Дешевое литье в песчаные формы

Когда слышишь про ?дешевое литье в песчаные формы?, сразу представляешь кустарный цех с ведрами формовочной смеси — но на практике даже базовые отливки для подшипниковых узлов требуют контроля температуры плавки. В 2017 мы пробовали упростить процесс, убрав сушку стержней, и получили брак 23% из-за газовых раковин.

Почему песчаные формы — это не всегда ?грязный цех и эконом-вариант?

Начну с примера: когда ООО Далянь Синьцзиян Индустрия модернизировала литейный участок, оставили ручную набивку опок, но добавили контроль влажности песка. Разница в цене против ХТС — до 40%, но если не следить за зернистостью смеси, брак по раковинам съедает всю экономию.

Кстати, про оборудование — у нас в цеху стоят старые советские встряхивающие столы, но для ответственных деталей типа корпусов редукторов перешли на вакуумную уплотнение. Недешево, но дефектов стало меньше. Вот вам и ?дешевое литье? — иногда лучше доплатить за стабильность.

Заметил, что многие цеха экономят на противопригарных покрытиях. Заливали мы как-то партию крышек люков — поверхность получилась с наждачку, пришлось механически дорабатывать. Выходит, сэкономили 5 рублей на килограмм отливки, а на обработку отдали 15.

Как температура цеха влияет на геометрию отливок

Зимой 2020 в неотапливаемом пролете отливали кронштейны для сельхозтехники — 80% деталей пошло с короблением. Оказалось, при +5°C форма остывает неравномерно. Теперь в песчаном литье строго держим +18°C, даже если это ?просто? чугунные заготовки.

Кстати, про чугун — марки СЧ20 хуже текут в холодные формы, приходится лить с перегревом. А это расход электроэнергии, который редко учитывают в калькуляциях. На сайте xinjiyangongye.ru правильно указано про цех с постоянной температурой — без этого даже простые отливки будут с отклонениями.

Опыт показал: если делать дешевое литье без контроля среды, потом доплачиваешь за обрубку и правку. Особенно с алюминиевыми сплавами — там усадка в песке идет непредсказуемо.

Когда автоматизация убивает экономию песчаного литья

Пытались в 2018 поставить робота-заливщика для мелких серий — оказалось, на переналадку уходит больше времени, чем на ручную заливку. Для литья в песчаные формы с тиражом до 500 штук полуавтоматические ковши выгоднее.

А вот с формовочными линиями другая история — если объемы от 50 тонн в месяц, то конвейерная система окупается за 2 года. У ООО Далянь Синьцзиян Индустрия как раз есть такой цех на 8000 м2 — но для пробных партий мы используем ручные опоки.

Запомнил на собственном провале: купили дорогой смеситель, а он оказался избыточным для наших объемов песка. Теперь перед закупкой всегда считаем, сколько смеси реально перерабатываем в смену.

Скрытые затраты, о которых молчат поставщики

Утилизация отработанной смеси — многие забывают заложить ее в стоимость. В Даляне тонна на полигон обходится в 3000 рублей, а в месяц у нас набирается 15-20 тонн. Это +6% к себестоимости, если считать честно.

Еще момент — контроль качества. Без рентгена и ультразвука можно пропустить внутренние дефекты. Мы в ООО Далянь Синьцзиян Индустрия используем трехкоординатные машины для критичных размеров, но для простых деталей хватает и шаблонов.

Кстати, про шаблоны — их износ часто недооценивают. Делали партию скоб для трубопроводов, через 200 отливок модель разболталась, и половина деталей ушла в брак. Теперь деревянные модели меняем после 150 циклов, металлические — после 800.

Почему некоторые сплавы не дружат с песчаными формами

Работали с нержавейкой 20Х13 — в песчаных формах получалась пористость. Пришлось переходить на облицовочные смеси с хромистым железом, что удорожило процесс на 25%. Вывод: дешевое литье возможно только для стандартных марок чугуна и алюминия.

А вот алюминиевый сплав АК7ч отлично себя ведет в обычном кварцевом песке. Главное — не превышать скорость заливки 2 кг/сек, иначе форма размывается. Проверено на 50+ партиях для корпусов насосов.

Интересный случай был с бронзой БрА9Ж4Л — при литье в песок давала усадку 2,3%, хотя в техпаспорте было 1,8%. Пришлось увеличивать припуски на механичку. Вот где пригодился опыт — никакие ГОСТы не заменят практических замеров.

Что изменилось за 30 лет в технологии

Когда ООО Далянь Синьцзиян Индустрия только начинала в 1993, песчаные формы делали практически ?на глаз?. Сейчас хоть и остались ручные операции, но контроль стал строже — те же твердомеры для смеси появились в каждом цеху.

Современные противопригарные составы позволяют получать чистоту поверхности Rz 40-60 мкм против 100-120 в 90-х. Это снижает затраты на механическую обработку, особенно для деталей типа фланцев.

Но базовые принципы не изменились — все та же зависимость от влажности смеси, все те же проблемы с газопроницаемостью. Как говорил наш старый мастер: ?Песок прощает ошибки, но потом долго напоминает о них?.

Где реальная экономия в 2024

Сейчас считаем не стоимость одной отливки, а цену готовой детали с учетом обработки. Иногда выгоднее сделать литье в песчаные формы с припуском 5 мм и проточить на ЧПУ, чем пытаться получить точный размер сразу.

Для массовых изделий вроде корпусов электродвигателей перешли на быстросохнующие покрытия — сократили время на сборку форм на 15%. Мелочь, а при тираже 10 тысяч штук экономит 200+ человеко-часов.

И все же главный вывод: дешевое литье — это не минимальная цена формы, а оптимизированный процесс от подготовки песка до финишного контроля. Как на том же xinjiyangongye.ru — 102 единицы оборудования работают в связке, а не сами по себе.