électrocouronne, le mélange de déchets est divisé en particules de différentes tailles à l'aide d'une haute tension. Les grains de sable placés dans le champ d’une décharge électrique corona sont chargés de charges négatives. Si les forces électriques agissant sur un grain de sable et l'attirant vers l'électrode collectrice sont supérieures à la gravité, alors les grains de sable se déposent à la surface de l'électrode. En modifiant la tension aux électrodes, il est possible de séparer le sable passant entre elles en fractions. La régénération des mélanges de moulage avec du verre liquide s'effectue de manière particulière, car avec une utilisation répétée du mélange, plus de 1 à 1,3 % d'alcali s'y accumule, ce qui augmente la combustion, notamment sur les pièces moulées en fonte. Le mélange et les cailloux sont introduits simultanément dans le tambour rotatif de l'unité de régénération qui, se déversant des pales sur les parois du tambour, détruisent mécaniquement le film de verre liquide sur les grains de sable. Grâce aux stores réglables, l'air pénètre dans le tambour et est aspiré avec la poussière dans un dépoussiéreur humide. Ensuite, le sable et les cailloux sont introduits dans un tamis à tambour pour filtrer les cailloux et les gros grains avec des films. Le sable utile du tamis est transporté vers l'entrepôt. Préparation des mélanges de moulage et de noyaux Des opérations très importantes sont l'humidification et le mélange du mélange. Un mélange minutieux du mélange est nécessaire pour une répartition uniforme de ses composants. Lorsqu'elles sont mélangées, l'argile et le liant enveloppent les grains de sable, les mottes de composants individuels sont détruites et l'humidité est uniformément répartie. Un mélange bien mélangé a une résistance et une perméabilité aux gaz maximales. Des mélangeurs à palettes ou des coureurs sont utilisés pour mélanger le mélange.

16 Le mélangeur à palettes est une machine continue et peut être intégré dans un système de mélange automatisé. Le malaxeur est souvent utilisé pour préparer des mélanges à faible teneur en argile (mélanges de fillers, mélanges en vrac, etc.) ou des mélanges avec des liants liquides. Les mélanges à forte teneur en argile sont mal mélangés dans un mélangeur à palettes et ont donc de faibles propriétés technologiques. De tels mélanges sont généralement préparés dans des mélangeurs à rouleaux. L'ordre dans lequel les composants du mélange sont chargés. Tout d'abord, des matériaux secs sont chargés : sable, argile et sable de moulage usé. Le mélange sec est agité pendant environ 1 à 3 minutes puis humidifié. Dans le cas de l'utilisation d'une émulsion d'argile (une solution d'argile dans l'eau ou une émulsion argile-charbon), l'humidité est ajustée par ajout d'une solution d'émulsion et d'eau. Une fois humidifié, le mélange est à nouveau agité pendant quelques minutes. Les classeurs sont généralement chargés en dernier. Le temps de mélange est pour le mélange : remplissage 2-3 minutes, 3-5 minutes et face 5-10 minutes. Pour les mélanges de parement à séchage rapide, l'ordre de chargement et la durée de mélange des mélanges sont particulièrement importants. Généralement, les mélanges à séchage rapide sont préparés dans des canaux de mélange. Lors de la préparation de ces mélanges, les matières sèches (mélange usé, sable, additifs, etc.) sont d'abord chargées dans les glissières et mélangées pendant 5 minutes, puis le liant et l'eau sont introduits, le tout est mélangé pendant encore 7 à 10 minutes. Le mélange fini doit reposer pendant plusieurs heures avant utilisation pour assurer une répartition uniforme de l'humidité. Lors de la préparation de mélanges à séchage rapide avec du verre liquide, du sable et de l'argile sont d'abord ajoutés et agités pendant 2 à 3 minutes, puis de la soude caustique est ajoutée et le mélange est à nouveau agité pendant 3 à 4 minutes, puis du verre liquide est ajouté et agité à nouveau pendant minutes. Après cela, ajoutez du fioul et mélangez à nouveau pendant 4 à 5 minutes. Fabrication de moules Informations générales Le processus de fabrication de moules est appelé moulage. Elle est réalisée dans les services de moulage de la fonderie. Les noyaux sont produits dans le département de noyaux et introduits dans l'ensemble de moules dans le département de moulage. La fabrication des moules, des noyaux et de l'assemblage des moules sont les étapes les plus critiques de la production de pièces moulées. Plus de 80 % des pièces moulées sont produites dans des moules de coulée uniques, car leur coût de production est assez faible, mais en même temps, ils peuvent produire presque n'importe quel type de pièce moulée.

17 configurations, complexité et poids de coulée à partir des alliages ferreux et non ferreux les plus courants. Les méthodes de moulage suivantes sont utilisées : 1) en terre et caissons ; 2) en flacons ; 3) sans flacon ; 4) selon un modèle ; 5) basé sur des modèles squelettiques et des sections de contrôle ; 6) en tiges ; 7) en utilisant des mélanges à durcissement rapide. Selon le degré de mécanisation du processus de fabrication des moules, on distingue trois types de moulage : manuel, mécanique et automatique. Dans les usines de construction de machines, le moulage manuel est utilisé pour produire une ou plusieurs pièces moulées, par exemple dans la production expérimentale, dans la fabrication de pièces moulées uniques et également pour les réparations. Le moulage mécanique est utilisé dans des conditions de production en série et en masse de pièces moulées ou pour automatiser le processus de fabrication de moules pour une pièce moulée (machines spécialisées). Outils pour le moulage manuel Une variété d'outils sont utilisés dans la production et la finition des moules de coulée. Selon son objectif, il peut être divisé en deux groupes. Le premier groupe est constitué des outils utilisés pour remplir le ballon avec le mélange, compacter le mélange et aérer le moule (pelles, tamis, dameurs, dameurs manuels et pneumatiques, aiguilles de ventilation, etc.), ainsi que pour vérifier la position du modèle dans le plan horizontal (niveau ou niveau à bulle) Le deuxième groupe est constitué des outils destinés au démoulage du modèle et à la finition du moule (brosses et brosses en chanvre, élévateurs filetés et à vis, crochets, marteaux, lisseurs lourds et légers, crochets à lames de différentes tailles, lancettes, cuillères, glissières de différents profils). Les moulures en fonderie sont réalisées principalement dans des moules. Les moulures sont des cadres rigides (rectangulaires, carrés, ronds, façonnés) en fonte, acier, alliages d'aluminium qui protègent le moule en sable de la destruction lors de son assemblage, de son transport et de son coulage. Les flacons sont fabriqués à partir de nuances de fonte SCh 15-32, SCh et d'acier de qualités 20L, 25L et 30L. Les flacons en acier moulé et soudé sont considérés comme les plus avancés, car ils sont plus résistants que la fonte. Habituellement, le moule est constitué de deux flacons - supérieur et inférieur. Les surfaces des flacons qui se font face lors de l'assemblage (plans

18), raboté et parfois poli afin d'assurer un ajustement serré des moitiés de moule. Des poignées sont prévues pour transporter et retourner les flacons pendant le processus de moulage (sur les petits flacons), et des tourillons sur les grands (ceux à grue). Des trous d'aération sont pratiqués dans les parois du flacon pour permettre aux gaz générés lors du coulage du moule de s'échapper. Le mélange à mouler dans de grands flacons est maintenu par des nervures croisées (placages). Moulage en flacons Dans la production de fonderie, le moulage en flacons est très répandu, utilisant principalement des modèles divisés, et le moulage est réalisé le plus souvent en deux et moins souvent en trois flacons ou plus. Lors du moulage en flacons, les moulages sont plus précis que lors du moulage en terre, puisque les flacons sont centrés à l'aide d'épingles. Le moulage en flacons est plus productif que le moulage en terre. Plusieurs méthodes de moulage sont utilisées : 1) en deux flacons ; 2) avec parage ; 3) avec un faux cadre ; 4) avec un bloc flip ; 5) dans plusieurs flacons ; 6) selon le modèle avec parties amovibles. Moulage en deux flacons à l'aide d'un modèle divisé Le processus de fabrication d'un moule commence par l'installation du modèle ou de la moitié de celui-ci sur la plaque du modèle. Ensuite, un ballon inférieur vide est placé sur la dalle et la surface du modèle est humidifiée avec un mélange de kérosène et de fioul ou saupoudrée de sable fin. Après cela, le mélange de revêtement est tamisé à travers un tamis à main. L'épaisseur de la couche de mélange de parement est de mm pour les petites pièces moulées et de mm pour les grandes. Lors du moulage de grandes pièces moulées avec de hautes parois verticales, le mélange de parement est tamisé à travers un tamis uniquement pour couvrir le plan horizontal du modèle. Les murs transparents sont recouverts du même mélange de parement. Le mélange de remplissage est versé dans le ballon et compacté. Pour obtenir une densité uniforme du moule, le mélange de remplissage est versé dans le moule en couches (57-75 mm) et compacté avec un dameur manuel ou pneumatique. Lors du compactage, vous ne devez pas frapper le modèle avec un pilon, car le mélange de moulage aux points d'impact sera fortement compacté et des poches de gaz peuvent se former dans les pièces moulées. Le mélange doit être compacté particulièrement soigneusement dans les coins et sur les parois du ballon. Après compactage, l'excédent de mélange de moulage est ratissé avec une règle au ras des bords du flacon et les canaux d'aération sont percés d'un starter afin que le starter n'atteigne pas le modèle d'un mm. Ensuite, le ballon ainsi que la plaque modèle sont allumés et la seconde moitié du modèle est installée.

