В некоторых случаях возможно получение пустотелых восковок за счет металлического стержня, закрепленного на одной из частей (как правило, плоской части) металлического кожуха. Суть способа состоит в следующем. По мастер-модели изготавливают виксинтовый вкладыш в разъемном кожухе. Затем, после закрепления металлической вставки (стержня), формирующей полость восковой модели, в пространство между виксинтовым вкладышем и стержнем подают модельный состав. После остывания формы кожух разбирают, снимают эластичный вкладыш с полученной восковой модели, после чего извлекают металлический стержень. Последовательность разборки комбинированной пресс-формы с восковой моделью может изменяться.

Указанный способ получения пустотелых отливок может быть широко использован для моделей с правильными геометрическими формами основной (большей) части изделий— стеллы пресс-бювары, всевозможные объемные сувенирные изделия имеющие плоские основания и т. д.

Ювелирные модельные составы. Имеется большое количество модельных составов, используемых для однократных моделей. Различают следующие разновидности однократных моделей: выплавляемые, растворяемые, газофицируемые. Бесстеариновые составы дешевле и прочнее [5]. В отечественной промышленности для получения восковых моделей в разрезных резиновых пресс-формах наряду с импортными материалами «Accu injection wax» («Kepp») широко используется модельный состав, в который входят парафин (наполнитель), шеллачный воск (упрочнитель), сополимер этилена с винилацетатом (пластификатор), краситель быстрорастворимый антраксиноновый.

Сополимер этилена с винилацетатом в ювелирный модельный состав целесообразно вводить в количестве 20% (по массе). Содержание парафина и шеллачного воска 60 и 20% (по массе) соответственно.

Модельный состав Бронницкого ювелирного завода состава:

парафин пищевой 65%, воск шеллачный 20%, сополимер 15% имеет следующие характеристики: температура каплепадения 67°С; температура затвердевания 60°С; твердость, усл. делений ТИРа 96; зольность 0,2%; линейная усадка 2%.

Художественное литье.

Метод литья основан на способности жидкого металла заполнять литейную форму. Это один из самых древних способов обработки металлов. Археологические находки в Египте и Вавилоне подтверждают, что уже за 5000 лет до н. э. люди умели отливать металл. Памятники античной греческой и римской культур также являются весьма совершенными образцами литейного дела.

На Руси литье было известно очень давно – еще в период скифской культуры. Например, знаменитый золотой литой гребень из кургана Салоха (Государственный Эрмитаж) представляет собой ажурную отливку, изображающую нападение двух скифских воинов на греческого всадника. Не менее интересны горельефные фигуры скифов и лошадей, а также львиные головы и лошади, отлитые из серебра, украшающие Никопольскую вазу, найденную в Чертомлыкском кургане на Днепре (Государственный исторический музей), Ваза относится к IV в. до н. э. и представляет собой замечательный памятник скифской культуры.

Академик доказал, что наши предки поляне хорошо владели литейным делом. В раскопках обнаружено не только много медных и бронзовых отливок (ювелирные и культовые изделия), но также и орудия производства литейщиков — печи и горны, в которых плавили металл, а также каменные формы для отливки. Подобные находки обнаружены в различных местах. Это свидетельствует о том, что литейное дело было известно повсеместно, а не только в крупных городах.

Профессор в книге «История литейного производства в СССР» и академик в капитальном труде «Ремесло Древней Руси» широко и полно описывают развитие литейного производства на Руси: технологию литья, различные способы отливки в каменные и глиняные формы, литье по восковой модели, древние приемы отливки колоколов, пушек и т. п.

Первым известным нам русским литейщиком является мастер Константин, отливший в 1166 г. бронзовое паникадило; две его детали нашли при раскопках городища у села Вжище— недалеко от Брянска. Замечательным мастером был московский колокольный и пушечный «литец» Андрей Чохов, более 60 лет (с 1568 по 1632 г.) проработавший в первых рядах русских литейщиков и воспитавший большое число учеников. Основным его произведением является «Царь-пушка» весом 40 т, представляющая собой образец художественного бронзового литья XVI в. Огромный «Царь-колокол» весом 200 т отлили из колокольной бронзы в 1735 г. и его сын Михаил.

("11") С конца XVII в. в самостоятельную область начинает выделяться художественное статуарное литье. Одним из первых крупных бронзолитейщиков и скульптуров был Карло Бартоломео Растрелли, приглашенный Петром I для работы в России. Наиболее значительными его работами являются бронзовый бюст Петра I и статуя императрицы Анны с арапчонком, которую отливали русские мастера Матвеев, Селиванов и Хрептиков, а также Конная статую Петра I, отлитая после смерти Растрелли литейщиком Мартелли.

Большое влияние на развитие статуарного литья по восковой модели оказал —создатель «Медного всадника», над которым он проработал 12 лет (1766—1778 гг.) и скульптор, и как бронзолитейщик.

