Использование экзотермических и изоляционных оболочек для прибылей в литейном производстве сегодня является стандартной практикой. В зависимости от технологии формообразования, сплава, наличии той или иной механизации разработаны различные виды и составы оболочек. Наиболее важными характеристиками оболочек являются постоянство термических и изоляционных характеристик, характеризующихся соответствующей кривой горения оболочки (рис.1), а также стабильность геометрических и прочностных характеристик.
Рис.1. Кривые горения Ferral S, Ferral L и Permanex SL
Фирма HA KOVOCHEM, Чехия, разрабатывает и выпускает экзотермические и изоляционные системы питания литья с 1994 года. HA KOVOCHEM использует несколько вариантов традиционных технологий изготовления оболочек, позволяющих изготавливать соответствующие системы питания наиболее эффективным и стабильным способом. Предприятие жестко соблюдает экологические нормы, осуществляет входной контроль исходных материалов и свойства конечных изделий для каждой партии. В зависимости от типа сплава отливки, размера самой вставки и технологии ее изготовления HA KOVOCHEMиспользует несколько стандартных составов смесей - Isolit, Ferral S, Ferral L, Ferralex иPermanex. Это позволяет максимально оптимизировать технологию использования оболочек и подобрать максимально эффективное решение для каждого клиента.
Закрытые (колпачковые) цилиндрические оболочки
Данные оболочки имеют наиболее широкий диапазон применения. Могут использоваться для отливок из стали и чугуна при различных вариантах формовки. Например, для машинной формовки по песчано-глинистым смесям такие вставки благодаря соответствующему уклону и точности размеров могут устанавливаться в отформованную перекантованную полуформу верха перед спариванием полуформ. Для ХТС, ЖСС и других типов формообразования без прессования смеси, колпачковые оболочки удобнее устанавливать на модель перед засыпкой смеси. Из перечисленных серий следует выделить оболочки серии EK T, которые имеют увеличенные размеры стержня концентратора и предназначены в основном для отливок из высокопрочного чугуна. Такие оболочки имеют увеличенный тепловой модуль при небольшом объеме питания и часто могут заменить более объемные стандартные колпачки других производителей. Колпачковые оболочки типа ЕКО имеют овальную форму, и, как и другие овальные оболочки служат для увеличения дистанции питания при ограниченном объеме прибыли и для уменьшения посадочной площадки на модели.
Рис.2. Закрытые (колпачковые) цилиндрические оболочки
Открытые прибыли цилиндрические серии SL, овальные SL OV и конусообразныеSL PK
В основном применяются для мелкосерийного среднего или крупного литья стали или крупных отливок из СЧ и ВЧ. Открытые прибыли используются для питания больших термических узлов отливки. Данные оболочки изготавливаются из материала Permanex по технологии сырой формовки и обладают большей толщиной стенки и лучшими теплоизолирующими свойствами. Оболочки серии SL имеют модуль кристаллизации от 2,4 до 16,6 см. Могут снабжаться крышками и/или обрубными стержнями. При необходимости увеличения объема, данные оболочки могут устанавливаться друг на друга. Материал оболочек Permanex легко режется, позволяя потребителю адаптировать оболочки под свои индивидуальные условия. Если открытые оболочки используются без крышек, то для достижения максимальной эффективности питания рекомендуется после заполнения формы поверхность прибыли присыпать покровным теплоизолирующим порошком серии Ferro. Конусообразные оболочки SL PK используются для уменьшения площади обрубки прибыли там, где применение обрубного стержня нежелательно. Для улучшения качества поверхности в зоне примыкания такой прибыли к отливке, оболочка может покрываться противопригарной краской.
Рис.3. Открытые прибыли цилиндрические серии SL, овальные SL OV и конусообразные SL PK
Компактные точечные оболочки серии CK, CKM, CKSZ
Данные оболочки предназначены для точечной установки на модель и чаще всего применяются для литья из высокопрочного чугуна, где необходимо пропитать тепловой узел с большим модулем кристаллизации при небольшом объеме питания.
Рис.4. Компактные точечные оболочки серии CK, CKM, CKSZ
Специальные серии оболочек Ku, Ku F, Is, Re, EK SF, F и др.
Фирма KOVOCHEM всегда была ориентирована на клиента. И в зависимости от специальных пожеланий были созданы несколько специальных серий оболочек для конкретных примеров применения. Например, оболочки серии Ku имеют практически шарообразную форму, что обеспечивает идеальные с точки зрения геометрии условия питания - максимальный модуль прибыли при минимальном объеме. Оболочки серии EK SF и F позволяют оформить термоэффективные боковые прибыли и.т.д.
Рис.5. Специальные серии оболочек Ku, Ku F, Is, Re, EK SF, F
Изоляционные сегментированные маты PMX RK
Для оформления теплоизоляции крупных прибылей наиболее эффективным с точки зрения универсальности и логистики являются изоляционные сегментированные маты PMX RK. С помощью данного продукта легко повторить любую форму и размеры прибыли, его можно легко подрезать или накладывать несколькими слоями. Кроме оформления прибылей крупных отливок, данный материал можно использовать на металлургических предприятиях для утепления головных участков слитка.
Обрубные стержни
При необходимости все оболочки могут снабжаться разделительными стержнями (рис.7), упрощающими процедуру обрубки прибыли. Обрубные стержни имеют различные конструкции в зависимости от типа оболочки и материала отливки. Их принцип действия основан на создание термического напряжения и последующей трещины при кристаллизации сплава в месте сопряжения прибыли с отливкой.
Рис.6. Обрубные стержни
Экзотермические порошки и таблетки
При использовании экзотермических оболочек, излучается гораздо больше тепловой энергии по сравнению с обычными прибылями. Если прибыль не утеплена сверху, то образующаяся в ней усадка, при литье стали имеет характерную форму воронки и коэффициент использования прибыли значительно снижается. Кроме того, часть усадки может перейти из прибыли в отливку. Для предотвращения данного дефекта, открытую прибыль после заполнения формы рекомендуется присыпать покровным экзотермическим и изоляционным порошком Ferro. В ходе реакции горения данный порошок увеличивается в объеме и покрывает плотным теплоизолирующим слоем всю поверхность расплава в прибыли. В данном случае объемная усадка в прибыли отличается практически ровным фронтом и коэффициент использования объема прибыли значительно повышается.
Для применения в условиях массового производства экзотермические покровные порошки выпускаются в спрессованной форме в виде таблеток (рис.7), которые могут быть закреплены в верхней части прибыли.
Рис.7. Экзотермические покровные порошки в виде таблеток