1

Confecționarea formelor (formarea manuală la crud şi folosind tehnica vidului) pentru

obținerea semifabricatelor tunate

Pentru obţinerea pieselor turnate, aliajul lichid este introdus intr-o cavitate care reproduce configuraţia si - cu oarecare corecţii - dimensiunile pieselor ce trebuiesc obţinute. Cavitatea se afla fie intr-o masa granulara refractara consolidate cu un liant,( amestecul de formare pentru formarea manuala sau mecanizata)sau folosind tehnica vidului, fie intr-o masa monolitica, de obicei metalica.

Pentru a ajunge in cavitatea formei, aliajul lichid turnat străbate o serie de canale verticale, orizontale sau înclinate care alcătuiesc sistemul de alimentare sau reţeaua de turnare.

Ansamblul material care cuprinde cavitatea, a cărei configuraţie si dimensiuni corespunde piesei turnate, inclusiv sistemul de alimentare se numeşte forma de turnare.

Deoarece peste 90% din producţia de piese turnate se obţine in forme temporare, vor fi prezentate cu precădere problemele legate de elementele cu ajutorul cărora se obţine cavitatea formelor temporare

In figura 1 sunt prezentate elementele tehnologice necesare obţinerii cavitaţii formei in care trebuie turnata si obţinuta piesa din figura 1, a.

Fig. 1. Elementele tehnologice necesare obţinerii cavitaţii formei

a - piesa finita; b - modelul piesei; c - miezul; d~cutia de miez;e - reţeaua de turnare;f~ modelul maselotei; g - modelul canalului de ventilare; h - forma asamblată. 1-

semiforma inferioară; 2 - semiforma superioara; 3- marca inferioara 4- marca superioara.

Procedura (Toate operațiile se execută de către muncitorul formator.)

1. Se verifica daca platoul de formare si garnitura de model sunt corespunzătoare.

2. Se curata platoul de formare si modelul prin suflare cu aer.

3. Se așează partea inferioara a modelului (cea fără cepuri) pe placa de formare si se fixează

tija cu ochi pentru incalarea modelului (unde este cazul). Se așează semirama inferioară. Se

pulverizează semimodelul cu motorina sau petrol la începutul fiecărei formari.

4. Se introduce amestec de formare pe suprafața modelului, in proporție de 1/3 din volumul

semiramei, apoi se completează cu amestec de formare in straturi succesive pana la umplerea

semiramei si se îndeasă cu bătătorul de mana sau cu ciocanul pneumatic.

5. Se îndepărtează surplusul de amestec prin răzuirea cu o rigla metalica.

6. Se practica canale de aerisire pe suprafața semiformei cu o vergea de Ø 5 mm, cca., 5 – 6

2

orificii/dm2, adâncimea fiind de pana la 8 – 10 mm fata de model.

7. Se face prinderea manuala sau in macara a semiformei si rabatarea ei cu 180°.

8. Se finisează suprafața de separație, se pudrează cu nisip uscat si se așează partea

superioara a modelului, elementele rețelei de turnare pulverizate in prealabil cu motorina.

9. Se așează rama superioară si se introduce amestec de formare in proporție de 1/3 din

volumul semiramei, apoi se completează cu amestec de formare, continuându-se îndesarea

amestecului ca si la semiforma inferioara.

10. Pentru asamblarea formei se practica minim 2 canale de ghidare cu stifturi conice,

amplasate la colturile formei in diagonala.

11. Se extrag știfturile de ghidare, elementele rețelei de turnare si se rabatează manual sau

mecanic semiforma cu 180°.

12. Se extrage modelul din forma prin aplicarea de lovituri modelului folosind elemente de

protecție (lemn, cauciuc).

13. Se repara forma (dacă este cazul) si se armează cu cuie de turnatorie. Se folosesc scule

de turnatorie: lanteta, troila, rigla, etc.

14. Se practica canale de aerisire in mărcile formei si in cavitatea formei superioare unde

este cazul.

15. Amestecul de formare se va prepara conform rețetei.

Miezuirea cu amestec pe baza de silicat de sodiu

Cuprinde următoarele faze executate de muncitor:

1. Se curata cutiile de miez înaintea fiecărei miezuiri.

2. Se închid cutiile de miez, se asigura, se introduc armaturile si apoi amestecul de miez in

straturi succesive si se tasează in funcție de configurația cutiei cu bătătoare de mana.

