Почему литейщики выбирают ХТС-процесс

В литейном производстве, как и в любом другом, чтобы достичь оптимального соотношения «качество продукции – стоимость – затраты», необходимо менять подход к технологическому процессу, переходить на использование современных материалов, внедрять передовые технологии литья. Один из них – это литье в холодно-твердеющие смеси. ХТС, как говорят эксперты отрасли, – это полное управление процессом, контроль времени работы, производительности и качества литья.

Что представляют собой холодно-твердеющие смеси?

ХТС – это смеси, твердеющие на воздухе, в оснастке или вне ее под действием газообразных, порошкообразных и жидких отвердителей или катализаторов. Литье в холодно-твердеющие смеси используются при изготовлении отливок любой конфигурации из черных и цветных сплавов. ХТС можно легко адаптировать к различным требованиям по производительности, качеству (включая чистоту, размерную и массовую точность, товарный вид), возможностям инвестиций, экологическим и климатическим условиям, квалификации персонала.

ООО «Укрфаворит» (г. Мелитополь, Запорожская обл.) уже 12 лет помогает предприятиям переходить на литье в холодно-твердеющие смеси. ХТС позволяет изготавливать отливку по технологиям, основанным на использовании синтетических смол. «Укрфаворит» – компания-практик, которая провела более 1,5 тысяч испытаний на 500 предприятиях страны. Ее усилиями, начиная с 2008 года, более 200 украинских литейных предприятий из 640 уже освоили этот вид литья. Украинские литейщики говорят, что ХТС – это универсальный способ литья, позволяющий снизить себестоимость продукции за счет использования химической реакции вместо газа, и автоматизации процесса –  вместо большого штата сотрудников.

Виды ХТС процессов

ХТС-процессы разделяются на Cold-Box процессы (используют для приготовления стержней) и No-Bake процессы (используют для приготовления форм). No-bake процессы, относящиеся к номенклатуре ХТС, заключаются в полимеризации смол под действием различного типа отвердителей. Процесс обусловлен протеканием экзотермической реакции, на его динамику влияют реакционность связующего, «сила» катализатора и температура.

Выделяют несколько видов NO–BAKE процессов формовки:

• Alpha-set процесс – щелочная система.
• Pep-set процесс – фенол-уретановая система.
• Furan-процесс — система кислотного отверждения.

К COLD–BOX процессам формовки относятся:

• amin-процесс и resol-CO2 процесс.

В Украине наибольшее распространение получили два No-Bake процесса: alpha-set – его используют 37% предприятий и furan – 50%. Относительно новый pep-set процесс используется только одним процентом предприятий Украины. Использование Resol-co2 и amin процессов в Украине составляет 6%.

Особенности ХТС процессов, их преимущества

Метод литья в холодно-твердеющую смесь основан на свойствах песчано-смоляной смеси отверждаться под воздействием катализатора. При этом:

• обеспечивается чистота поверхности, соблюдается точность геометрических размеров отливки, достигается высокое качество изделий;
• деформация при производстве форм отсутствует, количество дефектов минимальное;
• за счет использования более простого оборудования себестоимость продукции снижается;
• появляется возможность автоматизации процесса приготовления смесей;
• сокращаются энергозатраты за счет отсутствия операции сушки;
• снижается трудоемкость финишных операций;

Иные виды литья: ПГС (литье в песчано-глинистые смеси), ЛВМ (литье по выплавляемым моделям), ЛГМ (литье по газифицируемым моделям), ЛПД (литье под давлением)

Существенную долю украинского литья (около 95%) получают, используя классические песчано-глинистые и холодно-твердеющие смеси. Оставшиеся 5% объёма литья распределены среди иных видов литья.

Песчано-глинистые смеси (ПГС) используются для изготовления литейных форм и стержней. Состоят в основном из 3 основных компонентов: песок, глина, вода. Для улучшения различных свойств смеси используются вспомогательные добавки.

