2.3.2. Материалы для пресс-форм

Металлические материалы. При индивидуальном производстве применяются легкоплавкие сплавы, чаще всего оловянно-свинцовые, и легкие, такие, как сплавы на алюминиевой основе (табл. 2.3.2.1).

№ п.п.	Наименование сплава	Состав, %							Температура, ºС
		РЬ	Sb	Sn	Si	Сu	Zn	Al	плавления	заливки
1	Свинцово­ сурьмянистый	87	13						247	320
2	Свинцово-оловянно- сурьмянистый (типографский сплав)	80	12	8	—	—	—	—	245	320
3	Цинко-алюминиево-медный марки ЦАМ4-3	—	—	—	—	2,5— 3,5	Осталь­ ное	3,9— 43	380—420	400— 480
4	Силумин марки АЛ2	—	—	—	10—13	—	—	Осталь­ ное	570	620— 700

Табл. 2.3.2.1. Сплавы для литых пресс-форм.

Гипс. Гипс достаточно часто используется для изготовления пресс-форм, так как при этом возможно изготовление эталона практически из любого материала, например из пластилина, воскообразных материалов, дерева и пр. Недостатком гипсовых пресс-форм является низкая прочность и недолговечность. Количество съемов не превышает нескольких десятков. Однако гипсовые пресс-формы в художественном литье обладают неоспоримым преимуществом в сравнении с другими материалами. Во-первых, пресс-формы, изготовленные из гипса, выполняются из множества больших и малых кусков, которые удерживаются на моделях с помощью толстого слоя гипса — раковины, дающей возможность точной сборки кусков при вынутой модели. Во-вторых, гипсовые куски

можно подгонять друг к другу срезанием выступающих наружных частей при изготовлении и установке раковины. В-третьих, гипсовые формы обходятся относительно недорого.

Эпоксидные смолы. Для индивидуального производства удобно и экологически целесообразно изготовлять пресс-формы и из холоднотвердеющих эпоксидных смол методом свободной заливки на эталон. Пресс-форма, полученная таким способом, имеет высокую механическую прочность, не подвержена короблению, разбуханию, коррозии и обеспечивает хорошее качество моделей.

Эпоксидно-диановые неотвержденные смолы, или эпоксидные смолы, являются растворимыми реакционноспособными продуктами на основе этилхлоргидрина и дифенилолпропана. Они могут переводиться в твердое неплавкое состояние под действием отверждающих агентов различного типа (полиамины, полиамиды, фенолформальдегидные смолы и др.) при нормальной температуре. Чаще всего применяют полиэтиленполиамид по СТУ 49-2529-62.

Для улучшения свойств отвержденной смолы применяют пластификатор дибутил-фталат (ГОСТ 3863-79). Эпоксидные смолы, применяемые для пресс-форм, малотеплопроводны, что удлиняет время изготовления моделей. Для ускорения процесса отверждения и повышения теплопроводности в жидкую смолу вводят инертные наполнители-порошки: железный, алюминиевый и медный.

Формопласт. Применение эластичных материалов — формопластов, виксинта, резины и других синтетических каучуков значительно упрощает изготовление пресс-форм. Большая упругость эластичных материалов и их способность сохранять первоначальную форму позволяют при извлечении модели как угодно деформировать пресс-форму, удаляя модели с поднутрениями и обратными углами и конусами. При отсутствии готового термопласта его можно изготовить самим. Для этого используются следующие материалы (по массе): полихлорвиниловая смола — 20 %, дибутилфталат — 76 %, стеарат кальция — 2 %, касторовое масло — 2 %. Материалы нагревают в эмалированной посуде на масляной бане под вытяжкой до 100 °С при энергичном перемешивании деревянной или алюминиевой мешалкой. При получении однородной массы температуру доводят до 120— 130 °С и поддерживают при этой температуре до полного расплавления массы и удаления пузырьков воздуха. Жидкий формопласт разливают в емкости, в которых он затвердевает.

Виксинт (силоксановый герметик). Для изготовления пресс-форм применяют виксинт двух типов: виксинт У-1-18 в виде белой пасты и К-18 полупрозрачный жидкий. Свойства первого следующие:

• условная прочность при растяжении — 2,5 Мпа;

• относительное удлинение при разры¬ве — не менее 170 %;

• твердость по Шору — 50—60;

• соотношение виксинт — катализатор — 100 : 0,4;

• вид материала — паста белого цвета;

• жизнеспособность — не более 72 ч.

Виксинт затвердевает после смешивания его с катализатором № 18. Чем больше ката¬лизатора, тем меньше эластичность виксинта и тем быстрее он отверждается, что часто мешает работе. Виксинтовая пресс-форма обеспечивает высокую точность отпечатка, и ее не нужно смазывать разделительным составом.

Модели можно получать как свободной заливкой модельного состава, так и под небольшим давлением.

Пресс-форма может быть получена по эталону из различных материалов: металла, дерева, пластилина, глины, воскоподобных материалов и др.

Резина. Для пресс-форм используют сы¬рую резину на основе искусственного каучука. Используют СКН-40М, СКИ-3, СКН-26, СКН-40М. В качестве вулканизирующих агентов используют ПДК (пероксид дикумила), Ф-40 (пероксимон), ХДО (хинондиоксим) и ХДО + МnО2. Вулканизацию проводят при 150 °С в течение 20—45 мин. После вулканизации получается эластичная пресс-форма со следующими физико-механическими свойствами.

Резина СКН-40М с вулканизирующим агентом ПДК при 150 °С в течение 35 мин дает σ_в = 11 Мпа, δ_ост= 4 %, δ = 400 %, твердость по ТМ-2 = 55.

Резина СКИ-3 с ПДК при 150 °С в течение 35 мин дает σ_в= 14 Мпа, δ_ост = 6 %, δ = 780 %, твердость по ТМ-2 = 36.

Резина СКН-26 с Ф-40 при 150 °С в течение 35 мин дает σ_в= 14,8 Мпа, δ_ост= 6 %, δ = 810 %, твердость по ТМ-2 = 38.

Резина СКН-40М с ХДО при 150 °С в течение 45 мин дает σ_в=12 Мпа, δ_ост= 24 %, δ = 850 %, твердость по ТМ-2 = 34.

Резина СКН-40М с ХДО + МnО₂ при 150 °С в течение 20 мин дает σ_в= 14 Мпа, δ_ост= 16 %, δ = 740 %, твердость по ТМ-2 = 42.

Цементные пресс-формы. Цементные пресс-формы изготовляют из следующего состава: цемент — 60 % (по массе), кварцевый песок К_100/200’, просеянный через сито 100, — 30 %, жидкое стекло — 10 %.

Деревянные пресс-формы также находят применение для изготовления небольшого количества моделей невысокой точности. Наиболее часто в таких пресс-формах изготовляют отдельные части моделей, имеющих простую конфигурацию.

При использовании эластичных материалов для изготовления пресс-форм (эпоксидных, резиновых, виксинтовых, формопластовых и т. п.), а также гипсовых, цементных и других следует обращать особое внимание на поверхность модели-эталона, которая должна быть чистой, гладкой, не пористой. При применении гипсового эталона необходимо пропитать его трансформаторным маслом или олифой либо покрыть цапонлаком для заполнения имеющихся пор и высушить.