3. Se îndepărtează surplusul de amestec si se practica canale de aerisire in număr de (1 ÷ 3)

Ø 4 – 6 mm.

4. Se dezbate ușor cutia şi întărește cu CO2. Se considera miezul întărit dacă la apăsarea cu

degetul suprafața nu se deformează.

5. Se deschide cutia, se scoate miezul si se debavurează.

6. Miezurile se vopsesc când este cazul cu vopsea pe baza de grafit folosind ca solvent

alcoolul.

7. Uscarea miezurilor se face prin flambare (arderea vopselei).

8. Miezurile din amestec pe baza de silicat întărit cu CO2 se utilizează in max. 48 h după

confecționare, după care se vor flamba înainte de introducerea in forma.

Asamblarea formelor

Operațiile se execută de către executant si se verifica de seful de echipa.

1. Se verifica aspectul celor doua semiforme si a miezului si sufla semiformele.

2. Se introduc miezurile in forma.

3. Se asigura continuitatea canalelor de aerisire miez-forma practicând pe suprafața de

separație canale de aerisire.

4. Se asamblează cele doua semiforme prin rabatarea cu 180° a semiformei superioare, după

ce au fost introduse știfturile de ghidare.

5. Se închide forma. Participa obligatoriu doi muncitori.

6. Se îngreunează formele cu grutati pentru a evita scurgerea metalului lichid la turnare.

Preparare amestec unic la crud cu bentonita carbonica – U1 -

1. Rețeta amestecului unic la crud – U1 este:

3

Nr. crt. Componenți Procente (%) Cantități pentru

1000 kg

amestec

Timp de

amestecare (sec)

Mod de

dozare

1 Amestec refolosit 94,10-97,76 941-977,6 5 Cantar

2 Nisip cuarțos spălat 5 – 2 50 -20 25 Cantar

3 Bentonita carbonica 0,5 – 0,1 5 – 1 60 Cantar

4 Material carbonic 0,3 – 0,1 3 – 1 30 Cantar

5 Soda calcinata 0,04 – 0,1 0,4 – 1 30 Vas tarat

6 Apa pana la

umiditatea de : 3,0 –

4,2%

120 automat

Total 100 1000 270

2. Fazele operației de preparare:

a) Dozarea componenților prin cântărire si volumetric.

b) Pornirea sistemului de amestecare.

c) Introducerea componenților treptat in ordinea din rețeta de la pct. 5.2.1.

d) Amestecarea conform timpului specificat in rețeta 5.2.1.

e) Deversarea amestecului pe banda transportoare.

3. Controlul calității amestecului

Se face conform P-SPT-27, Anexa 1.

4. Caracteristicile amestecului unic la crud – U1

a) Umiditate % 3,0 – 4,2

b) Permeabilitate u.p. Min. 100

c) Rezistenta la compresiune in stare cruda daN/cm2 0,70 – 1,5

d) Rezistenta la forfecare daN/cm2 0,15 – 0,41

e) Capacitatea de demulare % max. 70

f) Duritatea (unități Dietert) D 85 ± 5

g) Fluiditatea % 65 ± 5

h) P.H. - 6,5 – 9,5

i) Parți levigabile % 10 – 16

j) Pierderi la calcinare % 5 – 8

k) Conținut de carbon % 2,5 – 4,5

l) Argila vie % min. 7

m) Greutatea volumetrica kgf/dm3 0,6 – 1,0

Nota: - Daca rezistenta la compresiune este sub 0.7 daN/cm2 si argila vie sub 7%, se va

creste cantitatea de betonită pana la 0,5%.

- Daca PH-ul este sub 6,5 unități, se va creste cantitatea de soda calcinata pana la 0,1%.

5. Criterii de acceptare

Conform P-SPT-27, Anexa 1

4

Exemple de confecționare manuală a formelor

a) Formarea cu model in rame de formare

Se considera piesa din figura 2, a cărei garnitură de model este prezentată in figura 3.