19 Pour éliminer l'adhérence du sable de moulage du demi-moule supérieur sur la moitié inférieure, le plan de joint du demi-moule inférieur est saupoudré de sable de démoulage sec. Ce sable est soufflé de la surface du modèle avec de l'air comprimé. Le ballon supérieur est placé sur le ballon inférieur et une couche de mélange de parement est versée sur le modèle à travers un tamis, le modèle de colonne montante est installé et le mélange de remplissage est versé. Après cela, le mélange est compacté. L'excédent de mélange est ratissé et piqué avec un étrangleur. Le moule est ouvert et sa surface proche du modèle est mouillée avec de l'eau. Pour éviter que le métal liquide ne sorte du moule lors de sa coulée dans un moule humide, des marques (découpes) sont réalisées autour du modèle à une distance de mm de celui-ci sur le plan de joint du moule. Lors du coulage du métal dans des moules secs, et en particulier lorsque l'état des flacons n'est pas satisfaisant, dans la plupart des cas, une fine couche d'argile est placée sur le plan de séparation du moule, ce qui, lors de l'accouplement des moitiés du moule, élimine complètement le métal du moule. fuire. Les modèles ne doivent pas être placés à proximité de la zone du flacon ; la distance entre le modèle et la paroi du flacon doit être d'au moins mm, en fonction de la masse de la pièce moulée et des dimensions hors tout du flacon. La contremarche est vissée ou martelée dans le modèle. Puis on le pousse légèrement à coups de marteau vers la montée et leurs formes sont supprimées. Des modèles des éléments du système de déclenchement, de la colonne montante, de la poussée et de l'alimentation sont également extraits. Les petits modèles sont démoulés à la main, tandis que les plus grands sont démoulés à la grue. Retirer le modèle du moule est une opération responsable, et elle doit être effectuée avec beaucoup de précautions afin de ne pas détruire le moule. Il n'est pas recommandé de trop pousser le modèle, car cela entraînerait des pièces moulées avec des dimensions et un poids accrus. Après avoir retiré le modèle, la surface du moule est terminée. Les zones endommagées de la forme sont corrigées avec des lisseurs, des cuillères, des lancettes, etc. Certaines parties du formulaire sont renforcées par des épingles. Le moule fini, réalisé brut, est saupoudré de poudre de graphite ou de charbon de bois avant assemblage. Lors du moulage à sec, la surface du moule n'est pas dépoussiérée, mais peinte. Les moules sont généralement peints après séchage, lorsque le moule n'a pas encore refroidi. Parfois, les formes sont peintes deux fois : avant et après séchage. Ensuite, la tige est installée et le moule est assemblé.

20 Moulage de deux flacons à partir d'un modèle monobloc Un petit couvercle est réalisé à partir d'un modèle monobloc en bois. Tout d'abord, le flacon inférieur est formé. Le modèle et le flacon inférieur sont posés sur une dalle de bois, puis le mélange à mouler est coulé et compacté. Le ballon avec la plaque est retourné à 180 0, les modèles de ballon supérieur et de système de déclenchement sont installés, et le mélange de moulage est également versé dans le ballon supérieur et compacté. Après cela, le demi-moule supérieur est soulevé, retourné et les modèles de leur forme sont retirés. Le moule est ensuite terminé, assemblé et rempli de métal. Moulage mécanique Le moulage mécanique est principalement utilisé dans la production en série et en masse et beaucoup moins souvent dans la production à petite échelle et individuelle. Le moulage à la machine est généralement réalisé dans deux flacons, à l'exception du moulage en pile et du moulage sans flacon. Le moule se compose généralement de deux moitiés : supérieure et inférieure. Lors de la fabrication de moules sur des machines, il est nécessaire de disposer de modèles, de plaques modèles, de flacons en acier appariés et de broches. Dans la production de masse et à grande échelle, des modèles métalliques sont utilisés, dans la production de masse, des modèles en bois montés sur des plaques de coordonnées. Dans tous les cas, le moulage sur machines est réalisé à partir de modèles montés sur plaques métalliques, ce qui augmente la précision des coulées, et la mécanisation des opérations de base (compactage des moules et retrait des modèles) libère totalement les mouleurs des opérations manuelles fastidieuses. Le moulage mécanique présente un certain nombre d'avantages par rapport au moulage manuel : productivité élevée, moulages de précision et, par conséquent, des tolérances d'usinage plus petites, un compactage uniforme du moule et la possibilité d'effectuer le travail par des mouleurs moins qualifiés. La précision des dimensions des pièces moulées lors du moulage mécanique est assurée par l'utilisation de modèles plus précis (avec des pentes plus faibles), remplaçant l'opération de poussée des modèles par des vibrations lors de leur démoulage, et un bon centrage des flacons. Pour le moulage mécanique, trois types de plaques de modèle sont utilisés : unilatérales - la partie inférieure du modèle est montée sur une plaque et la partie supérieure du modèle est montée sur l'autre ; 2) double face - un modèle du dessus est monté d'un côté de la dalle, et un modèle du dessous de l'autre (moulage sur une machine) ; réversible - les flacons inférieur et supérieur sont moulés sur une seule plaque et lors de l'assemblage, le flacon supérieur tourne

21 La fixation permanente des modèles sur des plaques est utilisée dans la production de masse et à grande échelle. Des plaques modèles préfabriquées, constituées de revêtements avec des modèles, sont utilisées dans la production à petite échelle ; plaques modèles coordonnées - en production unique et à petite échelle. Les plaques de coordonnées comportent des trous pour installer le modèle et déterminer sa position correcte. Le trou sur la plaque est désigné par un code composé de lettres et de chiffres. A l'aide de ce code, les modèles sont installés sur la dalle. Le processus technologique de fabrication de moules de coulée sur des machines comprend un certain nombre d'opérations. Les principales opérations - compactage du sable de moulage dans le flacon et retrait du modèle du moule - déterminent la qualité de la future coulée : présence de blocages, trous de gaz, fissures dans celle-ci ; géométrie correcte; propreté des surfaces. Les opérations auxiliaires et de transport - installation d'un flacon vide sur la machine, pulvérisation et soufflage de la plaque modèle, remplissage du sable de moulage dans le flacon, transport des moules finis - sont effectuées par des mécanismes auxiliaires et de transport spéciaux de la machine. Selon le degré de mécanisation des opérations auxiliaires et de transport, on distingue : 1) le moulage mécanisé, lorsqu'un ouvrier contrôle manuellement le fonctionnement des mécanismes qui effectuent les opérations de base, auxiliaires et de transport, et 2) le moulage automatique, lorsque le fonctionnement des mécanismes est contrôlé par une machine. Les opérations les plus laborieuses et les plus responsables sont le compactage du moule et l'extraction du modèle. Il existe plusieurs manières de compacter les sables de moulage sur les machines : pressage, pressage avec vibration, agitation, agitation avec pré-pressage, soufflage de sable, pressage de sable.

22 Systèmes d'injection L'une des conditions les plus importantes pour obtenir une pièce coulée de haute qualité est la conception correcte du système d'injection. Le système d'entrée sert à alimenter en douceur l'alliage liquide dans la cavité du moule et à alimenter les pièces moulées pendant le processus de cristallisation. L'emplacement où l'alliage est amené à la coulée détermine en grande partie sa densité, son aspect et la formation de divers défauts de coulée. La sélection d'un système de contrôle qui produit des pièces moulées de bonne qualité est la partie la plus difficile de la technologie de fonderie. Par conséquent, lors du choix d'un système de portes, le mouleur, l'artisan et le technologue doivent prendre en compte les caractéristiques de la technologie de fonderie. Un système de portes correctement construit doit satisfaire aux exigences suivantes : 1) assurer un bon remplissage du moule avec du métal et une alimentation électrique de la pièce moulée pendant sa solidification ; 2) contribuer à la réalisation d'une pièce moulée aux dimensions précises, sans défauts de surface (colmatages, fuites, inclusions de scories, etc.) ; 3) favoriser la solidification directionnelle de la pièce moulée ; 4) la consommation de métal pour le système de portail doit être minime. L'entonnoir de coulée pour les petites pièces moulées et le réservoir-bol de coulée pour les grandes pièces moulées sont conçus pour recevoir un flux de métal s'écoulant de la poche et retenir les scories qui tombent dans la cuvette avec le métal. Lorsque le bol est plein à ras bord, du métal propre pénètre dans la colonne montante et de légères scories se trouvent au sommet. De plus, une alimentation continue en métal vers le moule est assurée à la même pression. Pour retenir les scories, les trous des colonnes montantes sont parfois fermés par des bouchons en fonte ou de fines plaques de fer blanc. Les bouchons sont ouverts une fois que tout le bol est rempli de métal et les assiettes sont fondues avec du métal chaud. Le moule doit être rempli de métal le plus rapidement possible et le métal doit avoir une température suffisante. Lorsque vous versez du métal, la carotte doit être pleine. Si la profondeur du métal n'est pas suffisamment profonde, un entonnoir se forme dans le bol, à travers lequel l'air et les scories flottant à la surface du métal peuvent pénétrer dans la colonne montante puis dans la coulée. Pour les petites pièces coulées, en particulier dans la production de masse, les scories dans le bol sont retenues par des mailles filtrantes constituées du mélange de noyau. La colonne montante est un canal vertical qui transfère le métal de l'entonnoir vers d'autres éléments du système de porte. Il est légèrement effilé vers le bas pour faciliter le moulage et garantir la pression hydraulique dans le système de vanne. La conicité de la colonne montante est de 2 à 4 %. Lors de la production de pièces moulées de grande taille, la colonne montante et les autres éléments du système de porte sont souvent fabriqués à partir de briques en tubes d'argile réfractaire standard.