Крупнейший бронзолитейщик начала XIX в. (1756—1837) усовершенствовал способ литья по восковой модели отлил немало крупных монументальных скульптур, в том числе памятник Минину и Пожарскому в Москве по модели скульптора (1816 г.). Скульптор (1805—1867) отливал не только свои, но и произведения других скульпторов и довел до совершенства сложнейшую технологию отливки крупных фигур по восковым моделям. Отлитая статуя Николая I представляет собой шедевр литейного искусства.

Мировую известность получили художественные отливки уральских заводов в Каслях и Кусе. Начиная с 1800 г., они славятся камерной чугунной скульптурой, включая и тончайшее ажурное, почти ювелирное, литье, например миниатюрные цепочки, каждое звено которых едва превышает в длину 3 мм и весит не более 0,5 г.

Для художественного литья советского периода характерны механизация литейного производства, освоение новой техники, внедрение новейших методов литья, таких, как кокильное, оболочковое, центробежное и др. Кроме того, на новой основе развиваются и старые способы литья, например статуарное литье по восковой модели, в котором сложные составы формовочных смесей из органических компонентов заменены неорганическими материалами, позволяющими отливать не только бронзовые, но и чугунные монументальные фигуры с высокой степенью точности.

В настоящее время различные способы литья позволяют отливать изделия самых различных размера и веса—от нескольких граммов драгоценного металла в ювелирной промышленности до крупных статуй и памятников из чугуна и бронзы.

В зависимости от конструкции плавильных печей и рода энергии в производстве отливок из черных, цветных, драгоценных металлов и сплавов известны следующие основные методы нагрева шихт при их плавке: в тигельных горновых печах, работающих на коксе, мазуте и генераторном или природном газе; в пламенных газовых печах с прямым обогревом и подачей газа; в дуговых электрических печах с непрямым либо прямым нагревом и угольными электродами; в тигельных элект-рических печах сопротивления с металлическими и неметаллическими нагревателями; в индукционных электрических печах без магнитопровода открытого и закрытого (вакуумного, вакуумно-компрессионного) типа; в печах специальной конструкции: зонных, плазменно-дуговых, электронно-лучевых и т. п.

Из перечисленных методов нагрева шихт при их плавке на ременном уровне технического прогресса можно рекомендовать для практической работы электроиндукционный нагрев в тигельных печах без магнитопровода открытого и закрытого исполнения, в особых случаях - нагрев в печах специальной конструкции (плазменно-дуговых, электронно-лучевых и т. п.), а при дешевом газе также тигельные газовые печи.

Для изготовления плавильных тиглей используют следующие материалы: для чугуна и стали—шамот, динас, магнезит, хромомагнезит, корунд, двуокись циркония и др.; для алюминия и сплавов на его основе—чугун, шамот, асботермосиликат др.; для меди и сплавов на ее основе—графит, шамот, графитошамот, молибден и др.; для цинка, олова, свинца и сплавов на их основе—чугун, шамот, графит; для никеля и спла-вов на его основе—динас, корунд, двуокись циркония; для серебра и сплавов на его основе—графит, графитошамот; для золота и сплавов на его основе—графит, графитошамот, корунд (для сплавов белого золота, содержащих никель); для платиновых металлов и сплавов на их основе—корунд, двуокись циркония, окись кальция, окись магния.

Для предотвращения взаимодействия расплавленного металла с кислородом, водородом, азотом и другими газами, содержащимися в атмосфере плавильных печей, используют защитные среды.

Изготовление литейных форм

При изготовлении художественных изделий из металлов наиболее широко применяют метод литья в песчано-глинистые формы, называемые разовыми. В них получают только одну отливку, для извлечения которой форму разрушают.

Формы обычно изготовляют из формовочных смесей в опоках с помощью моделей. Модель — это приспособление для получения в форме отпечатка, соответствующего конфигурации и размерам отливки. Модель после уплотнения формовочной смеси извлекают из формы.

Внутренние полости отливки выполняются стержнями, которые изготовляют в ящиках из стержневой смеси. При сборке формы стержень устанавливают так называемыми стержневыми

Рис. 1. Форма:

1, 8 — верхняя и нижняя полуформы; 2 — жеребейка; 3 — прибыли; 4—воронка; 5—стояк; 6—шлакоуловитель;

7—ребра жесткости; 9—штырь; 10—холодильник; 11— питатели

знаками в соответствующие гнезда формы, полученные с помощью знаковых частей модели.

Форма, приведенная на рис. 1, состоит из двух полуформ 1 и 8. Модель отливки также состоит из двух частей, которые после уплотнения формовочной смеси в опоках легко извлекаются из нее. Внутренние контуры отливки оформляются стержнями. Металл поступает в форму через систему каналов, называемую литниковой. Кроме разовых форм в литейном производстве применяют постоянные формы, которые изготовляют из чугуна, стали и других сплавов, иногда на основе шамота, магнезита и других высокоогнеупорных материалов.

