Пресс-формы

Выплавляемые модели изготовляют запрессовкой модельного состава в формы, которые называются пресс-формами.

Выбор типа пресс-форм обусловлен в основном характером производства (опытное, серийное, массовое), а также требованиями, предъявляемыми к отливкам.

При крупносерийном и особенно массовом производстве применяют металлические пресс-формы, изготов­ленные в инструментальных цехах. Такие пресс-формы – многогнездные, с готовой частью литниковой системы.

При серийном производстве пресс-формы изготовля­ют из металлических легкоплавких сплавов или эпоксидной смолы литьевым способом по эталону, а при единичном и мелкосерийном – из гипса.

Для ювелирных и художественных отливок используют эластичные пресс-формы из синтетических компаундов. К отливкам, полученным в пресс-формах из легко­плавких, гипсовых и эластичных материалов, не предъявляют жестких требований к точности размеров и качеству поверхности.

Пока еще нет способа расчета полости пресс-формы, который бы гарантировал получение отливок с размерами, полностью отвечающими чертежным. В зависимости от принятой технологии колеблется усадка модельного состава и металла, изменяется расширение оболочковой формы при нагреве и т.д. Для практических целей применяют следующие обобщенные данные.

Как правило, суммарная усадка моделей и металла больше, чем расширение формы при нагреве. Усадка на охватываемых частях отливки по абсолютному значе­нию больше, чем на охватывающих частях, и менее стабильна. Для предварительных расчетов применяют среднюю усадку: 1,45 % для углеродистых сталей; 1,35 % для инструментальных; 1,5 % для специальных (коррозионно-стойких и жаропрочных); 1,15 % для медных сплавов; 1,2 % для силуминов и 0,6 % для серого чугуна.

В серийном и массовом производстве сложные многогнездовые механизированные и автоматизированные пресс-формы целесообразно изготовлять по эталону, выполненному с учетом приведенных выше средних значений усадки. В мелкосерийном производстве вначале изготовляют опытную одногнездовую пресс-форму, с помощью которой получают партию отливок, измеряют их геометрические параметры, вычисляют фактическую усадку, которую учитывают при изготовлении серийной пресс-формы.

Формообразующие поверхности пресс-форм обычно полируют, шероховатость их поверхности Ra 1,25...0,63 мкм.

Литьевые пресс-формы

Данные пресс-формы изготовляют для деталей небольших серий, от которых не требуется особой точности и качества поверхности. Материалами для них являются гипс (до 50 запрессовок), эпоксидные смолы (сотни запрессовок), легкоплавкие металлы с температурой плавления до 450 ⁰С (тысяча запрессовок). Все литьевые пресс-формы изготовляют по эталону из любого материала с учетом усадки и припусков на обработку. Он может быть разъемным и цельным. Для металлических пресс-форм эталон изготовляют из металла с температурой плавления выше 500 ⁰С.

Модельные составы

Свойства модельных составов во многом определяют точность отливок и качество их поверхностей. Применяют самые разнообразные материалы и их комбинации. K модельным составам предъявляются многочисленные, иногда противоречивые требования: малая стоимость, хорошая жидкотекучесть и воспроизведение полости пресс-формы, стабильность усадки, отсутствие взаимодействия с материалом пресс-формы и литейной формы, а также возможность повторного использования и др.

По способу удаления модельные составы подразделяют на выплавляемые, выжигаемые (газифицируемые) и растворяемые.

Модельные составы бывают:

– воскообразные выплавляемые составы – наиболее универсальные (первое поколение – парафино-стеариновые, второе – составы Р-2 и Р-3 с буроугольным воском, третье – модельно-выплавляемые составы с полиэтиленовым воском);

– составы на основе натуральных и синтетических смол (с канифолью и полистиролом, состав выжигаемый);

– водорастворимые составы на основе карбамида и солей – нитратов, сульфатов (прочные модели с хорошей поверхностью, теплоустойчивые; применяют для моделей повышенной точности);

– термопласты – в основном вспененные пластмассы (их применение заметно упрощает технологический процесс и поэтому эти составы являются перспективными);

– легкоплавкие металлы и сплавы (применение ограниченное; используют ртуть, сплавы Вуда. В отечественной практике не применяются);

– составы с твердыми наполнителями (суспензии легкоплавких воскообразных материалов, в которые введены мелкодисперсные тугоплавкие порошки синтетических смол или восков).

Свойства модельных составов в зависимости от их состава колеблются в широких пределах: температура каплепадения 47...120 ⁰С, плотность 60...2000 кг/м³, линейная усадка 0,45...1,2 %, прочность 2...11 МПа (20...110 кг/м²).