4.2. Изготовление отливок в огнеупорных формах

Огнеупорные литейные формы выдерживают без разрушения многократное заполнение металлом. Такие формы изготовляют из керамических смесей, графита, шамота, бетона и других огнеупорных материалов. В керамических формах получают отливки из черных и цветных сплавов повышенной точности. Масса отливок может быть от нескольких килограммов до нескольких тонн. Керамическая форма несложной конфигурации может быть заполнена алюминиевым сплавом до 10–12 раз. Керамическую форму изготовляют по постоянным метал­лическим моделям, на поверхность которых наносят формовочную смесь, состоящую из пылевидной или зернистой основы, связующих веществ, отвердителей и различных добавок. Уплотненная смесь про­каливается при температуре 800–850°С и становится газопроницае­мой и прочной. Для изготовления форм повышенной точности в каче­стве основы применяют материалы, расширяющиеся при нагреве не более 0,2–0,4 %: плавленый кварц, циркон, высокоглиноземистый шамот, обожженный магнезит, электрокорунд, форстеррит, сильмонит с корундом. Связующими веществами являются этилсиликаты, жидкое стекло, фосфатные связующие, соли хрома, кальция, алюминия.

Отбеливателями, или отвердителями служат едкие щелочи калия и натрия, порошкообразный магнезит или магнезия, смешанные с во­дой, карбонаты алюминия, пепиридин и др.

Добавки необходимы для повышения газопроницаемости форм. При выгорании или испарении добавок в процессе прокалки в форме остаются поры или мелкие каналы, через которые выходят газы. В ка­честве таких добавок к формовочной смеси используют дибутилфталат и пепиридин, который одновременно выполняет функции обеливателя.

Формовочная смесь получается путем быстрого и интенсивного смешения основы и связующего с добавкой отвердителя. Смесь стано­вится подвижной и заливается в опоку на поверхность модели с после­дующим уплотнением, а затем отверждается и прокаливается. Литей­ная керамическая форма может быть монолитной и двухслойной. Двухслойные формы применяют для крупных отливок. Облицовочный слой, соприкасающийся с моделью, делают из керамики; наполни­тель (опорный слой) состоит, например, из дешевой шамотной крошки. Модели перед формовкой для предотвращения прилипания смеси покрывают разделительными составами, например силиконовой жид­костью.

Для получения сложных пустотелых отливок применяют керами­ческие стержни. Применение керамических форм рационально для сложных отливок с целью сокращения объема механической обработки. Этим методом экономически целесообразно получать литейную ос­настку (горячие ящики и модели) из чугуна, стали и цветных сплавов, кокили из чугуна (иногда без последующей механической обработки),. распределительные аппараты паровых турбин, штампы для горячей. объемной штамповки, вырубные штампы, штампы для жидкой штам­повки стали массой до 1 т, сложную технологическую оснастку, слож­ный инструмент из твердых сплавов для механической обработки. Кера­мические формы используют для отливки форм, в которых получают изделия из хрусталя и стекла. Широкое применение способ нашел в юве­лирной промышленности для отливки украшений из драгоценных металлов, а также в зубопротезной промышленности.