23 Le récupérateur de scories sert à retenir les scories et à transférer le métal, exempt de scories, de la colonne montante vers les alimentateurs ; situé dans le plan horizontal. Généralement, le récupérateur de scories est installé dans la moitié supérieure du moule et les alimentateurs sont installés dans la moitié inférieure. La section transversale des pièges à scories est trapézoïdale. Lors du remplissage du moule avec du métal, pour une meilleure rétention des scories, le récupérateur de scories devait être rempli de métal. Ceci est assuré par le rapport approprié des sections de la colonne montante, du récupérateur de scories et de l'alimentateur. Si le flux de métal à travers la colonne montante est supérieur au flux à travers les mangeoires, alors le collecteur de scories est rempli de métal et les scories, flottant vers le haut, y sont retenues. Si le débit à travers la colonne montante est inférieur au débit à travers les alimentateurs, le piège à scories ne sera pas rempli et les scories tomberont dans la coulée. Ainsi, pour retenir les scories, la section transversale de la colonne montante doit être plus grande que la section transversale du récupérateur de scories, et la section transversale du récupérateur de scories doit être plus grande que la section transversale totale des alimentateurs. Ce système de portail est appelé verrouillé. Les alimentateurs (carottes) sont des canaux permettant d'amener du métal liquide directement dans la cavité du moule. La section transversale des alimentateurs doit être d'une configuration telle que le métal s'écoule doucement dans la cavité du moule, refroidit peu sur le chemin du collecteur de scories à la coulée et, après solidification, les alimentateurs se détachent facilement de la coulée. La pratique a établi que la meilleure configuration transversale pour les mangeoires est un trapèze avec une transition vers un large rectangle à la jonction avec la coulée. Pour une meilleure séparation des mangeoires des pièces moulées, si l'épaisseur de son corps est inférieure à une hauteur et demie de la mangeoire au point de son alimentation en coulée, une pince est réalisée sur les mangeoires à une distance de 2-2,5 mm du casting. Les évents servent à éliminer les gaz de la cavité du moule et à alimenter la pièce moulée. Ils réduisent également la pression dynamique du métal sur le moule et signalent la fin de la coulée. Selon la taille de la forme, un ou plusieurs supports sont placés. La section transversale du renflement à la base est généralement 1/2-1/4 de la section transversale de la paroi de coulée. Au-dessus de la base, la section transversale de poussée augmente. Les éléments du système d'injection qui alimentent la pièce moulée en métal liquide pendant sa solidification comprennent des canaux d'alimentation et des canaux. Les saillies et les évents d'alimentation sont utilisés pour les pièces moulées en fonte blanche à faible teneur en carbone et à haute résistance, ainsi que pour les pièces moulées à parois épaisses en fonte grise. Ils servent à alimenter les zones épaissies de la coulée, qui sont les dernières à se solidifier. Les bénéfices sont positionnés de manière à ce que le métal qu'ils contiennent soit le dernier à se solidifier. L'épaisseur du profit doit être supérieure à l'épaisseur de la zone de coulée sur laquelle il est placé. Les profits importants ne sont pas économiquement rentables, car la consommation de métal pour le profit et le coût de coulée augmentent.

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Fonderie

Les éléments suivants sont produits par moulage :

Métal liquide

LES BASES DE LA FONDERIE

Un schéma de base de coulée (en utilisant l'exemple d'un moule divisé unique) est présenté sur la Fig. 2.1, UN.

Riz. 2.1 Schéma du processus de coulée dans des moules divisés en une seule fois : a – diagramme schématique ; b – lancer après élimination ; 1,2 – flacons inférieur et supérieur ; 3 – forme ; 4 – cavité du moule ; 5 – poussée ; 6 – noyau de coulée ; 7 – conduit de ventilation ; 8 – canal vertical (contremarche); 9 - cuvette de coulée (entonnoir) ; 10 - métal fondu; 11 - louche; 12 – récupérateur de scories ; 13 - canaux horizontaux (alimentations).

Métal liquide 10 de la louche 11 est coulé dans le moule et pénètre dans la cavité par un système de canaux 4 formes 3 , le remplit et durcit. Après durcissement, démoulage et traitement, une pièce moulée est obtenue (Fig. 2.1, b). Faire des trous, caries et d'autres complications de la configuration de coulée, des tiges sont utilisées 6 , qui sont installés lors de l'assemblage du formulaire.

Pour obtenir un moulage, trois éléments technologiques doivent être présents : matériel de fonderie, équipement technologique de fonderie et équipement technologique de fonderie.

Matériaux de fonderie.

Matériaux de fonderie(alliages métalliques, plastiques, caoutchouc, céramiques) doivent avoir des propriétés de coulée (technologiques), mécaniques et opérationnelles élevées.

Propriétés de coulée des alliages

Lors de la conception d'une pièce, les propriétés mécaniques de l'alliage sont principalement prises en compte, mais il est également nécessaire de prendre en compte les propriétés de coulée de l'alliage, qui déterminent la possibilité d'obtenir une coulée de haute qualité, c'est-à-dire pièces moulées qui répondent aux exigences spécifiées. Les propriétés de coulée les plus importantes des alliages :

a) fluidité ;

b) retrait ;

c) tendance à séparer et à absorber les gaz.

Fluidité - C'est la capacité des métaux et alliages liquides à remplir ses cavités et à reproduire clairement le relief de la coulée. La fluidité de l'alliage dépend de ses propriétés physiques et chimiques (principalement la température du liquidus) et de facteurs technologiques, principalement de la température de coulée. Les alliages qui se solidifient à température constante (métaux purs et alliages eutectiques) ou dans une plage de température étroite (jusqu'à 30°C) se caractérisent par une solidification séquentielle avec formation d'une croûte solide continue à la surface du canal du moule. A l'intérieur de cette croûte reste une phase liquide qui peut s'écouler dans le canal. Les alliages présentant une large gamme de températures de cristallisation se solidifient avec formation de dendrites ramifiées sur toute la section transversale de l'écoulement. Ces matières fondues perdent leur capacité à s'écouler dans le canal du moule en présence d'une phase solide représentant 20 à 30 % du volume. Avec l'augmentation de la température de surchauffe de l'alliage, la fluidité augmente.

Rétrécissement- c'est la propriété des alliages de fonderie de diminuer en volume et en dimensions linéaires lors de la solidification et du refroidissement. Les processus de retrait se produisent à partir du moment où le métal en fusion est versé dans le moule jusqu'au refroidissement complet de la pièce moulée. L'ampleur du retrait est influencée tout d'abord par la composition chimique de l'alliage, la température de coulée et les propriétés du moule de coulée. À mesure que la température de l’alliage coulé augmente, le retrait de la pièce moulée augmente. Distinguer retrait linéaire et volumétrique.

Retrait linéaire - il s'agit d'une diminution des dimensions linéaires de la pièce moulée lorsqu'elle est refroidie de la température de coulée à la température ambiante b La valeur du retrait linéaire peut varier de 1 % pour la fonte grise à 1,5...2 % pour les aciers et alliages non ferreux.

Retrait volumétrique - Il s'agit d'une diminution du volume de l'alliage au fur et à mesure de son refroidissement dans le moule. Le retrait volumétrique entraîne la formation de cavités de retrait, de porosité de retrait, de fissures et de déformations dans les pièces moulées.

De nombreuses difficultés dans la production de pièces moulées sont associées au retrait de l'alliage. Lorsque le retrait est inhibé (par des saillies de moule, des tiges), des contraintes apparaissent dans la pièce moulée, ce qui peut la faire se déformer ou se fissurer.

Pour soulager les contraintes de retrait, utilisez recuit. Pour ce faire, les pièces moulées sont chauffées à des températures élevées (mais inférieures à la température du solidus) et refroidies lentement avec le four. Avec un refroidissement lent (20 degrés par heure), il n'y aura pas de différence de température en différents points de la pièce coulée et, par conséquent, toutes ses parties rétréciront uniformément. Souvent, après un usinage préliminaire (grossier), les pièces moulées sont simplement laissées au repos pendant une longue période avant le traitement final.

Ségrégation - c'est l'hétérogénéité de la composition chimique sur la section transversale de la pièce coulée. La liquation se produit lors de la solidification de la pièce moulée en raison de la solubilité différente des composants individuels de l'alliage dans ses phases liquide et solide.. Plus cette différence est grande, plus les composants sont répartis de manière hétérogène.

Il existe deux principaux types de liquation : intracristalline (ou dendritique ), caractérisé par l'hétérogénéité du grain métallique, et zonal lorsque différentes zones de la pièce coulée ont des compositions chimiques différentes. Le cas le plus simple de ségrégation est associé à une grande différence dans les densités des composants de l'alliage. Ainsi, lors de la coulée du bronze au plomb, la teneur en plomb dans les parties inférieures de la pièce coulée sera plus élevée que dans les parties supérieures. La concentration en cuivre (le composant le plus léger), au contraire, va augmenter dans les parties supérieures de la pièce coulée.

Pendant la période de solidification de la pièce moulée en métal, des gaz sont libérés qui se dissolvent dans la masse fondue. En conséquence, une porosité gazeuse ou des poches de gaz se forment dans la pièce moulée, réduisant considérablement le complexe des propriétés mécaniques de la pièce moulée. La source d'obus à gaz peut également être une forme si sa perméabilité aux gaz est insuffisante et si elle libère une grande quantité de gaz. Les poches de gaz se forment le plus souvent près de la surface des parois de coulée horizontales, ainsi que dans les endroits où l'évacuation des gaz est difficile.

Matériel de fonderie.

L'équipement de fonderie est un ensemble de machines, machines automatiques, installations, fours de fusion, dispositifs de coulée, manipulateurs conçus pour effectuer des processus et des opérations de production de pièces moulées. Chaque processus de fonderie (moulage, fusion, coulée, etc.) utilise ses propres types d'équipements (moulage, fusion, etc.) conformément à GOST 18111-93*.

Matériel de fonderie.

Équipement technologique de production de fonderie - moyens d'équipement technologique qui complètent l'équipement technologique de fonderie pour effectuer une certaine partie du processus d'obtention de pièces moulées. L'équipement de fonderie selon GOST 17819-84* comprend moules de coulée, noyaux, modèles et autres moyens d'équipement technologique.

Forme de coulée – il s'agit d'un système d'éléments qui forment une cavité de travail, lorsqu'il est rempli de métal liquide, une pièce moulée est formée. Les principales exigences relatives aux moules de coulée sont les suivantes :

Force- pour que sous l'influence de la pression de la masse fondue, la forme non seulement ne s'effondre pas, mais ne change pas non plus de dimensions.

Perméabilité aux gaz- pour que les gaz situés à la fois dans la cavité du moule et dans la masse fondue puissent être éliminés (pour éviter la porosité des gaz et les poches de gaz dans les pièces moulées).

Résistance à l'interaction chimique avec la matière fondue- pour assurer une facilité de retrait et de nettoyage des pièces moulées.

Le moule de coulée est réalisé à l’aide de l’équipement de coulée suivant :

1. Modèle de fonderie. Pour la fabrication de moules uniques, on utilise des modèles de coulée qui assurent la formation sous la forme d'une empreinte correspondant à la configuration et aux dimensions de la pièce moulée.

Les modèles sont fabriqués en bois, en plastique ou en alliages métalliques et peuvent être détachables ou permanents, uniques ou multiples.

2. Noyau de coulée – un élément de moule conçu pour former un trou, une cavité ou tout autre contour complexe dans une pièce moulée. En grande partie grâce à l'utilisation de noyaux lors de la coulée, il est possible d'obtenir des pièces de configuration les plus complexes. Les noyaux, comme les moules, peuvent être uniques ou multiples, intégraux ou préfabriqués.