Operațiile necesare confecționării formei de turnare sunt prezentate in succesiunea lor in

tabelul ce urmează

Succesiunea operatiilor

- se așează modelul pe planșetă;

- se amplasează rama de formare;

- se pudrează cu pudra de izolație;

- se depune un strat de 10...15 mm

amestec de model si se îndeasă manual

Utilaje, dispozitive, scule

- planșeta de lemn(metal)

- rama de formare;

- săculeț cu pudra de izolație;

- semimodel;

- lopata(scafa)

Materiale

- pudra de izolație

- amestec de model

5

Succesiunea operațiilor

- se îndeasă amestec de umplere in

straturi succesive;

- se îndepărtează surplusul de amestec

cu o rigla;

- se executa canale de aerisire cu o

vergea de otel;

- se rabate rama cu 180o

Utilaje, dispozitive, scule

- bătător;

- rigla de lemn(model);

- vergea de otel;

- lopata(scafa)

Materiale

- amestec de umplere

Succesiunea operațiilor

- se curata prin suflare (sau cu o

pensula) suprafața de separație a

modelului si a formei;

- se netezește suprafața formei cu

lanteta;

- se montează cea dea doua parte a

modelului;

- se montează rama de formare

superioara;

- se montează modelul rețelei de turnare

si a răsuflătorului;

- se pudrează cu pudra de izolație

Utilaje, dispozitive, scule

- suflător manual de aer sau pensula;

- rama de formare;

- săculeț de pudra de izolație;

- semimodel;

- model pentru rețeaua de turnare si

răsuflător;

Materiale

- pudra de izolație

6

Succesiunea operațiilor

- se depune un strat de amestec de

model si se îndeasă manual;

- se îndeasă amestec de umplere in

straturi succesive;

- se îndepărtează surplusul de amestec

cu o rigla;

- se executa canale de aerisire cu o

vergea de otel;

- se demulează modelul rețelei de

turnare si a răsuflătorului

Utilaje, dispozitive, scule

- bătător;

- rigla de lemn(metal)

- vergea de otel;

- lopata(scafa)

Materiale

- amestec de model

- amestec de umplere

Succesiunea operațiilor

- se ridica semiforma superioara, se

rabate cu 180o si se așează pe un pap de

amestec de formare sau pe o planșetă;

- se demulează modelul din semiforma

inferioara si superioara;

- se executa eventuale reparații la

ambele semiforme;

- se executa canal de etanșare sau se

așează șnur de argila

Utilaje, dispozitive, scule

- cui pentru demulare;

- ciocan de lemn;

- pensula si vas cu apa;

- lanteta si alte scule ale turnătorului.

Materiale

- apa;

- amestec de model pentru reparații;

- argila plastica

7

Succesiunea operațiilor

- se montează miezul in semiforma

inferioara(miezul este executat separat);

Utilaje, dispozitive, scule

Materiale

- miez

Succesiunea operațiilor

- se montează semiforma superioara (se

închide forma);

- se consolidează forma prin așezarea

unei greutăți care se sprijină pe pereții

ramei si nu pe amestecul de formare.

Utilaje, dispozitive, scule

- greutate de consolidare

Materiale

Succesiunea operatiilor

- se montează semicutiile de miez 1 si

1', in caseta de centrare2;

- se îndeasă amestecul de miez3;

- se usucă miezul;

- se executa canalul de ventilare

Utilaje, dispozitive, scule

- cutii de miez;

- caseta de centrare;

- bătător manual;

- burghiu de găurire

Materiale

- amestec de miez

8

Exemple de confecționare a formelor cu ajutorul tehnicii vidului

Procesul tehnologic de confecţionare a unei forme prin vidare cuprinde următoarele

operaţii:

Montarea modelului pe caseta de vidare; modelul şi caseta de vidare sunt

prevăzute cu numeroase orificii de dimensiuni mici prin care se absoarbe aerul

(fig. 4,a);

Mularea unei folii de polistiren pe suprafaţa modelului şi a casetei de vidare prin

vidarea casetei (fig. 4b);

Montarea ramei de formare pe suprafaţa casetei de vidare, umplerea ei cu nisip

uscat, acoperirea ramei de formare cu o folie de polietilenă şi racordarea ramei la

pompa de vidare (vidarea formei); în acest moment se decuplează caseta de vidare

de la pompa de vid (fig. 4,c);

Se rabate semiforma cu 1800 şi se demulează modelul, se obţine o semiformă (fig.

