2.4. Оборудование для литья по выплавляемым моделям
В зависимости от свойства материала модели могут быть растворимые (из карбомида и других водорастворимых солей), выжигаемые (из полистирола), испаряемые (из сухого льда) и выплавляемые (из парафина и стеарина с температурой плавления 50...100°С).
Ниже приведен процесс производства заготовок литьем по выплавляемым моделям, включающий в себя следующие основные работы: подготовка выплавляемого состава и жидкой суспензии огнеупорного материала; изготовление выплавляемых моделей в разъемной пресс-форме; сборка моделей в блоки; нанесение оболочек из огнеупорного материала на модельные блоки; сушка оболочек из огнеупорного материала, нанесенного на модельные блоки; удаление моделей из оболочек; заформовывание оболочек; прокаливание оболочек; заливка формы расплавом; охлаждение отливки с формой; выбивка блоков отливок; отделение отливок от стояков литниковой системы; очистка отливок; контроль литых заготовок.
Для производства заготовки детали (рис. 2.4.1,а) в первую очередь требуется изготовить модели, которые получают прессованием в пресс-формах. На рис. 2.4.1,б показаны левая 1 и правая 2 части разъемной пресс-формы, в которую впрессовывают плунжером 3 модельную смесь. После этого половины 1, 2 пресс-формы расходятся, давая возможность извлечь модель. После извлечения моделей из пресс-формы и затвердевания их собирают в блоки с общей литниковой системой 5 (рис. 2.4.1,в). В один блок объединяют от 2 до 100 моделей.
Рис. 2.4.1 Последовательность получения формы для литья
по выплавляемым моделям
Формы изготавливают путем многократного погружения блока моделей в огнеупорную смесь с последующей обсыпкой формовочной смесью (в 3–5 слоев) и отвердеванием на воздухе. В результате образуется оболочка, представляющая собой форму толщиной 2–8 мм без разъемов (рис. 2.4.1,д). Модели удаляют из форм выплавлением при нагреве в горячей воде или паром, после чего форму 6 заформовывают в опоке 7, засыпав пространство между опокой 7 и формой 6 дробью 8, прокаливают в печи в течение 6–8 ч при температуре 850–950°С, что позволяет более полно удалить из формы остатки модельного состава, пары воды. Сразу после прокалки в горячую форму в направлении по стрелке 4 заливают металл (puc. 2.4.1,д). После затвердевания металла форму разрушают, а заготовки отделяют от литниковой системы и подвергают термической обработке.
Так как заливка металла ведется в горячие формы, то способ позволяет получить отливки массой от 0,02 до 100 кг с отверстиями до 1 мм и толщиной стенок до 0,5 мм. Модель и форма являются одноразовыми. Модель не имеет разъема и знаковых частей, форма полностью повторяет модель. Поверхность заготовок имеет Rz = 10–80 мкм, припуски 0,3–1 мм, Ким = 0,54, объем последующей механической обработки – 10–20%.
Недостатки литья по выплавляемым моделям: повышенная температура форм способствует образованию обезуглероженного слоя у отливок: процесс длительный и трудоемкий.
В связи с этим способ целесообразно применять в массовом и крупносерийном производствах при получении мелких, но сложных деталей с высокими требованиями по точности и параметрам шероховатости, которые обеспечиваются при литье без последующей механической обработки. Этот метод эффективен при производстве деталей из металлов и сплавов, не поддающихся обработке давлением, имеющих низкие литейные свойства.