Technologie générale de coulée

La technologie de fonderie est une combinaison d'un grand nombre de processus de fonderie individuels qui peuvent être combinés en quatre étapes :

1. Préparation technologique du processus de fabrication de fonderie. A partir de la conception (plan de la pièce, exigences techniques, conditions de fonctionnement de la pièce dans l'assemblage...) et de la documentation technologique (taille du lot, voie de mise en œuvre...) sont réalisées : sélection d'une méthode de coulée, développement de un dessin de coulée, la conception d'équipements technologiques (modèle, noyaux, moule de coulée... ) le développement de la technologie, y compris la détermination de la séquence et des paramètres technologiques des processus, opérations et transitions individuels.

2. Réalisation du moule. Sur la base des dessins développés, un modèle, des tiges et l'équipement technologique nécessaire sont fabriqués. Lors de la coulée dans des moules non métalliques, le processus le plus critique et le plus exigeant en main-d'œuvre est le moulage : la production de moules de coulée et de noyaux à partir de mélanges de moulage et de noyaux. Le plus souvent, le moule de coulée est divisé (constitué de deux parties), ce qui permet d'obtenir la majorité des pièces coulées. Les moules à usage unique, comme les noyaux, sont fabriqués en compactant le mélange de moulage (noyau) dans des flacons (boîtes à noyaux). Les pièces finies du moule (demi-moules) et les noyaux sont envoyés à l'opération d'assemblage du moule, qui comprend l'installation, la connexion et la fixation des noyaux de coulée dans le moule et des pièces du moule les unes aux autres. Parallèlement au moulage et à l'assemblage, la fusion est effectuée dans le département de fusion de la fonderie - obtenant une masse fondue de la composition chimique et de la température souhaitées.

3. Moules de coulée et pièces moulées en métal de refroidissement. Les moules assemblés sont remplis de matière fondue à l'aide d'une louche ou d'une machine à couler. La température de fusion est : t remplit = t liquidus + (100…150)ºС. Le remplissage du moule avec la masse fondue nécessite un certain temps, ce qui limite la productivité globale de la coulée. Pour améliorer la qualité des pièces moulées, l'influence des forces centrifuges, des champs électromagnétiques, des ultrasons, etc. est utilisée.

4. Démoulage et traitement des pièces moulées. La pièce moulée, refroidie à une température donnée, est retirée du moule et les noyaux en sont retirés.

Assommer – retirer la pièce moulée du moule. Lors de la coulée dans des moules uniques, cette opération est réalisée sur des grilles vibrantes.

Dessouchage - séparation des éléments du système de porte des pièces moulées, comble le long du connecteur du moule et les irrégularités de surface. Elle est réalisée à l'aide de marteaux pneumatiques (fonte) et de burins pneumatiques, de découpe au gaz ou au plasma (fonte en acier), d'outils abrasifs et autres.

Nettoyer la surface des pièces moulées des résidus de combustion, de moulage et de sable de noyau. Pour le nettoyage, on utilise des méthodes telles que le culbutage, le grenaillage, l'électrochimie, etc.. Dans les tambours culbuteurs rotatifs, les traces de brûlure sont éliminées par frottement des surfaces de coulée les unes contre les autres et contre des étoiles en fonte blanche chargées en plus. Avec la méthode de grenaillage, la surface de la pièce moulée est nettoyée sous l'influence d'un flux de grenaille de fonte ou d'acier d'un diamètre de 1 à 3 mm. Le flux de grenaille à grande vitesse est créé à l'aide d'air comprimé (dans les grenailleuses) ou de pales rotatives (dans les grenailleuses).

Décapage - traitement mécanique de surface des pièces moulées afin de le mettre en conformité avec les exigences de qualité de surface. Dans ce cas, les restes des mangeoires, les remplissages le long du plan de séparation du moule et au niveau des parties symboliques des tiges sont éliminés. Le nettoyage est le plus souvent effectué à l’aide de meules et de presses à ébarber.

Traitement thermique des pièces moulées Elle est réalisée lorsqu'il est nécessaire d'augmenter la résistance (durcissement), la ductilité, l'usinabilité et de soulager les contraintes internes (recuit). Dans ce dernier cas, elles se limitent souvent au vieillissement à long terme des pièces moulées en entrepôt.

Contrôle qualité de la coulée prévoit la vérification de la conformité du produit aux spécifications techniques, y compris l'absence de défauts structurels. L'inspection externe permet d'identifier les défauts extérieurs (affaissements en surface, fissures traversantes, déformations, etc.). La précision dimensionnelle et la rugosité de surface sont déterminées à l'aide d'instruments de mesure (pieds à coulisse, gabarits, jauges) et d'équipements spéciaux (profilomètres, machines à mesurer tridimensionnelles). La métallographie est utilisée pour contrôler la structure des pièces moulées. Grâce à des méthodes de contrôle non destructives, telles que les ultrasons, les courants de Foucault, les rayons X, la structure interne du métal est contrôlée.

MÉTHODES DE COULÉE

Il existe de nombreuses méthodes de coulée utilisées dans l'industrie, qui peuvent être classées selon divers critères. Le plus souvent, tous les types de casting sont divisés en casting en formulaires uniques(coulée dans des moules sablo-argileux, moules coquilles, coulée à la cire perdue...) et coulée en plusieurs formulaires(coulée à froid, coulée sous pression, coulée centrifuge...).

Le choix de la méthode de coulée est déterminé par le type d'alliage de coulée (à faible point de fusion, réfractaire), le volume de production, les paramètres spécifiés de précision dimensionnelle et de rugosité de surface des pièces moulées résultantes, ainsi que d'autres facteurs.

Technologie de moulage à la main.

En fonction de la configuration de coulée et des conditions de production, différentes méthodes de moulage manuel sont utilisées :

selon les modèles de sol(caisson),

dans les flacons, à garnissage, à parties détachables, à bloc réversible ou relevable, à faux cadre, selon gabarit, en tiges, selon modèles squelettiques. Examinons quelques méthodes de moulage.

Moulure fendue- la méthode de formage la plus courante. Lors du moulage manuel, le demi-moule inférieur est d'abord réalisé (Fig. 2.5, UN). Ensuite, le demi-moule supérieur est réalisé (Fig. 2.5, b). Pour ce faire, la moitié inférieure du moule est retournée à 180°, la moitié supérieure est installée sur la moitié inférieure du modèle à pointes et les modèles de récupérateur de scories, de colonne montante et d'évents sont montés. Le plan de séparation (moule de frette) est saupoudré d'un mélange de démoulage - graphite, sable de quartz finement broyé. Le flacon supérieur est installé sur celui du bas le long des broches de guidage. Le mélange de moulage y est versé et compacté, et la moitié supérieure du moule est obtenue. Après compactage du mélange, les modèles de colonne montante et d'évents sont retirés. Le demi-moule supérieur est retiré, tourné à 180° et retiré des deux moitiés du modèle (Fig. 2.5, V), et commencez à assembler le formulaire. Le moule assemblé et prêt à remplir est présenté sur la Fig. 2.5, g.

Riz. 2.5. Moulure divisée :

a - d – séquence de moulage ; MF – modèle et connecteur de forme

Le moulage montré sur la Fig. 2.6, lors du moulage il est impossible de retirer une partie du moule (volume « K ») sans le détruire (Fig. 2.6, UN). Dans de tels cas, un moulage avec parage est utilisé. La moitié inférieure du moule est compactée de la manière habituelle et retournée. Coupez le volume « K » (Fig. 2.6, b). La surface obtenue est soigneusement lissée. Lors du moulage du demi-moule supérieur (Fig. 2.6, V), à la place de ce volume un bloc est formé. Le connecteur de forme n'est pas plat, mais façonné. Ensuite, installez le modèle du panneau supérieur 2 , la surface de coupe est saupoudrée d'un mélange antiadhésif. Les opérations de moulage ultérieures ne diffèrent pas des opérations de moulage classiques.

Riz. 2.6. Moulage avec détourage : a - – moitié inférieure du moule compactée ; b - moitié inférieure du moule après avoir retiré l'excédent de mélange ; c – forme assemblée ; d – moulage selon une plaque modèle façonnée ; 1 – modèle ; 2 – modèle du panneau supérieur ; 3 – charge ; 4 - plaque modèle ; 5 – nid de signes ; 6 – modèle de coupe ; K est le volume du mélange qui empêche le retrait du modèle ; F - plan de séparation des moitiés de moule ; n – direction « haut » et « bas » par rapport au plan de séparation des moitiés de moule.

Moulage de modèle avec pièces détachables utilisé dans la fabrication de pièces moulées aux configurations complexes avec des éléments saillants, lorsque l'utilisation d'un modèle avec un seul connecteur ne permet pas de retirer ses moitiés des moitiés du moule après compactage du mélange. Pièces détachables du type 1 (Fig. 2.7, un B) sont utilisés lorsqu'il y a une cavité dans le modèle suffisante pour retirer la goupille 8 . Lors du moulage d'un modèle avec des parties détachables de la forme 2 (Fig. 2.7, un, c), le mélange est compacté jusqu'au plan supérieur de la partie amovible, puis la goupille est retirée 9 et terminer le compactage. Fixation de la partie détachable 3 (Fig. 2.7, annonce) est appelée « queue d'aronde ».

Riz. 2.7. Moulage selon le modèle avec parties amovibles :

un modèle; b, c, d - séquence d'opérations 4, 5, 6, 7 de moulage ; 1, 2, 3 – types de pièces détachables ; 8 – broche, 9 – broche ; les flèches indiquent les mouvements des pièces détachables, des broches et des goujons.

S'il est impossible de placer le modèle sur une plaque plane, un moulage avec un faux flacon est utilisé. Le métal n'est pas versé dans un faux flacon. Il est utilisé uniquement pour le moulage sous forme de plaque modèle façonnée.

Conférence 2. PRODUCTION DE FONDERIE

Fonderie- une branche du génie mécanique qui produit des ébauches ou des pièces (moulées) en versant du métal en fusion (fondu) d'une composition chimique donnée dans la cavité d'un moule de coulée ayant une configuration de coulée. Une fois refroidie, la masse fondue se solidifie et conserve la configuration de la cavité du moule. La coulée peut produire des produits de configurations très complexes qui sont difficiles voire impossibles à obtenir par d'autres types de traitement - forgeage, estampage, soudage.