4,d);

Se procedează în mod asemănător şi cu cealaltă semiformă;

Se montează miezurile (fig. 4,e);

Se asamblează semiformele, se consolidează şi se toarnă (fig. 4,f).

Fig.4. Fazele principale de confecţionare a formelor fără liant, cu ajutorul vidului

Turnarea aliajului în cavitatea formei se face cu viteză mai mare decât în cazul formelor

temporare obişnuite, pentru ca aliajul să umple cavitatea formei înaintea arderii foliei de polietilenă.

Dezbaterea formelor este o operaţie simplă comparativ cu formele clasice obişnuite (Exemplu:prin

formarea manuala). Pentru dezbatere este suficientă întreruperea legăturii cu pompa de vid. Nisipul

uscat curge singur din formă.

Comparativ cu procedeele clasice sau speciale de turnare a pieselor în forme temporare,

procedeul de formare prin vidare prezintă o serie de avantaje tehnice şi economice, ca de exemplu:

Se reduc substanţial cheltuielile de fabricaţie, deoarece nu se mai consumă lianţi;

Se micşorează consumul de nisip, nisipul rezultat la dezbatere se recirculă;

9

Se elimină instalaţiile de preparare (inclusiv consumul de energie şi manopera

aferentă acestei operaţii tehnologice);

Se micşorează consumul de manoperă la curățătorie, piesele obţinându-se cu o

suprafaţă foarte curată încă de la dezbatere;

Se elimină suflurile deoarece vidul existent în porii formelor absoarbe orice gaz

produs la turnare;

Nu mai apar crăpături în piesele turnate, nisipul fără liant permiţând contracţia

liberă a piesei în curs de solidificare;

Se elimină operaţia de îndesare a amestecului;

Se reduc substanţial noxele de turnătorie

Procedeul de obţinere a formelor cu ajutorul vidului prezintă unele particularităţi, de

exemplu:

Depresiunea necesară (vidul), în formă trebuie să fie cuprins între 350…400 mm

Hg, în funcţie de mărimea formei şi granulaţia nisipului; volumul recipientului de

vid se dimensionează astfel încât să absoarbă instantaneu aerul din caseta de

vidare şi din formă. De asemenea el trebuie să asigure evacuarea volumului de aer

rezultat din dilatarea izobară la turnare, precum şi absorbţia de aer fals prin

neetanşeităţi, care poate fi de peste 20%.

O depresiune prea mare (sub 300 mm Hg) poate duce pe de o parte la distrugerea foliei

de polietilenă, iar pe de altă parte, poate duce la penetrarea aliajului lichid turnat, în porii nisipului.

O depresiune prea mică (peste 450 mm Hg) nu asigură rezistenţa mecanică a formei:

Vopsirea formelor mari se face pe suprafaţa activă a foliei de polietilenă (cea care

vine în contact cu aliajul lichid) după extragerea modelului din formă; vopsirea

duce la îmbunătăţirea substanţială a calităţii suprafeţei pieselor turnate;

Temperatura de turnare trebuie să fie cât mai mică posibil pentru a nu se obţine

piese a căror suprafaţă să aibă o rugozitate mică;

Viteza de turnare trebuie să fie mare, pe de o parte datorită faptului că acest lucru

este posibil datorită vidului din porii formei, iar pe de altă parte pentru că

umplerea cavităţii formei să se facă înaintea arderii foliei de polietilenă.

Lucrarea se execută folosind instalația existent din laborator prezentata in fig.5

10

Fig.5. schema de principiu a instalaţiei de formare prin vidare în rame verticale.

1-rame de formare;

2-cilindri pneumatici;

3-suport general al ansamblului ramelor de formare;

4-arcuri elicoidale;

5-vibrator pneumatic cu bilă;

6-role de sprijin a ramelor;

7-sine de rulare pentru rame;

8-placa model dublă;

9-suport cu role al plăcii model;

10-sine de rulare a modelului;

11-caseta de preluare, încălzire şi depunere a foliei;

12-cilindru pneumatic de acţionare a casetei;

13-rolele casetei pentru folie;

14-sine de rulare a casetei;

15-masa de pregătire a foliei;

16-tambur cu folie.

