1) Литье по выплавляемым моделям.

Литье по выплавляемым моделям. Сущность способа литья по выплавляемым моделям заключается в процессе получения отливок из расплавленного металла в формах, которые не требуют разъема, так как рабочая полость обра­зуется в результате удаления (вытекания) легкоплавкого мате­риала модели при ее предварительном нагревании. Выплавляемые модели изготовляют из модельных составов, состоящих из двух и более компонентов. Для изготовления моделей широко исполь­зуют модельный состав Р-3, который содержит парафин, синтети­ческий церезин, буроугольный воск и кубовый остаток. Этот со­став хорошо заполняет полость пресс-формы, дает четкий и чистый отпечаток. Выплавляемые модели изготовляют в пресс-формах, состоящих из двух и более частей с вертикальным или горизон­тальным разъемами. Для извлечения моделей из пресс-форм при­меняют специальные толкатели.

Модельный состав в пастообразном состоянии запрессовывают в пресс-формы (рис. 23, а) на автоматических установках или вручную. После затвердевания модельного состава пресс-форма раскрывается и модель выталкивается в ванну с холодной водой. Затем модели собирают в блоки (рис. 23, б) с общей литниковой системой, которая создается припаиванием, приклеиванием или механическим скреплением частей. В один блок объединяют от 2 до 100 моделей. Формы по выплавляемым моделям изготовляют из специальной огнеупорной смеси, состоящей из связующего, гидролизованного раствора этилсиликата, огнеупорного наполнителя — пылевидного кварца и других компонентов. Формы по выплавля­емым моделям изготовляют многократным погружением разовой модели в огнеупорную смесь (рис. 22, в) с последующей обсыпкой (рис.23, г) и отверждением на воздухе. Обсыпку обычно наносят в три-пять слоев. .Модели из форм удаляют выплавлением при нагреве (рис. 23, д, е) в горячей воде или паром. После удаления модель­ного состава тонкостенные литейные формы заформовывают в опоки (рис. 23, ж), а затем прокаливают в печи (рис.23 з) при температуре 850—950 °С для удаления остат­ков модельного

Рис. 23. Последовательность операций формовки при литье по выплавляе­мым моделям

состава. Заливку форм по выплавляемым моделям производят в нагре­том состоянии сразу же после прокалки. Заливка может быть свободной, под действием центробежных сил, в вакууме и т. п. После затвердевания расплавленного металла и охлаждения отливки удаляют из форм механическими, а также химическими методами, очищают, обрубают и, как правило, подвергают терми­ческой обработке.

Процесс изготовления заготовок литьем по выплавляемым моделям механизирован и автоматизирован. Литье по выплавля­емым моделям обеспечивает получение точных и сложных отливок из любых сплавов, сокращает объем механической обработки, создает благоприятные условия для хорошего заполнения литей­ных форм, что позволяет получать отливки из сплавов с низкими литейными свойствами. Этим способом получают отливки массой 0,02—15 кг с отверстиями диаметром до1 мм и толщиной стенок до 0,5 мм. Литьем по выплавляемым моделям отливают многие детали и заготовки для приборостроительной, авиационной и дру­гих отраслей промышленности. Вместе с тем недостатком этого способа является сложность и длительность процесса изготовле­ния отливок, применение специальной дорогостоящей оснастки.

2)Сварка давлением. Сущность получения неразъемного сварного соединения двух металлических заготовок в твердом состоянии состоит в сближе­нии идеально чистых соединяемых поверхностей на расстояния (2-4)·10^⁸ см, при которых возникают межатомные силы при­тяжения. При достижении таких расстояний возможен процесс образования металлических связей, т. е. появление коллективных электронов двух соединяемых поверхностей и их взаимодействие с положительно заряженными ионами кристаллических решеток.

Строение и состояние реальной поверхности соединяемых заго­товок характеризуется наличием большого количества дефектов, неровностей и загрязнений. Поверхность любого, даже тщательно отполированного твердого тела всегда волниста, шероховата и имеет множество выступов микроскопической величины, высота каждого из которых, однако, на несколько порядков больше, чем расстояния, необходимые для возникновения сил межатомного взаимодействия. Вследствие наличия неровностей и выступов действительная поверхность металла в много раз превышает наши представления о ее величине, составленные на основании измере­ний обычными методами. Кроме того, наружную поверхность металла характеризует наличие нескомпенсированных металли­ческих связей и большое количество дефектов кристаллического строения, что способствует ее активному взаимодействию с внеш­ней средой и приводит к быстрому окислению и осаждению на поверхности жидкости и газов. Практически после любой обработки поверхность мгновенно покрывается тонкой пленкой окис­лов, а также слоем адсорбированных молекул воды и жировых веществ. Толщина этого слоя составляет 100—200 молекул и уда­лить его полностью не удается, так как этому препятствует воз­никшая между слоем и поверхностью электрическая связь. Сле­довательно, даже если создать идеально плоские соединяемые поверхности, при их сближении соединение не может возникнуть из-за слоя окислов и масляных пленок.

Получить прочнее неразъемное соединение двух поверхностей в твердом состоянии можно при условии удаления загрязняющих пленок и осуществления затем плотного контакта по всей соеди­няемой плоскости. Практически при сварке в твердом состоянии этого достигают при приложении к свариваемым заготовкам давления, величина которого должна быть достаточной для смятия всех неровностей в соединяемом сечении. В начальный момент сближения в точках касания разрушается слой осажденных на поверхности примесей и появляются «островки» металлических соединений. При возрастании давления площадь контакта поверхностей (сближения до расстояний начала действий межатомных сил притяжения) увеличивается. Вследствие большой плотности контакта соединяемые поверхности не сообщаются с атмосферой, поэтому новых окисных и жировых пленок не об­разуется, а имевшиеся до этого частично выдавливаются из зоны соединения наружу, частично диффундируют в глубь металла и не препятствуют образованию металлических связей.

Описанный способ может быть применен для заготовок из ме­таллов и сплавов, имеющих относительно небольшое сопротив­ление пластическому деформированию и достаточно пластичных в холодном состоянии, — Рb, Sn, Zn, Аl, Сu. Для заготовок из малопластичных и обладающих высоким пределом текучести металлов приложение давления в холодном состоянии не позво­ляет получить необходимую степень течения металла вследствие быстрого наклепа. Для высокопрочных материалов можно уве­личить пластические свойства и снизить сопротивление дефор­мированию, предварительно подогрев соединяемые поверхности и прилегающие к ним зоны. Благодаря этому удается при отно­сительно небольших усилиях сжатия удалить загрязняющий слой и активизировать процесс образования металлических связей.

Все методы сварки в твердом состоянии с приложением давле­ния носят название сварки давлением. Различают множество разновидностей способов сварки давлением, которые отличаются между собой источником нагрева либо видом энергии, применяе­мым для активизации процесса.