Les éléments suivants sont produits par moulage : des ébauches pour pièces à usage général qui n'ont pas d'exigences particulières en matière de propriétés mécaniques et opérationnelles ; des ébauches de pièces critiques, telles que des pièces de moteurs à combustion interne (blocs-cylindres, pistons), des roues et aubes de turbines à gaz, etc. La masse des pièces moulées peut aller de plusieurs grammes (pièces d'appareils) à des dizaines de tonnes (lits de machines, rotors de turbogénérateurs).

Métal liquide coulés dans des moules uniques (une fois le moulage effectué, ils sont détruits) et dans des moules multiples (de dix à plusieurs dizaines de milliers de pièces moulées peuvent être obtenues dans un seul moule). Les moules à usage unique sont fabriqués à partir de matériaux non métalliques (sables de moulage). Plusieurs moules sont fabriqués à partir d’alliages à base de métaux.

INSTITUT DU SAVOIR MODERNE

SUCCURSALE DE VITEBSK

Département : « Informatique et Gestion »

Discipline : « Technologies de production »

Test

Sur le thème : « Technologie de fonderie
production"

étudiant en 2ème année

Groupe ZE 00/4

Vitebsk

Sujet : Technologie de fonderie

1. L'essence de la production de fonderie et son développement.................................. 2

2. Coulée dans des moules sablo-argileux uniques....................................... ............ .3

3. Méthodes de coulée spéciales................................................ ...... ...................... 10

4. Littérature.................................................. ..................................................... .......... .15

1. L'essence de la production de fonderie et son développement

La fonderie est le processus de fabrication de produits façonnés (pièces moulées) en versant du métal en fusion dans un moule creux qui reproduit la forme et les dimensions de la future pièce. Une fois le métal durci dans le moule, une pièce moulée est obtenue - une pièce ou une pièce. Les pièces moulées sont largement utilisées dans la construction mécanique, la métallurgie et la construction.

Il est possible de réaliser des pièces moulées de différents poids (de quelques grammes à plusieurs centaines de tonnes), de formes simples et complexes à partir de fonte, d'acier, d'alliages de cuivre et d'aluminium, de zinc et de magnésium, etc. L'utilisation de pièces moulées est particulièrement efficace pour produire des produits façonnés de configurations complexes qui sont impossibles ou économiquement peu pratiques à produire par d'autres méthodes de traitement des métaux (pression, soudage, découpage), ainsi que pour produire des produits à partir de métaux et d'alliages à faible plasticité.

Avec toute la variété des techniques de coulée qui se sont développées au cours d'une longue période de développement de sa technologie, le schéma fondamental du processus de coulée est resté pratiquement inchangé au cours de plus de 70 siècles de son développement et comprend quatre étapes principales : la fusion du métal, la fabrication un moule, versant du métal liquide dans le moule, retirant la pièce moulée solidifiée de la forme.

Jusqu'au milieu de notre siècle, la méthode de fonderie était considérée comme l'une des méthodes les plus importantes pour produire des ébauches façonnées. La masse des pièces moulées représentait environ 60 % de la masse des tracteurs et des machines agricoles, jusqu'à 70 % pour les laminoirs et jusqu'à 85 % pour les machines à découper les métaux et les machines à imprimer. Cependant, outre les avantages de la production en fonderie, tels que la relative facilité de production et le faible coût des pièces moulées (en particulier en fonte), la possibilité de fabriquer des pièces complexes à partir de métaux et d'alliages fragiles, elle présente également un certain nombre d'inconvénients importants : tout cela, une productivité du travail plutôt faible, une hétérogénéité de composition et une densité de matière réduite des pièces, et donc leurs caractéristiques de résistance sont inférieures à celles des pièces obtenues par traitement sous pression.

Au cours des années du 11e plan quinquennal en URSS, la production d'équipements de fonderie a considérablement augmenté. La production de lignes automatiques de moulage, de coulée et de démoulage des pièces moulées a été maîtrisée, des ensembles d'équipements modernes de préparation des mélanges ont été créés, la production de toute une gamme de machines pour les méthodes de coulée spéciales a été maîtrisée, le niveau de mécanisation et d'automatisation de les processus technologiques ont considérablement augmenté.

Les principales orientations du développement économique de l'URSS pour la période allant jusqu'en 2000 prévoient une accélération significative du développement de l'ingénierie mécanique. Une contribution significative à la résolution des problèmes posés peut être apportée par la reconstruction et la modernisation de la production de fonderie, le remplacement des équipements obsolètes par des machines de coulée automatiques et semi-automatiques hautes performances et des complexes robotisés. Une grande réserve pour économiser le métal et réduire l'intensité matérielle des produits de construction mécanique réside dans l'augmentation de la part des pièces moulées en aciers alliés et en fonte à haute résistance, ainsi que des pièces moulées de précision produites par des méthodes spéciales.

Les principaux indicateurs techniques et économiques du travail des fonderies sont : la production annuelle de pièces moulées en tonnes ; production de pièces moulées par travailleur (production); retrait des pièces moulées de 1 m 2 de zone de production de l'atelier ; rendement en métal utilisable (en pourcentage de la masse de métal de remplissage et de métal liquide) ; part des défauts de coulée (en pourcentage), niveau de mécanisation ; part des pièces moulées produites par des méthodes spéciales ; coût de 1t de coulée.

Dans la structure des coûts de fonderie, la part principale est constituée des coûts des métaux (jusqu'à 80 %). Lors de la réalisation d'une analyse technique et économique de la production de fonderie, une attention particulière doit être accordée aux étapes et aux éléments du processus technologique qui sont directement liés aux éventuelles pertes de métal dues aux déchets, aux projections, aux défauts, etc.

Le coût de la coulée dépend du volume de production, du niveau de mécanisation et d'automatisation des processus technologiques.

2. Coulée dans des moules sablo-argileux uniques

Le moulage dans des moules en sable et en argile uniques est le moyen le plus courant et relativement simple de produire des pièces moulées. Les moules sablo-argileux ponctuels peuvent être préparés soit directement dans le sol (dans le sol de la fonderie) selon des gabarits, soit dans des caisses-flacons spéciales selon les modèles. Les pièces moulées de grandes dimensions (cadres, colonnes, etc.) sont produites dans le sol ; les pièces moulées plus petites sont généralement produites dans des moules en flacon.

Le contour extérieur des pièces moulées correspond aux évidements du moule ; les trous sont obtenus par des tiges insérées dans la cavité du moule.

Le processus technologique de production de pièces moulées dans des moules en flacon (Fig. 1) comprend trois étapes : préparatoire, principale et finale.

L'outillage de modélisme, fabriqué dans les ateliers de modélisme, est un appareil utilisé pour fabriquer des moules et des noyaux. L'équipement comprend des modèles de pièces, des boucliers sous-modèles, des boîtes à noyaux, des modèles d'éléments du système de déclenchement et des flacons.

Des modèles (Fig. 2, a) sont utilisés pour obtenir une cavité sous forme de terre, dont la taille et le contour extérieur correspondent au futur moulage. Étant donné que le métal rétrécit (diminue de volume) après le durcissement, les dimensions du modèle sont légèrement plus grandes.

Les modèles sont en bois, en plastique ou en métal. Le choix du matériau dépend des conditions de production et des exigences de fonderie en termes de précision dimensionnelle et d'état de surface. Afin que les modèles puissent être facilement démoulés, ils sont réalisés avec des pentes de moulage et sont souvent détachables, en deux ou plusieurs parties, facilement fixées avec des tenons.

Pour obtenir des pièces moulées avec des trous ou des évidements, des saillies sont prévues sur les modèles aux endroits appropriés - des marques de tiges, qui laissent des empreintes dans le moule pour l'installation des tiges. L'espace occupé par la tige dans le moule n'est pas rempli de métal et après avoir retiré la tige, un trou ou une dépression est formé dans la pièce moulée. Les tiges sont fabriquées à partir d'un mélange de noyaux spécial, fourré manuellement ou mécaniquement dans des boîtes à noyaux (Fig. 2, b). Dans ce cas, l'évolution des dimensions de la pièce moulée lors de la solidification du métal est prise en compte. Les dimensions des tiges doivent être inférieures à celles des trous en fonction du retrait du métal. En fonction de la complexité de fabrication, les boîtes à noyaux sont réalisées pleines ou fendues. Pour les petits lots de noyaux, les caissons sont en bois ; dans la production de masse, notamment avec des exigences accrues en matière de précision de coulée, des caissons métalliques (fonte ou alliages d'aluminium) sont utilisés.

Les modèles du système de portes sont conçus pour former des canaux et des cavités qui servent à fournir du métal, à retenir les scories et à évacuer l'air de la cavité du moule (Fig. 2, c). La conception du système d’injection assure un écoulement calme et sans choc du métal dans le moule, le protégeant ainsi des dommages.

Les plaques sous-modèle sont utilisées pour placer des modèles dessus et installer un flacon lors de la fabrication manuelle d'un moule de coulée.

Dans la production de masse lors du moulage à la machine, il est efficace d'utiliser des plaques modèles en bois ou en métal soigneusement traitées avec des modèles de pièces et d'éléments du système de porte fermement fixés à celles-ci ou fabriqués d'une seule pièce (Fig. 2, d).

Les Opoks sont des cadres en bois ou en métal, des cadres dont le but principal est de retenir le mélange sable-argile, d'assurer une résistance et une rigidité suffisantes du moule lors de sa fabrication, de son transport et de la coulée du métal.

Les mélanges de moulage et de noyaux sont principalement constitués de sable de quartz d'une certaine granulométrie et d'une certaine résistance à la chaleur.

Fig. 1 Processus technologique pour la production de pièces moulées dans des moules en flacon

Les mélanges de moulage et de noyaux doivent avoir une plasticité et une perméabilité aux gaz, et les moules et noyaux fabriqués à partir de ceux-ci doivent avoir une résistance suffisante. Ces propriétés sont obtenues en ajoutant de l'argile, de l'huile de lin, de la dextrine, du verre liquide ainsi que de la sciure de bois ou des copeaux de tourbe au matériau de base. De l'argile humidifiée est ajoutée comme liant.

