Литьё по выплавляемым моделям
Сущность литья по выплавляемым моделям заключается в применении разовых форм, не требующих разъёма вследствие образования полости требуемой конфигурации с помощью одноразовых моделей, выполненных из легкоплавких материалов, удаляемых из полученных форм при их предварительном нагревании.
Для изготовления выплавляемых моделей используют легкоплавкие модельные составы на основе парафина, воска, стеарина, церезина и т.п. материалов. Модельный состав в пастообразном состоянии запрессовывают в пресс-форму требуемой конфигурации (рис. 3.18-а), состоящую из двух и более частей с соответствующим числом вертикальных или горизонтальных разъёмов. После затвердевания модельного состава пресс-форма раскрывается и модель выталкивается в ванну с холодной водой. Затем модели собирают припаиванием или приклеиванием в блок с общей легкоплавкой моделью литниковой системы (рис. 3.18-б). В один блок объединяют от 2 до 100 моделей. Для получения формы на поверхность модельного блока путём многократного погружения (рис. 3.18-в) наносят жидкую огнеупорную керамическую суспензию, после чего в специальной продуваемой установке (рис. 3.18-г) наносят на влажную суспензионную поверхность модельного блока слой сухого кварцевого песка. Затем модельный блок с нанесённым слоем сушат около 2 часов на воздухе или около 30 минут в среде аммиака. Повторяя процедуры нанесения жидкой суспензии, сухого песка и просушки, на модельный блок наносят от 3 до 6 слоёв огнеупорного покрытия, получая неразъёмную тонкостенную форму. Из этой формы модельный блок удаляется путём погружения на несколько минут в бак с горячей водой (рис. 3.18-д), в результате чего модельный состав расплавляется и всплывает на поверхность, откуда периодически удаляется для нового использования. После извлечения из воды оболочковую форму сушат, а затем устанавливают в контейнерную опоку и засыпают подпорным материалом (рис. 3.18-е), в качестве которого обычно используют сухой кварцевый песок. Затем опоку с формой устанавливают в электрическую печь и прокаливают не менее 2 часов при температуре 900°С для испарения воды, выгорания остатков модельного состава и спекания частиц связующего с частицами огнеупорного материала. Сразу же после прокалки горячую форму заливают расплавленным металлом (рис. 3.18-ж), что позволяет улучшить заполнение тонкостенных частей формы и получить высококачественные отливки из сплавов с низкой жидкотекучестью (например, высоколегированных сталей).
Рис. 3.18.Последовательность операций при литье по выплавляемым моделям: а – запрессовка пастообразного модельного состава в пресс-форму; б – сборка блока моделей с моделью общей литниковой системы; в – нанесение на модельный блок жидкой огнеупорной суспензии; г – нанесение на поверхность модельного блока слоя сухого кварцевого песка в специальной продуваемой установке; д – выплавление модельного блока из формы в горячей воде; е – установка тонкостенной формы в контейнерную опоку и засыпка подпорного материала; ж – заливка тонкостенной формы расплавом |
Литьё по выплавляемым моделям значительно снижает припуски и, соответственно, объём механической обработки отливок. Но при этом высокая начальная температура формы приводит к снижению скорости затвердевания отливок, укрупнению кристаллической структуры, возможному появлению в массивных узлах и толстых стенках усадочных раковин и пористости.