К недостаткам песчано-глинистых смесей относятся:

• большой объём вспомогательных материалов, а это – дополнительные производственные площади и спецоборудование для их переработки;
• недостаточные точность и качество поверхности отливок, и как следствие – большие потери металла в стружку;
• сложность и дороговизна механизации и автоматизации изготовления форм и получения отливок;
•  использование большого количества сыпучих материалов;

Альтернативными методами литья являются: литье по выплавляемым моделям, в оболочковые формы, в металлические формы (кокили), литье под давлением, центробежное литье и др. Различие этих способов: в материалах, используемых для формы; технологии изготовления формы; условиях заливки формы (свободная заливка и заливка под давлением); условиях формирования отливки (например, кристаллизация металла отливки под действием центробежных сил). Все это определяет технологические возможности способа литья и влияет на качество получаемой отливки.

• Литье по выплавляемым моделям (ЛВМ). Для получения отливки применяются разовые точные неразъемные керамические оболочковые формы. Перед заливкой расплава модель удаляется из формы выплавлением. Такой вид литья чаще всего применяется для получения тонкостенных отливок сложной конфигурации. Каждая модель может быть использована для получения только одной отливки, так как в процессе изготовления формы она вытапливается.
• Литье по газифицируемым моделям (ЛГМ) – для получения отливки используется модель, которая газифицируется при заливке расплавленного металла в форму. По этой технологии модели изготавливают из пенополистирола. При заливке металл испаряет модель и заполняет освобождающийся объем. До 90% отливок можно применять без механической обработки.
• Литье под давлением (ЛПД) – способ, при котором сплав приобретает форму отливки под высоким давлением. Он применяется для сплавов цветных металлов из-за их низкой температуры плавления, и для некоторых сталей. Позволяет изготавливать отливки значительной площади с малой толщиной стенок (менее 1 мм).

Сравнивая все виды литейных процессов, эксперты отрасли делают ставки и отдают преимущество ХТС-процессу, который определяется современным уровнем управления, получением качественно новых характеристик формы, которые приводят к размерной точности и универсальности. Экологичность ХТС-процесса достигается за счет повторного использования песка и смол в качестве связующих.

Георгий Саркисян, начальник технического отдела ООО «Укрфаворит», говоря о ХТС-процессе, отмечает современный уровень компьютеризации управления процессом литья, получения технологических свойств формы, которые приводят к лучшему качеству поверхности, размерной точности и универсальности.

Собственник ООО «Укрфаворит» Елена Исаева миссию своей компании видит в том, чтобы сделать литье проще, а продукцию – лучше. «Предприятие, использующее в своей работе передовые технологии и современные материалы, получает высокую производительность за короткий срок, минимальное количество задействованных сотрудников, их безопасность и экологичность производственного процесса, – говорит Елена Исаева. – Мы 12 лет работаем с иностранными партнерами, были в Польше, Дании, Германии, Англии, посетили десятки предприятий с ХТС-процессом. В каждом таком цеху работает 50-60 человек, минимизирован человеческий фактор и само производство, до совершенства доведена автоматизация процессов и технологий. Вот к чему надо стремиться».

Для внедрения ХТС-процесса на производстве, безусловно, необходимы вложения. На старом оборудовании, со старыми мощностями неэффективно работать с материалами, которые используются в ХТС. Очень важно соблюдение в цеху температурного режима, от него зависит эффективность литейного процесса. Если собственник предприятия все-таки решится на инвестирование и модернизацию, то в недалеком будущем он получит снижение себестоимости производимой продукции. В ХТС-процессе не используется газ, а есть химическая реакция, которая позволяет производить продукцию в любых временных рамках.

Использование ХТС – это будущее каждого предприятия, которое стремится вперед, которое готово осваивать новые рынки и технологии, предприятия, думающего о своем завтрашнем дне, желающего зарабатывать в Европе, где всегда есть потребность в высококачественной продукции. Компания «Укрфаворит», как эксперт в литейной отрасли, оказывает помощь и сопровождение на всех этапах внедрения ХТС-процесса, в том числе, принимает участие в подготовке производства вплоть до запуска, осуществляет технологическую поддержку и помогает найти кадры, оказывает консультации по модернизации и закупкам оборудования, оснастки и высококачественных материалов для литейного производства.

Мы уверены в том, что создавать будущее необходимо сегодня, чтобы уже завтра ощутить все преимущества использования ХТС-процесса в производстве.