La sciure de bois et les copeaux de tourbe, brûlant après avoir coulé le métal dans les moules, forment des pores supplémentaires qui augmentent la perméabilité aux gaz du mélange.

Fig.2 Équipement du modèle :

a – modèle de pièce ; b – boîte à noyaux ; c – modèle du système de contrôle ;
d – dalle du sous-modèle ; d – flacon.

Les attaches à l'huile (huile siccative, huile de lin) sont généralement ajoutées aux mélanges de noyaux, qui doivent avoir une résistance supérieure à celle des mélanges de moulage. La préparation des mélanges de moulage et de noyaux est réalisée dans les services de préparation des terres de la fonderie et comprend les opérations de préparation préliminaire (séchage, broyage), de dosage des matières premières et de leur mélange minutieux jusqu'à l'obtention d'une composition homogène. Dans les fonderies modernes, ces opérations sont mécanisées. Les mélanges préparés sont vieillis dans une trémie pour une répartition plus uniforme de l’humidité, puis, après assouplissement et contrôle des propriétés obtenues, ils sont transportés vers les postes de travail des mouleurs.

En fonction de leur destination, les mélanges de moulage sont divisés en parement, remplissage et simple. Les mélanges de revêtement en contact direct avec le métal liquide sont préparés à partir de matériaux frais de meilleure qualité. La charge est un mélange utilisé (brûlé). Dans la production de masse, les moules sont fabriqués à partir d'un seul mélange, dont le matériau est un mélange utilisé avec des ajouts frais de sable, d'argile, d'éléments de fixation, etc.

La production de noyaux peut être réalisée en mettant le mélange de noyaux dans une boîte et en le tassant manuellement ou à la machine. La préparation mécanique des tiges est effectuée à l'aide de machines à presser, à secouer, à lancer du sable et d'autres machines à tiges. Dans la production de masse, les noyaux sont produits sur des lignes de production composées de machines à noyaux, d'étuves de séchage et de divers dispositifs de transport. Les tiges brutes moulées sont séchées à une température de 160...300 °C dans des étuves ou des chambres de séchage pour leur conférer une résistance élevée.

Récemment, la plupart des usines ont utilisé la méthode de production de tiges à partir de mélanges à séchage rapide sur du verre liquide. Le séchage ou le durcissement chimique des tiges est dans ce cas obtenu en les soufflant avec du dioxyde de carbone pendant deux à trois minutes. Certaines usines ont introduit le séchage à grande vitesse des tiges en utilisant des courants à haute fréquence.

L'utilisation de ces méthodes de séchage permet de réduire le cycle de production des pièces moulées de 2 à 5 fois, d'augmenter le retrait des pièces moulées de la zone de production de l'atelier et de réduire les coûts de transport et d'énergie.

Fig.3 Processus technologique de moulage des bagues

Le moulage est l'opération la plus complexe et la plus exigeante en termes de main-d'œuvre pour la production de pièces moulées dans des moules uniques en sable et en argile. L'intensité de main-d'œuvre de la fabrication des moules de coulée représente 40 à 60 % de l'intensité de main-d'œuvre totale de la production des pièces moulées.

Dans des conditions de production de masse et à grande échelle de pièces moulées de petit et moyen poids, le moulage mécanique est utilisé. Le moulage à la main est utilisé dans la production individuelle et à petite échelle, ainsi que dans la production de grandes pièces moulées. Le concept de « moulage manuel » est quelque peu dépassé, puisque de nombreux travaux (approvisionnement en sable de moulage, compactage, retrait des modèles, retournement et déplacement des flacons) sont désormais mécanisés.

Examinons la séquence de moulage manuel pour les pièces moulées d'une pièce de type bague.

La moitié du modèle 2 est placée sur le bouclier sous le modèle 3 (Fig. 3, a) et le flacon inférieur est installé, puis de la poussière antiadhésive est appliquée sur la surface du modèle à travers le tamis 4 - poussière de charbon de bois, poudre de graphite ( Figure 3, b). À l'aide de la pelle 5, appliquez le mélange de moulage de parement sur le modèle, puis remplissez tout le flacon avec le mélange de moulage de remplissage (Fig. 3, c). A l'aide d'un pilon manuel ou pneumatique 6, compactez le mélange (Fig. 3, d), ratissez ses restes et percez 7 trous avec un starter (poinçon) pour une meilleure libération des gaz (Fig. 3, e). Ensuite, le flacon inférieur avec le modèle moulé est retourné à 180°, la seconde moitié du modèle 8 et le flacon supérieur 9 sont installés (Fig. 3, e). Après avoir installé les modèles du système de porte 10, le flacon supérieur est moulé dans le même ordre (Fig. 3, g). A la fin du moulage, les flacons sont séparés, les modèles sont soigneusement retirés, les parties affaissées du moule sont corrigées, le moule est dépoussiéré de l'intérieur et, après avoir placé la tige 12 à la place des repères 11 en bas demi-moule (Fig. 3, h), le demi-moule supérieur est à nouveau installé sur celui inférieur et fixé avec des boulons, des pinces ou simplement pressé avec un poids pour empêcher le métal de percer le plan de séparation du moule. Sous cette forme, le moule de coulée est prêt à couler le métal.

Pour obtenir des pièces moulées de grande taille, les demi-moules sont séchés à une température de 350 °C pendant 6 à 20 heures avant assemblage, en fonction des dimensions du moule.

Le moulage mécanique est économiquement réalisable dans des conditions de production en série et en masse, lorsque les machines de moulage sont chargées pendant au moins 40 à 60 % du temps de travail. Cependant, l'expérience des principales usines de notre pays montre que le moulage mécanique est économiquement justifié dans la production individuelle si des plaques modèles à changement rapide sont utilisées. Dans ce cas, le changement de modèle s'effectue en 1,5...2 minutes, soit En peu de temps, vous pourrez passer à la production de nouveaux moulages.

L'essence du moulage mécanique réside dans la mécanisation des opérations principales : mise en place des plaques et flacons modèles, remplissage des flacons avec le mélange de moulage, compactage du mélange et retrait des modèles des moules. Certaines conceptions de machines à mouler permettent également de mécaniser certaines opérations auxiliaires : retournement des flacons, retrait des demi-formes finies de la table de la machine, transfert pour assemblage, etc.

Selon la méthode de compactage du mélange, les machines de moulage sont divisées en pressage, secouage, jet de sable (Fig. 4) et combinées (secouage avec pré-pressage ou pressage avec vibrateur).

Les machines à presser sont les plus simples et les plus productives, mais elles assurent un compactage inégal du mélange sur la hauteur du flacon ; les machines à secouer sont moins productives, mais en combinaison avec le prépressage, elles permettent un compactage plus uniforme du sol, même dans les zones hautes et larges. flacons de zone. Les lanceurs de sable sont utilisés pour remplir des flacons de taille moyenne et grande. Ils se distinguent par une productivité élevée (jusqu'à 50...70 m 3 /h) et assurent le compactage le plus uniforme de la terre sur toute la hauteur du ballon.

Les machines de moulage, combinées par des dispositifs de transport avec d'autres machines et mécanismes, permettent de créer des zones de moulage en ligne (mécanisées, semi-automatiques et automatiques).

Fig.4 Machines à mouler :

a – appuyez sur ; b – tremblements; c – lancer de sable.

Le moulage mécanique facilite non seulement le travail des mouleurs, mais permet également d'augmenter la productivité du travail, d'obtenir des pièces moulées plus précises avec des surépaisseurs d'usinage plus petites et de réduire les rebuts.

Dans l'intensité totale de main-d'œuvre de la fabrication des pièces moulées, les processus de fusion et de coulée du métal dans les moules représentent environ 7 à 10 %. Cependant, ces processus sont particulièrement responsables, car ils ont une influence décisive sur la qualité et le coût des pièces moulées.

Les alliages de fonderie les plus importants sont la fonte (grise, à haute résistance), l'acier (carbone, alliage), les alliages de cuivre (bronze, laiton), l'aluminium, le magnésium, les alliages de zinc, etc.

La fonte grise, le bronze et les alliages aluminium-silicium (silumines) possèdent le meilleur complexe de propriétés de coulée. La fonte est fondue principalement dans les cubilots et les fours à cuve. Un cubilot est un four à cuve verticale continue fonctionnant au coke de charbon de fonderie et à l'air soufflé. La productivité du cubilot, en fonction de sa taille, est de 1...30 t/h, la température maximale réalisable est de 3400...1420 °C. L'intensification du processus de fusion dans un cubilot est réalisée en utilisant un soufflage à chaud (400...500 °C) avec de l'air enrichi en oxygène.

Récemment, les fours à coke-gaz et cubilots à gaz se sont généralisés, ce qui permet d'améliorer encore les performances techniques et économiques des procédés en améliorant la qualité du métal, en utilisant mieux les matériaux de charge et en réduisant la durée de fusion.

Les fours à induction pour la fusion de la fonte, fonctionnant à des courants de fréquence industrielle, sont les unités de fusion les plus prometteuses. Leur utilisation permet de fondre des fontes de composition homogène aux propriétés mécaniques élevées et ainsi de réduire considérablement le poids des pièces moulées. La température de chauffage élevée dans les fours à induction permet d'utiliser des déchets d'acier peu coûteux et, en les cémentant, d'obtenir de la fonte de la composition chimique requise.

Dans les ateliers de pièces moulées de grandes et moyennes dimensions en acier au carbone et en acier faiblement allié (partiellement fortement allié), des fours à sole ouverte acides et basiques d'une capacité allant jusqu'à 80 tonnes sont utilisés. à partir d'aciers au carbone et faiblement alliés, des fours à arc électrique sont utilisés, pour les coulées non critiques - de petits convertisseurs Bessemer, de la fonte dans laquelle elle provient de cubilots. Les fours à induction à haute fréquence et les installations de refusion sous laitier électrique sont utilisés dans les ateliers de fonderie d'acier particulièrement critiques.

Les alliages de métaux non ferreux, en fonction de leurs propriétés (température de fusion, activité chimique, etc.) et de l'échelle de production, sont fondus dans des fours à creuset, des fours à flamme et à réverbère électrique, des fours à induction, à arc sous vide, à faisceau d'électrons sous vide.

