3.6.3. Резина.

Для пресс-форм используется так называемая сырая резина на основе искусственного каучука. После вулканизации получается эластичная пресс-форма. Физико-механические свойства резин для пресс-форм и режимы их вулканизации представлены в табл. 4.

Модели-эталоны изготовляют из металла, а также дерева, гипса, пластмасс и других неметаллических материалов.

Пресс-формы, изготовляемые методами гальванопластики, металлизации и напыления, применяют в опытном, единичном и мелкосерийном производстве, а также в художественном литье.

При проведении гальванизации применяют модели-эталоны из полированных алюминиевых или цинковых сплавов.

Изготовление резиновых пресс-форм.

Процесс изготовления пресс-форм из резины заключается в следующем. В металлическую обойму укладываются заготовки сырой резины. Металлический эталон также с кусочками сырой резины внутренними полостями помещается на приготовленный слой. Поверх эталона накладывается новый слой сырой резины.

Наполненную металлическую обойму с эталоном помещают в вулканизационный пресс для придания сырой резине эластичного состояния. Под воздействием давления и температуры пластины и куски резины свариваются между собой, образуя единую эластичную массу, внутри которой заключен эталон.

Вулканизационный пресс (рис. 6) оборудован нагревателями 3, термодатчиками 4 и регулятором нагрева 6. На нижнем столе пресса установлена обойма 5 с сырой резиной и эталоном. Давление создают вращением штурвала 1. Для компенсации расширения при нагревании вулканизационных плит пресс снабжен тарельчатыми пружинами 2, установленными на колонках.

После вулканизации обойму с резиной охлаждают в воде и резину разрезают зигзагообразно, чтобы не было смещения половинок пресс-формы при сборе. В отдельных случаях до вулканизации в обойму закладывают фиксирующие втулки и стержни. В таких резиновых пресс-формах можно изготавливать модели методами заливки и запрессовки.

Рис. 6. Вулканизационный пресс: 1 - штурвал; 2 — амортизационные пружины; 3 — нагреватель; 4 — термодатчик; 5 - обойма; 6 — регулятор нагрева

При изготовлении пресс-формы с применением плазменного напыления напыляют различные металлические порошки на металлические, графитовые и гипсовые модели-эталоны.

4. Выплавляемые, выжигаемые и растворяемые модели

4.1. Требования, предъявляемые к модельным композициям

Оформляя внутреннюю поверхность формы, модель в то же время является причиной возникновения в форме при структурообразовании внутренних напряжений, а при ее удалении из формы искажаются размеры последней, появляются микротрещины, увеличиваются внутренние напряжения.

К наиболее важным характеристикам готовой модели относятся механические характеристики, геометрическая точность размеров, шероховатость и твердость поверхности, а также четкость контура.

Модельные композиции должны обладать свойствами, обеспечивающими высокое качество моделей и отливок.

- быть механически однородными;

- иметь минимальные: усадку при охлаждении, расширение при нагревании (температура размягчения должна быть выше 40 °С)

- иметь высокую жидкотекучесть в вязкопластичном состоянии;

- не взаимодействовать с материалом пресс-формы и суспензией;

- хорошо смачиваться суспензией.

-. зольность состава должна быть минимальной (0,02%);

-. модельный состав должен быть пригоден для многократного использования;

- Состав должен позволять точно воспроизводить полость пресс-формы

Кроме того, модельные композиции должны обладать свойствами, обеспечивающими возможность применения наиболее простых и экономичных режимов изготовления и эксплуатации моделей, а именно:

- иметь температуру плавления 50—90°С;

- высокую теплопроводность и жидкотекучесть как в расплавленном, так и в пастообразном состоянии.

- Минимальное время затвердевания в пресс-форме;

- не должны прилипать к ее поверхности;

- должны хорошо спаиваться;

- плотность должна быть меньше 1 г/см³.

- Модельные композиции должны быть также безвредными, а входящие в их состав компоненты — дешевыми и недефицитными.

Все эти требования относятся к модели как к изделию, т. е. показывают, каким должны быть исходный материал и технологические режимы его обработки.