Caseta dublă de model 8 are amplasat, pe ambele feţe, cele două semimodele şi reţeaua de

vidare, ea putându-se deplasa cu ajutorul suportului cu role 9, din zona ramelor de formare în

poziţia de depunere a foliei. Calea de rulare 10. a casetei este amplasata sub nivelul inferior al

ramelor de formare. In zona de aplicare a foliei,caseta se poate rabate in poziţie orizontala,succesiv

cu cele doua semimodele in partea superioara.

Folia de model este desfăşurată de pe tamburul 16. pe masa 15. de unde este preluată de caseta

de încălzire 11. care se deplasează cu rolele 13. pe calea de rulare 14..Deplasarea pe vertical în

vederea preluării şi depunerii foliei este efectuată cu ajutorul cilindrului pneumatic 12. care

primeşte comanda corespunzătoare de la un electroventil pneumatic. Caseta 11. prezintă pe contur o

ramă din ţeava pătrată, în care a fost prelucrat un canal, racordată la instalaţia de vid,astfel putând

prelua, transporta şi încălzi folia pentru model.

Operaţia de depunere a foliei pe model se execută, succesiv, pe cele două semimodele,caseta

fiind dublă, fiecare, din feţe putând fi racordată, separat,la instalaţia de vid.

După aplicarea foliei,caseta 8. se rabate în poziţie verticală şi se deplasează între ramele

deformare 1. care sunt presate cu ajutorul cilindrilor pneumatici 2.

Nisipul pentru formare se află depozitat într-un bunker, deasupra instalaţiei şi este transportat

în forme printr-un tub de cauciuc. La umplerea cu nisip, ansamblul rame şi caseta model este vibrat

cu ajutorul vibratorului pneumatic 5, obţinându-se, astfel, o îndesare corespunzătoare. După

umplerea cu nisip a formei,se acoperă partea superioară cu surplusul de folie de pe model,prevăzut

special în acest scop, se racordează semiformele la instalaţia de vid şi se întrerup legăturile casetei

model de la instalaţia de vid. Cu ajutorul cilindrilor pneumatici se extrag semiformele de pe

semimodele, se deplasează caseta model în zona de depunere a foliei şi se împerechează cele două

semiforme. Pentru o etanşare bună în planul de separaţie semiformele sunt mai înalte cu cca. 1 mm

faţă de planul de închidere a ramelor, astfel, eliminându-se total bavura din planul de separaţie.

Forţa de presare a semiformelor la închidere este reglată la o valoare optimă cu ajutorul

regulatorului de presiune existent în circuitul pneumatic al instalaţiei. Dezbaterea se executa prin

simpla întrerupere a legăturii ramelor la instalaţia de vid şi îndepărtarea semiformelor cu ajutorul

cilindrilor pneumatici.

În figura 6 sunt prezentate două aspecte ale instalaţiei de formare cu rame verticale.

11

Fig.6. Aspecte ale instalaţiei de formare cu rame verticale.

Construcţia corespunzătoare a ramelor de formare asigură o funcţionare optimă a

instalaţiei de vidare datorită lipsei zonelor descoperite şi o calitate corespunzătoare a pieselor

12

turnate.

Ramele de formare sunt prevăzute cu un perete vertical elastic, din folie de cauciuc de

1mm grosime, sprijinit de peretele metalic, prevăzut cu orificii de legătură cu atmosfera. Acesta

asigură o rezistenţă mecanică uniformă în toată masa formei, putându-se, astfel, utiliza depresiuni

foarte mici. (-0,15...-0,02 bari).

Fig.7. Detaliu al semiramei de formare verticală.

1-role;

2-suport rolă;

3-cadru frontal;

4-canal pentru etanşare;

5-suport bolţ;

6-reţea de vidare;

7-conductă de legătură;

8-capac;

9-orificii;

10-placă de cauciuc;

11-suport tijă;

12-nervură;

13-racord.