Toutes les unités de fusion utilisées dans les fonderies doivent répondre à certaines exigences générales : assurer la température nécessaire à la fusion et à la surchauffe du métal, avoir une productivité suffisante, être économique (consommation minimale de carburant et d'énergie pour 1 tonne de métal liquide et minimum de gaspillage de métal), plus ou moins fiable, protège le métal en fusion de la contamination par des gaz et des inclusions non métalliques.

Le métal en fusion est acheminé vers la zone de remplissage du moule dans des poches de coulée de différentes capacités.

La qualité des pièces moulées dépend en grande partie du respect des règles de coulée. Le métal est coulé dans le moule en douceur, en un flux continu, jusqu'à ce qu'il apparaisse en saillies et en bénéfices. La température de coulée est toujours supérieure à la température de fusion de l'alliage ; cependant, sa surchauffe doit être minime pour assurer un bon remplissage du moule. Si la température de coulée est trop élevée, un dégagement gazeux excessif se produit, le mélange de moulage brûle jusqu'à la surface de la pièce moulée et son retrait augmente. La température du métal coulé est contrôlée par des pyromètres optiques ou des thermocouples.

Après solidification et refroidissement jusqu'à une certaine température, à laquelle les pièces moulées acquièrent une résistance mécanique suffisante, elles sont démoulées ; les tiges sont démontées plus tard, après refroidissement supplémentaire des pièces moulées.

Le démoulage des pièces moulées est l'une des opérations les plus difficiles de la production de fonderie, accompagnée d'importantes émissions de chaleur et de poussière. En termes d'intensité de main-d'œuvre, les opérations de défonçage, de découpe et de nettoyage représentent 30 à 40 % de l'intensité de main-d'œuvre totale de la fabrication de pièces moulées.

L’essence du processus de démoulage est de détruire le moule, libérant ainsi les pièces moulées de la terre de moulage environnante. Dans les fonderies modernes, le processus de battage est mécanisé et s'effectue à l'aide de diverses machines vibrantes, le plus souvent sur des grilles vibrantes. Le sable de moulage tombe à travers le tamis, sur un tapis roulant et est transporté vers la salle de moulage pour être réutilisé.

Après le démoulage, les pièces moulées sont découpées et nettoyées. Le détourage consiste à séparer les saillies, les évents et les baies des pièces moulées.

Le parage est une opération délicate et difficilement mécanisable. Il est produit à l'aide de burins pneumatiques, de scies à ruban et circulaires, de presses et de coupage au gaz.

Le nettoyage des pièces moulées, effectué après la découpe, consiste à éliminer la terre de moulage brûlée (croûte), le tartre et les petites bavures. L'objectif principal du nettoyage est de réduire l'intensité du travail de l'usinage ultérieur et de réduire le taux d'usure de l'outil de coupe. Le nettoyage des pièces moulées de la terre brûlée et du tartre est effectué dans des tambours rotatifs (tumbling), sur des machines de sablage et de grenaillage hydrauliques, ainsi que par traitement chimique et électrochimique des surfaces internes des pièces moulées, difficiles à atteindre avec d'autres nettoyages. méthodes.

Le nettoyage des petites bavures et irrégularités restant après la coupe est effectué sur des rectifieuses portables et fixes équipées de meules abrasives à gros grains.

Avant d'être envoyées aux ateliers d'usinage, les pièces moulées en acier sont nécessairement soumises à un traitement thermique - recuit ou normalisation - pour soulager les contraintes internes et affiner le grain métallique. Dans certains cas, les pièces moulées en d'autres alliages sont soumises à un traitement thermique.

Des défauts peuvent survenir pour diverses raisons à toutes les étapes de la production en fonderie, et il existe des défauts corrigibles et irréparables. Les principaux types de défauts dans les pièces moulées sont : le gauchissement ; puits de gaz, de retrait, de terre et de scories ; des fissures; sous-remplissage du métal et soudure; blanchiment de surface (pour les pièces moulées en fonte). Les défauts superficiels en surface sont éliminés par soudage, pressage (résines époxy) et métallisation. Le gauchissement peut parfois être corrigé par un redressage. Le refroidissement est éliminé par un recuit supplémentaire des pièces moulées.

En cas de défauts internes et externes profonds, les pièces moulées sont envoyées en refusion. Les pièces moulées valides sont envoyées aux ateliers d'usinage pour un traitement ultérieur ou à un entrepôt de produits finis.

3. Méthodes de coulée spéciales

Ces dernières années, des méthodes de coulée spéciales ont été largement introduites dans l'industrie de la fonderie, qui présentent un certain nombre d'avantages par rapport à la coulée traditionnelle dans des moules uniques en sable et en argile. La part des pièces moulées produites par des méthodes spéciales augmente régulièrement.

Les méthodes spéciales incluent la coulée : a) dans des moules métalliques permanents (refroidissement), b) par centrifugation, c) sous pression, d) dans des moules uniques à parois minces, e) coulée à la cire perdue, f) coulée en croûte ou en coquille, g ) coulée sous laitier électrolytique.

Des méthodes de coulée spéciales permettent d'obtenir des pièces moulées de dimensions plus précises avec une bonne qualité de surface, ce qui contribue à réduire la consommation de métal et la complexité d'usinage ; augmenter les propriétés mécaniques des pièces moulées et réduire les pertes dues aux défauts ; réduire ou éliminer considérablement la consommation de matériaux de moulage ; réduire l'espace de production ; améliorer les conditions sanitaires et hygiéniques et augmenter la productivité du travail. ...

La plupart des opérations utilisant des méthodes de coulée spéciales peuvent facilement être mécanisées et automatisées.

La faisabilité économique du remplacement de la coulée dans des moules en sable et argile par l'une ou l'autre méthode spéciale dépend de l'échelle de production, de la forme et de la taille des pièces moulées, des alliages de coulée utilisés, etc. Il est déterminé sur la base d'une analyse technique et économique approfondie de tous les coûts associés au nouveau procédé technologique.

L'un des plus courants est casting à froid. Un moule réfrigérant est un moule métallique solide ou fendu en fonte ou en acier.

Les refroidisseurs sont conçus pour produire un grand nombre de pièces moulées identiques à partir d'alliages non ferreux ou fer-carbone. La durabilité des moules de refroidissement dépend du matériau et des dimensions de la pièce moulée et du moule de refroidissement lui-même, ainsi que du respect de ses conditions de fonctionnement. La durabilité approximative des moules en fonte est de 200 000 étain-plomb, 150 000 zinc, 50 000 aluminium ou 100...5 000 fonte. Il est conseillé d'utiliser des moules réfrigérants aussi bien en production de masse qu'en série (pour un lot de pièces moulées d'au moins 300...500 pièces).

Avant de couler le métal, les moules réfrigérants sont chauffés à une température de 100 à 300 °C et les surfaces de travail en contact avec le métal en fusion sont recouvertes de revêtements protecteurs. Le revêtement augmente la durée de vie de la matrice, empêche le soudage du métal sur les parois de la matrice et facilite le retrait des pièces moulées. Le chauffage protège le moule des fissures et facilite le remplissage du moule avec du métal. Pendant le fonctionnement, la température requise du moule de refroidissement est maintenue grâce à la chaleur générée par le métal coulé. Après durcissement, la pièce moulée est retirée par agitation ou à l'aide d'un poussoir.

La coulée par refroidissement permet de réduire la consommation de métal pour les profits et les éruptions, d'obtenir des pièces coulées d'une précision et d'un état de surface supérieurs et d'améliorer leurs propriétés physiques et mécaniques. Cependant, cette méthode de coulée présente également des inconvénients. Le refroidissement rapide du métal rend difficile l'obtention de pièces moulées à parois minces de formes complexes, ce qui entraîne un risque d'apparition de surfaces blanchies et difficiles à traiter dans les pièces moulées en fonte.

Moulage par injection- l'une des méthodes les plus productives pour produire des pièces moulées de forme précise à partir de métaux non ferreux. L'essence de la méthode est que le métal liquide ou pâteux remplit le moule et cristallise sous une pression excessive, après quoi le moule est ouvert et la pièce moulée est retirée.

Selon le mode de création de pression, on les distingue : coulée sous pression de piston et de gaz, aspiration sous vide, estampage liquide.

Le formage le plus courant des pièces moulées sous pression du piston s'effectue dans des machines dotées d'une chambre de compression chaude ou froide. Les alliages utilisés pour le moulage par injection doivent avoir une fluidité suffisante, un intervalle température-temps de cristallisation étroit et ne pas interagir chimiquement avec le matériau du moule. Pour produire des pièces moulées selon cette méthode, des alliages de zinc, de magnésium, d'aluminium et des alliages à base de cuivre (laiton) sont utilisés.

Le moulage par injection produit des pièces pour appareils : tambours de machines à compter, boîtiers d'appareils photo et parties de carrosserie pesant jusqu'à 50 kg, culasses pour moteurs de motos. Les pièces moulées peuvent produire des trous, des inscriptions, des filetages externes et internes.

Fig.5 Méthodes de coulée spéciales

a – sous pression ; b – centrifuge.

La figure 5, a montre la séquence d'obtention d'une coulée sur une machine à piston (avec chambre de compression verticale froide). Le métal en fusion est introduit par portions dans la chambre de pressage verticale 2. En descendant, le piston 1 appuie sur le métal, déplace le talon 4 vers le bas, de sorte que le canal d'alimentation 3 s'ouvre et que le métal pénètre dans la cavité du moule 5. Après avoir rempli le moule et maintenu pendant 3 à 30 s, le piston et le talon remontent, tandis que le talon coupe la carotte et expulse les résidus de presse. b. La partie mobile du moule 8 se déplace vers la droite et la pièce moulée 7 s'enlève facilement. Les cavités internes et les trous dans les pièces moulées sont réalisés à l'aide de tiges métalliques.

Avant de commencer le travail, le moule est chauffé et lubrifié. Pendant le fonctionnement, la température requise est maintenue et le moule est périodiquement lubrifié.

Les moules sont fabriqués à partir d'aciers à outils alliés (3Х2В8, ХВГ, Х12М, etc.) et sont soumis à un durcissement et à un revenu élevé. Le coût du moule est 3 à 5 fois supérieur au coût du moule.

