4.3.4. Литье по выплавляемым моделям

Способ литья по выплавляемым моделям позволяет получать сложные по форме отливки из любых, в том числе, тугоплавких сплавов массой от нескольких граммов до нескольких десятков килограммов. Отливки имеют высокую точность геометрических размеров, малую шероховатость поверхности и толщину стенки 1–3 мм. Полученные отливки либо вовсе не требуют механической обработки, либо имеют минимальный припуск (0,2–0,7 мм).

Р ис. 4.4. Схема изготовления блок-формы: а – пресс-форма; б – модели из легкоплавких материалов; в – литниковая система; г, д – модельный блок; е – готовая керамическая блок-форма

При реализации этого способа литья вначале из легкообрабатываемых сплавов или пластмасс изготавливают пресс-форму (рис. 4.4, а), полость которой имеет конфигурацию и размеры будущей заготовки с учетом литейной усадки и припуска на механическую обработку, если таковая предусмотрена. Затем с помощью этой пресс-формы из легкоплавких материалов (воска, парафина, церезина, стеарина) прессуют модели – рис. 4.4, б.

Из полученных моделей с помощью электрического паяльника монтируют модельный блок (рис. 4.4, г, д) с единой литниковой системой – рис. 4.4, в. Модельный блок методом окунания покрывают керамической суспензией, состоящей из огнеупорного материала (пылевидного кварца, электрокорунда и др.) и связующего (гидролизованного раствора этилсиликата). Затем модельный блок обсыпают кварцевым песком и сушат. Повторив эти операции несколько раз, получают формы с толщиной стенок 5–8 мм. Далее путем нагрева до 80–90^оС из модельного блока выплавляют модельный состав, и модельный блок прокаливают при температуре 800–900^оС. При прокаливании оболочка модельного блока превращается в прочную, газопроницаемую (т.к. из нее выгорают остатки модельного состава и влаги) керамическую блок-форму – рис. 4.4, е. После прокаливания блок-форму заливают расплавленным металлом. По завершении кристаллизации и охлаждения металла керамическую блок-форму разрушают, а отливки отделяют от литниковой системы. Для полного удаления остатков прилипшей керамики производят химическую (выщелачивание) и механическую очистку.

4.3.5. Центробежное, непрерывное и полунепрерывное литье

Центробежное литье – это литье в быстровращающиеся литейные формы (рис. 4.5) – металлические, песчаные, оболочковые, по выплавляемым моделям. Под действием центробежной силы металл прижимается к стенкам формы и уплотняется, в результате получается деталь повышенной прочности, так как газы и шлак вытесняются во внутренние полости отливок и удаляются.

Оси вращения формы могут быть горизонтальными (рис. 4.5 а) или вертикальными (рис. 4.5, б). Этими способами получают водопроводные и канализационные трубы, колеса, шкивы, зубчатые колеса, орудийные стволы и т.п.

При непрерывном и полунепрерывном литье в металлическую форму – кристаллизатор без дна – жидкий металл заливается с одной стороны, отдавая тепло холодным стенкам формы, а с другой стороны этой формы затвердевший металл вытягивается и остывает на воздухе.

Рис. 4.5. Центробежное литье

Форма кристаллизатора может быть различной: круглой, прямоугольной, в форме кольца. Соответственно отливка представляет собой круглый пруток, прямоугольную штангу, трубу или длинный брус произвольного профиля. Стенки кристаллизатора при таких видах литья выполняются из тонких металлических пластин или труб, охлаждаемых с помощью воды.

Процесс называют непрерывным, если заготовка, не останавливаясь (при условии непрерывной подачи жидкого металла), вытягивается валками из кристаллизатора.

Процесс называют полунепрерывным, если после вытяжки заготовки заданной длины механизмы извлечения возвращаются в исходное состояние и закрывают кристаллизатор для дальнейшего заполнения жидким металлом.