8 самых частых вопросов по ВПФ, которые задают производственники

Наряду с традиционными видами технологии получения отливки – песчано-глинистые формы (ПГС), холодно-твердеющие смеси (ХТС), литьё по выплавляемым или газифицируемым моделям (ЛВМ или ЛГМ) и т. п. в последнее время возрос интерес к вакуумно-плёночной формовке (ВПФ).

Учитывая, что эта технология недостаточно изучена, возникает ряд закономерных вопросов по применению её в современном литейном производстве. Цель этой статьи ответить на самые распространённые из них. По нашему опыту, эти вопросы как раз и возникают у специалистов, которые хотят внедрить технологию на своём производстве.

1. Как подбирать толщину пленки в зависимости от высоты отливки при использовании технологии ВПФ?

Для вакуумно-плёночной формовки используется специальная этиленвинилацетатная плёнка. Ею после нагрева покрывают формообразующую поверхность, то есть обтягивают модель с литниково-питающей системой. При нагреве плёнки её относительное удлинение увеличивается до 600 % во все стороны.

Для моделей средней высоты 100 – 150 мм используется плёнка толщиной 0,075 мм. При более развитой высоте моделей необходимо выбирать плёнку с большей толщиной – до 0,1 мм – так чтобы при растягивании она не порвалась.

В целом, толщина плёнки выбирается из опыта в зависимости от температуры нагрева плёнки, количества времени вакуумирования, геометрии модельной оснастки.

Однако нельзя брать и заведомо более толстую плёнку. Она может плохо повторить контуры модели и на поверхности отливки могут образоваться дефекты.

2. Что происходит с пленкой для ВПФ при заливке металла?

Плёнка – это замыкающий элемент формы. Внутри контура, который она образует, с помощью вакуума уплотняется песок и в эту же форму поступает раскалённый металл.

Плёнка при соприкосновении с жидким металлом выгорает. Именно при контакте, а не от излучения и не от повышенной температуры расплава. Место сгоревшей плёнки в поверхностном слое песка замещает металл и вакуумный контур продолжает оставаться замкнутым.

Расстояние между пленкой и металлом очень мало, составляет всего несколько микрон, и в него уходят продукты сгорания, вытягиваясь оттуда движением воздуха через выпоры.

3. Какие краски в литейном производстве применяются при технологии ВПФ?

В технологии ВПФ используют противопригарные краски. Следует различать разделительные покрытия и противопригарные краски в литейном производстве. Первые используются в традиционных технологиях (ПГС, ХТС) для более лёгкого разделения модели и формы. В случае использования технологии ВПФ в этом нет необходимости. Плёнка, которой обтягивается модель, уже имеет минимальное трение, кроме того, непосредственный контакт между песком и моделью отсутствует, так что форма с модели в ВПФ снимается легко и без дополнительных покрытий.

А вот в противопригарной краске при литье металлов необходимость присутствует и при использовании технологии ВПФ. Краска предотвращает проникновение металла в поры и неплотности формы. Применяют краски того же состава, что и при традиционных методах литья, но чаще всего – это краски на основе силиката циркония.

4. Каким образом осуществляется сушка антипригарного покрытия при использовании ВПФ в литейном производстве?

Противопригарная краска наносится на плёнку, которой уже обтянута модель. Наносится в обычных условиях атмосферы из пульверизатора. В основе краски может быть спирт или вода. Краска на спирту сохнет быстрее, на водной дольше, но для интенсификации сушки в любом случае нужны нагревательные элементы. Нельзя допускать недосушенный слой краски, потому что любая влага на поверхности формы приводит к появлению газовых дефектов.

Время сушки
Определяется площадью поверхности, которую нужно сушить, т. е. зависит от конфигурации отливки.
Толщина слоя краски
Подбирается опытном путём в зависимости от самой краски, а также металла, который заливают и необходимого результата. Обычно толщина слоя противопригарной краски составляет 0,1 – 0,4 мм

5. Через какое время после заливки формы при использовании ВПФ рекомендуется отключать вакуум?

Отключать вакуум – это значит разупрочнять форму. Понятно, чтобы не повредить при этом отливку, она должна быть уже в достаточно твёрдом состоянии. Момент, когда это происходит, подбирается расчётом и опытным путём и зависит от конфигурации отливки, общей массы, толщины стенок.

Однако с отключением вакуума нельзя и затягивать, так как застывание металла в жёсткой форме приводит к появлению горячих трещин особенно в разностенной отливке.

Из практики можно сказать, что время, когда залитая форма находится под вакуумом, может составлять от 15 до 60 минут.

6. Области применения технологии ВПФ на литейных предприятиях

Самая дешевая оснастка в литейном производстве делается из дерева. Поэтому с точки зрения многономенклатурного производства очень удобно, быстро и дешево изготовить деревянную модель. Однако использовать деревянные модели в традиционных технологиях литья – ПГС и ХТС не рекомендуется:

- падает точность отливок из-за необходимости делать большие литейные уклоны и припуски
- модели быстро изнашиваются.

В случае же применения технологии ВПФ эти недостатки деревянных моделей исключаются:

- модель не контактирует с песком и не изнашивается
- припуски на мехобработку и уклоны можно сделать минимальными, так как протяжка в случае с ВПФ, да ещё с пневмоподдержкой, происходит с гораздо меньшими усилиями, чем при ПГС или ХТС.

Таким образом, ВПФ отлично работает там, где нужно выпускать небольшие партии различного литья. Однако это не значит, что этот метод нельзя применять и в массовом производстве.

7. Роль поддержания требуемых параметров вакуума при использовании технологии ВПФ в литейном производстве

В традиционных методах литья уплотнение смеси и получение формы происходит за счёт силового или химического воздействия. В технологии ВПФ эту роль берут на себя вакуумные насосы.

Именно за счёт вакуума образуется и держится форма при манипуляциях и заливке металла, поэтому поддержание надлежащего уровня вакуума очень важно.

Вакуумная система должна быть достаточной мощности, чтобы компенсировать расход вакуума, в частности, при заливке. Для этого необходимо соблюдение следующих моментов:
- запас количества вакуумных насосов должен составлять не менее 50 % от расчётного
- подключаться насосы должны мгновенно и автоматически при падении уровня вакуума в системе
- должны присутствовать компенсаторы вакуума – ресиверы, которые поддержат вакуум в случае его падения.

8. Как в технологии ВПФ решается вопрос с очисткой смеси от продуктов деструкции пленки?

В технологиях получения форм в ПГС или ХТС продукты деструкции формовочной смеси, которые возникают в результате воздействия раскалённого металла на смесь, значительны и смеси требуется освежение.

В случае использования технологии ВПФ продукты сгорания плёнки минимальны. Безусловно, они есть, но образуются лишь в поверхностном слое формы, часть из них уходит с воздухом через вакуумную систему, а остальные выгорают при следующей заливке, не оказывая существенного влияния на отливку.

Менеджеры компании СЛТ имеют большой практический опыт получения отливок с помощью технологии ВПФ. Они ответят на все ваши вопросы и помогут наладить такую технологию на вашем производстве. Обращайтесь!