2.4. Литье по выплавляемым моделям
Литье по выплавленным моделям основано на применении модели из легковыплавля- емого материала, изготовленной с большой точностью, и специальных облицовочных материалов, наносимых в жидком состоянии на модель.
Технология получения отливки этим способом состоит из следующих операций:
1. изготовляют металлическую модель (эталон будущей отливки);
2. по этому эталону выполняют металлическую форму, конфигурация полости которой соответствует очертаниям будущей отливки. В эту полость запрессовывают или заливают парафиново-стеариновый состав. Образуется восковая модель будущей отливки. Если необходимо, то собирают несколько моделей вместе с литниковой системой (рис. 19.5);
3. по восковой модели изготовляют песчаноглинистую форму: опускают модель в раствор этилсиликата и жидкого стекла, затем обсыпают маршалитом и кварцевым песком, сушат (процесс повторяют 3...4 раза);
4.
литейную форму с моделью устанавливают
в печь при температуре 100... 120 °С или в
горячую водяную ванну, в результате
чего воск плавится и удаляется;
5. готовую форму прокаливают в электрической печи при температуре 900... 1000 °С; при этом остатки воска выгорают и поверхность формы становится гладкой и твердой;
6. горячую форму заформовывают в опоку (применяя нагретый сухой песок) и затем заливают соответствующий сплав.
7. После затвердевания и охлаждения отливок форму выбивают, отливки очищают от остатков керамической оболочковой формы и отрезают от них литники.
Этот способ позволяет получать практически из всех металлических сплавов, в том числе из тугоплавких, сложные и точные по размерам отливки.
Литьем по выплавляемым моделям изготовляют такие детали, как челноки швейных машин, лопатки газовых турбин, сверла, фрезы и т. п., массой от 1 г до 100 кг, с отверстиями диаметром до 2 мм, с толщиной стенки до 0,3 мм и размерами отливок до 1000 мм.
Процесс дорогостоящий, но экономически целесообразный при массовом производстве.
Рис. 19.5. Схема блока моделей на пружинном стояке:
1— пружинный стояк;
2— модель литниковой чаши;
3— секции моделей;
4 — модель колпачка.
2.5. Корковое литье, или литье в оболочковые формы
Данный способ заключается в заливке расплавляемого металла в форму, состоящую из двух оболочек с толщиной стенки 7... 15 мм. Для получения в отливках внутренних полостей в эти формы устанавливают пустотелые или сплошные стержни. Способ дорог, но оправдывает себя при изготовлении деталей со сложной механической обработкой и из труднообрабатываемых металлов.
Последовательность изготовления оболочковых форм:
1. металлическую модель и модельную плиту нагревают в электрической печи до температуры 200...300 °С (рис. 19.6, а);
2. модельную плиту с моделью устанавливают на бортах бункера (рис. 19.6, б), в котором находится формовочная смесь из песка (95 %) и фенолформальдегидной смолы (5 %);
3. бункер с моделью опрокидывают (рис. 19.6, в). Так как модель нагрета, то смола оплавляется, склеивает между собой зерна песка и на поверхности модели образуется полутвердая корка;
4. бункер снова переворачивают и на плите с моделью остается полузатвердевшая оболочка (рис. 19.6, г);
5. модельную плиту вместе с моделью помещают в печь с температурой 300...350 °С, и оболочка окончательно твердеет (рис. 19.6.д);
6. после извлечения из печи затвердевшую оболочку снимают с модельной плиты (рис. 19.6, ё) и охлаждают.
7. твердая корка снимается с модели.
8. Так же изготовляют вторую половину формы.
9. Затем формы склеивают, засыпают формовочной смесью или пружинной дробью, если нужно вставляют стержень, делают литниковую систему и заливают металл.
10. Оболочковая форма из песчано-смоляной смеси после заливки металла легко разрушается, освобождая отливки.
Рис. 19.6. Схема образования оболочковых форм:
а — нагрев; б— крепление в бункере; в — нанесение смеси; г — образование полутвердой корки; д— отверждение корки; е— снятие оболочки
Преимущества. Оболочковые формы обладают высокой газопроницаемостью, большой прочностью. Они негигроскопичны, их можно хранить длительное время.
Применение оболочковых форм увеличивает выход годного литья за счет снижения брака в 1,5...2 раза по сравнению с литьем в песчано-глинистые формы.
При выбивке формы оболочка легко разрушается, что уменьшает затраты труда на обрубку и очистку отливки.
При замене песчано-глинистых форм оболочковыми расход формовочных смесей сокращается в 5... 10 раз.
Вывод. Этот способ литья наиболее рационально применять в серийном и массовом производстве. Процесс высокомеханизирован и автоматизирован. Литьем в оболочковые формы получают детали автомобилей и тракторов, сельскохозяйственных и текстильных машин из чугуна, стали и цветных сплавов массой 5... 15 кг (иногда 100...150 кг), например: распределительные и коленчатые валы, гильзы цилиндров и т. д.
Основной недостаток этого способа литья: сравнительно большая стоимость песчано-смоляных смесей.