Оптимальные реологические свойства модельной композиции в вязко-пластичном (пастообразном) состоянии и оптимальные структурно-механические характеристики композиции в твердом состоянии приведены в табл. 5.

Таблица 5.

Классификация модельных композиций по В. А. Озерову

Группа	Наименование	Примеры композиций	Области применения
1	Воскообразные выплавляемые композиции	ПС 50-50, ПСЭ 70-25-5; ПЦБКо 70-12-13-5 (Р-3); ПЦПэв 62-25-12 (МВС-ЗА); ПБПсм 60-25-15 ПБТТэ 25-35-35-5 (ВИАМ-102)	Массовое производство мелких стальных отливок в автомобиле-, тракторо- и сельхозмашиностроении, так и в серийном производстве тонкостенных отливок сложной конфигурации, в том числе со сложными внутренними полостями из жаропрочных и других трудно-обрабатываемых сплавов.
2	Композиции на основе натуральных и синтетических смол с добавками воскообразных и других компонентов	КПсЦ 50-30-20; КЦПэБн 80-18- 1,6-0,4 (МАИ-Зш)	Моделей ответственного назначения типа турбинных лопаток, лопастей, колес и др.
3	Водораствори-мые композиции	КбБк98-2: КбНк 90-10 (МОН-10К):	модели ответственного назначения и растворимые в холодной воде стержни для получения в выплавляемых моделях сложных каналов и полостей,
4	Модельные композиции, представляющие собой смеси или сплавы композиции различных групп	МВ (мочевиновосковой состав, например смесь расплавов карбамида и состава ПБТТэ 50-25-20-)
5	Выплавляемые композиции с твердыми наполнителями	РМ (смесь расплава Р-З с порошком карбамида); смесь расплава воскообразной композиции с порошком синтетической смолы

* Буквы в примерах модельных композиций являются условным обозначением входящих в них компонентов. Следующие после буквенных обозначений цифры указывают соответственно среднее процентное содержание (мае. доля) в составе каждого из компонентов. Так, в составе ПСЭ 70—25—5 содержится, % (мас. доля): парафина 70, стеарина 25, этилцеллюлозы 5. В скобках указаны условные наименования (торговые марки), не несущие информацию о компонентах. Например, ИПЛ означает Институт проблем литья.

Примечание: Б — буроугольный воск, Бк — борная кислота, Бн — битум нефтяной, Жк — синтетические жирные кислоты; К — канифоль; Кб — карбамид. Ко — кубовый остаток горячего крекинга парафина, Мс — магний сернокислый, Нин — нитрит натрия, Нк — нитрат калия, Нн — нитрат натрия, П — парафин, Пвс — поливиниловый спирт, Пс — полистирол (компактный), ПсВ — полистирол вспенивающийся, Псм — пластичная смазка ПВК, ПуС — пушечная смазка, Пэ — полиэтилен, Пэв — полиэтиленовый воск (низкомолекулярный полиэтилен), В — вазелин технический, С — стеарин, Св — сибирский воск, Т—торфяной воск, Тэ—триэтаноламин, Ц—церезин, Э— этилцеллюлоза, Цс — церезин синтетический.

Наибольшее распространение в практике нашли модельные композиции первой группы, причем модели изготовляют в основном из композиций, находящихся в пастообразном состоянии.

Модельные композиции Р-З, ИПЛ-2А, ВИАМ-102, МВС-ЗА, выпускают централизованно, что позволяет повысить качество изготовляемых моделей. Однако ни одна из выпускаемых композиций не соответствует всем предъявляемым требованиям, что не позволяет повысить точность отливок до нужного уровня.

В Германии, Англии и других странах Европы наибольшее распространение получили модельные композиции на основе парафина, церезина и других воскоподобных материалов. В США и некоторых других странах небольшие модели для отливок ответственного назначения изготовляют из полистирола. В состав ряда модельных композиций, выпускаемых зарубежными фирмами, входят такие материалы, как карнаубский и пчелиный воски, акравоск, монтан-воск и канифоль.