La durabilité des moules, en fonction de la taille et de la forme des pièces moulées, est de 300 à 500 000 pièces moulées en alliages de zinc, de 30 à 50 000 pièces en alliages d'aluminium, de 5 à 20 000 pièces moulées en alliages de cuivre. La productivité des machines à pistons atteint 500 pièces moulées par heure.

Dans des conditions de production de masse, l'utilisation du moulage par injection est économiquement justifiée, car cette méthode permet de réduire l'intensité de travail de la production de pièces moulées de 10 à 12 fois et l'intensité de travail du traitement mécanique de 5 à 8 fois.

Grâce à la haute précision de fabrication et aux propriétés mécaniques accrues des pièces moulées obtenues sous pression, des économies allant jusqu'à 30 à 50 % de métal sont réalisées par rapport à la coulée dans des moules uniques. La possibilité d'une automatisation complète du processus est créée.

Méthode de coulée centrifuge Il est principalement utilisé pour produire des pièces moulées creuses telles que des corps rotatifs (bagues, coquilles pour segments de piston, tuyaux, chemises) à partir d'alliages non ferreux et fer-carbone, ainsi que de bimétalliques. L'essence de la méthode consiste à verser du métal liquide dans un moule rotatif en métal ou en céramique (moule). Sous l'effet des forces centrifuges, le métal liquide est projeté vers les parois du moule, se propage le long de celles-ci et durcit.

Les tuyaux et manchons longs sont coulés sur des machines à axe de rotation horizontal, les bagues courtes et les couronnes de grand diamètre sont coulées sur des machines à axe de rotation vertical.

Avec la méthode de coulée considérée, les pièces moulées sont denses, exemptes de gaz et d'inclusions non métalliques, avec une structure à grains fins.

La coulée centrifuge est très productive (40...50 tuyaux en fonte d'un diamètre de 200...300 mm peuvent être coulés en une heure), permet d'obtenir des coulées creuses sans utiliser de tiges et de coulées bimétalliques par coulée séquentielle de deux alliages (par exemple, acier et bronze).

Comme pour la coulée à froid, les moules métalliques sont chauffés avant de verser le métal liquide et des revêtements protecteurs leur sont appliqués. Après coulée, les moules sont parfois refroidis avec une douche d'eau pour augmenter la productivité des machines et éviter leur surchauffe.

Outre une productivité élevée et la simplicité du processus, la méthode de coulée centrifuge, par rapport à la coulée dans des moules fixes en sable, en argile et en métal, permet d'obtenir des pièces moulées de meilleure qualité, élimine presque la consommation de métal sur les bénéfices et les évents et augmente le rendement des pièces moulées appropriées. de 20...60 %.

Les inconvénients de cette méthode incluent le coût élevé des moules et des équipements et la gamme limitée de pièces moulées.

Coulée à la cire perdue (cire perdue) est comme suit. Le métal est coulé dans un moule en céramique jetable à paroi mince, réalisé selon des modèles (également jetables) à partir d'une composition de modèle à faible point de fusion. Cette méthode produit des pièces moulées précises à partir de tous les alliages pesant de quelques grammes à 100 kg qui ne nécessitent pratiquement aucun usinage.

La précision dimensionnelle et la propreté de surface des pièces moulées obtenues sont telles qu'elles permettent de réduire ou de supprimer la quantité d'usinage, ce qui est particulièrement important lors de la fabrication de pièces à partir d'alliages difficiles à usiner ;

La technologie de production de pièces moulées selon les modèles réalisés comprend les étapes suivantes : production de moules pour les modèles ; obtenir des modèles en cire en pressant la composition de modèle dans des moules ; assemblage d'un bloc de modèles sur un alimentateur commun (dans le cas de petites pièces moulées) ; appliquer un revêtement résistant au feu sur la surface d'un seul modèle ou bloc ; modèles de fusion à partir de moules en coquille réfractaires (en céramique); calcination des moules ; verser du métal dans des moules chauds.

Les moules fendus sont réalisés en acier ou autres alliages selon le dessin de la pièce ou sa norme, en tenant compte du retrait de la masse du modèle et du métal coulé.

La composition modèle (par exemple à base de paraffine additionnée de cérésine, de bitume de pétrole, de colophane, de polyéthylène) à l'état pâteux est pressée en place à l'aide d'une seringue ou sur une presse.

Les modèles obtenus sont démoulés et recouverts en plusieurs couches d'un revêtement ignifuge, trempés plusieurs fois dans une composition de liant et saupoudrés de sable de quartz. Chaque couche de revêtement est séchée. Avant le revêtement, un modèle de petites pièces moulées est assemblé en blocs, en les reliant (soudure) à un système de porte commun, puis le bloc est doublé.

Les modèles sont fondus à partir de coques en céramique à l'aide d'air chaud ou d'eau chaude. Le matériau du modèle est collecté pour être réutilisé et le moule de coulée en céramique obtenu avec une surface de travail lisse est envoyé pour calcination. Cette dernière est nécessaire pour donner à la forme la résistance mécanique et l'enlèvement définitif de la matière du modèle. Le moule est placé dans une boîte en acier recouverte de sable de quartz, laissant la carotte accessible pour couler le métal, et calciné à une température de 850...900 °C.

Le métal est coulé dans un moule chaud, ce qui améliore la fluidité du métal et permet d'obtenir des pièces moulées complexes à parois minces.

Après refroidissement, la pièce moulée est nettoyée de la couche de revêtement réfractaire par coups manuels ou à l'aide de vibrateurs pneumatiques. Dans les cavités et les trous, les résidus de moisissure sont éliminés par lessivage dans une solution bouillante de soude caustique, puis la pièce moulée est lavée à l'eau tiède additionnée de soude.

La séparation du système d'injection des pièces moulées peut être effectuée sur des tours et des fraiseuses, des meules abrasives en vulcanite et des installations vibrantes.

Le moulage à la cire perdue produit une variété de pièces moulées complexes pour la fabrication d'automobiles et de tracteurs, la fabrication d'instruments, pour la fabrication de pièces d'avion, d'aubes de turbine, d'instruments de coupe et de mesure.

Le coût d'une tonne de pièces moulées produites à partir de modèles à cire perdue est plus élevé que celui produit par d'autres méthodes et dépend de nombreux facteurs (production en série de pièces, niveau de mécanisation et d'automatisation des processus de fonderie et des processus d'usinage des pièces moulées).

Dans la plupart des cas, la réduction de l'intensité du travail d'usinage, la consommation de métal et d'outils de coupe du métal lors de l'utilisation de pièces moulées de précision au lieu de pièces forgées ou de pièces moulées obtenues par d'autres méthodes fournissent un effet économique significatif. Le plus grand effet est obtenu lors de la conversion au moulage de pièces à la cire perdue, dans la structure des coûts dont une grande partie est constituée de coûts de métal et de fraisage, en particulier lors de l'utilisation de matériaux de structure et d'outils difficiles à traiter.

Une grande attention est accordée à l'introduction du moulage à la cire perdue, car la plupart des opérations sont facilement mécanisées et automatisées. Grâce aux efforts conjoints des employés des instituts de recherche et des usines de pointe, des lignes automatiques hautement efficaces et des ateliers automatisés pour le moulage à modèle perdu sont créés.

Moulage de coquilles utilisé pour produire des pièces moulées pesant jusqu'à 100 kg à partir de fonte, d'acier et de métaux non ferreux. Les moules à parois minces (épaisseur de paroi 6...10 mm) sont fabriqués à partir d'un mélange sable-résine : sable de quartz à grains fins et résine synthétique thermodurcissable (3...7 %). Le mélange sable-résine est préparé en mélangeant du sable et de la résine en poudre broyée avec l'ajout d'un solvant (méthode à froid) ou à une température de 100...120 ° C (méthode à chaud), ce qui entraîne l'enveloppement de la résine ( plaqué) les grains de sable. Le mélange est ensuite broyé en grains individuels recouverts de résine et chargé dans une trémie. Le moulage est réalisé à partir de modèles métalliques.

Le modèle dans le système de porte est fixé sur une plaque de sous-modèle, chauffée à une température de 200...250 °C et une fine couche d'agent de démoulage est appliquée sur sa surface de travail. Ensuite, le col de la trémie est fermé avec une plaque de modèle (le modèle est à l'intérieur) et tourné à 180°. Le mélange tombe sur le modèle chauffé, la résine fond et après 15...25 s une coque (demi-moule) de l'épaisseur requise est formée sur le modèle. La trémie est à nouveau tournée à 180°, le mélange restant tombe au fond de la trémie et la dalle modèle avec une coque semi-solide est placée dans un four pour durcissement final à une température de 300...400 °C pendant 40 ...60 s. Grâce à des éjecteurs spéciaux, le demi-moule peut être facilement retiré du modèle.

La fixation (assemblage) des demi-formes est réalisée avec des agrafes métalliques, des pinces ou de la colle à durcissement rapide. Les tiges de sable-résine pour pièces moulées creuses sont produites de la même manière.

Pour leur donner une plus grande rigidité, les moules en coquille assemblés sont placés dans des flacons, recouverts à l'extérieur de grenaille de fonte ou de sable sec et remplis de métal. Une fois la pièce coulée durcie, le moule en coquille se détruit facilement.

Les pièces moulées fabriquées dans des moules en carapace se distinguent par une grande précision et une propreté de surface, ce qui permet de réduire le poids des pièces moulées de 20 à 40 % et la complexité de leur usinage de 40 à 60 %. Par rapport au moulage dans des moules en sable et en argile, l'intensité du travail de fabrication des pièces moulées est plusieurs fois réduite. Cette méthode produit des pièces de machine critiques - vilebrequins et arbres à cames, bielles, cylindres nervurés, etc. Les processus de fabrication des coques sont faciles à automatiser.

Malgré le coût plus élevé du mélange sable-résine par rapport au mélange sable-argile, un effet économique significatif est obtenu grâce à la production en série et en série de pièces moulées.

La fonderie en carapace est utilisée pour produire des pièces principalement à partir d'alliages à base de fer (fonte, carbone et acier inoxydable), ainsi qu'à partir de cuivre et d'alliages spéciaux.

À l'usine de motos de Kiev, les cylindres nervurés sont moulés à partir de fonte au chrome-nickel modifiée ; à l'usine automobile de Gorki, les vilebrequins sont fabriqués à partir de fonte à haute résistance dans des moules en coque.

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