Литье в металлические формы — кокили — широко используют в серийном и массовом производстве отливок из цветных сплавов, реже из чугуна и стали. Масса получаемых отливок колеблется от нескольких грамм до нескольких тонн.

("12") Стойкость металлических форм (число заливок) —от нескольких десятков отливок (из стали) до нескольких сот тысяч отливок (из легкоплавких сплавов). Металлические формы применяют также при специальных способах литья; под давлением, при центробежном, вакуумном всасывании и др.

В комплект модельно-опочной оснастки входят модели, модельные плиты, стержневые ящики, опоки, сушильные плиты для стержней, приспособления для контроля стержней, форм и др.

Модельный состав для художественных изделий. При литье по выплавляемым моделям для получения восковых моделей художественных изделий, предметов сервировки стола, сувенирно-подарочных изделий широко используются модельные составы Р-2 (ПЦКо 58-37-5) и Р-3 (ПЦБКо ). Модельный состав Р—2 содержит 58% парафина, 37% синтетического церезина, 5% кубового остатка термического крекинга парафина; Р—3 содержит 58...60% парафина, 25...22% синтетического церезина, 10...13% буроугольного воска, 5% кубового остатка [6].

Буроугольный воск — органическая часть вещества, которая переходит в раствор при обработке бурого угля органическими растворителями. Температура каплепадения 82...90 °С, линейная усадка 2%, твердость по ТИРу 95 усл. ед., плотность 1,0...1,03 г/см3, зольность 0,6%. Буроугольный воск темно-коричневого цвета, имеет раковистый излом [7].

Церезин синтетический — 100 — воскоподобный твердый продукт, получаемый синтезом оксида углерода и водорода. Температура каплепадения 100оС, твердость по ТИРу 93 усл. ед., линейная усадка 3,4 %, плотность 0,936 г/см3. Мелкокристаллический, хорошо совмещается с парафином, стеарином, шеллачным воском, канифолью и другими воскоподобными продуктами.

Кубовый состаток термического крекинга парафина—смесь предельных и непредельных углеводородов. Введение его в состав ПБЦ приводит к уменьшению вязкости и увеличению пластичности. Количество его в модельном составе не должно превышать 5...8% [6].

При изготовлении моделей может использоваться самое разнообразное оборудование — от ручных шприц-прессов до автоматических установок. При запрессовке вручную и при помощи пневмопрессов рекомендуется применять состав Р—2, обладающий высокой жидкотекучестью в пастообразном состоянии. При изготовлении моделей на автоматических линиях конструкции НИИавтопром и НИИтракторсельхозмаш, шприц-машинах рекомендуется использовать модельный состав Р—3 [6].

Свойства модельных составов приведены ниже:

Температура, °С: Р—2 Р-3

запрессовки...............…...........…59

каплепадения...........................…80

Линейная усадка Д/, % .............. 1,05...1,40 1,05…1,50

Коэффициент объемного расширения

αy, К-1 21,6 •

Предел прочности при статическом изгибе

Σизг., МПа.................................... 1,9 2,5…3,0

Жидкотекучесть, см...................61,5 ------

Для изготовления небольших и несложных по конфигурации моделей могут быть использованы парафино - стеариновые составы: ПС –, ПС, ПСЭ 70 –% этилцеллюлозы) [8]. Эти модельные составы запрессовываются в пресс-формы в пастообразном состоянии и обеспечивают чистую и гладкую поверхность моделей. Недостатком их является низкая прочность и деформация при 30...35 °С.

Сборка моделей в блок. Литниково - питающая система

Для сборки восковых моделей ювелирных изделий используют стояк круглого сечения диаметром 6—8 мм. Восковые модели собирают вокруг стояка под углом в несколько рядов. Сборку осуществляют с помощью термического шпателя. Нагретое лезвие помещают между торцом питателя модели и посадочным местом восковой модели стояка в том месте, где модель изделия должна быть припаяна. Затем одной стороной плоской части шпателя касаются одновременно питателя модели, другой—посадочного места. После этого нож быстро убирают, а соединяемые части слегка прижимают одну к другой до застывания воска в месте припайки. Установлено, что нижний ряд в блоке, расположенный непосредственно у литниковой чаши, не всегда достаточно хорошо заполняется металлом. Чтобы устранить возможность образования недоливов и повысить выход годного, расстояние от верхушки литниковой чаши до нижнего ряда восковых моделей должно составлять не менее 10 мм. Собранный таким образом блок закрепляют в отверстии резиновой чаши поддона.

("13") При изготовлении восковых моделей сувенирных и художественных изделий восковые детали собирают в специальном приспособлении—кондукторе, что обеспечивает точное их расположение. Затем припаивают восковую модель литниково - питающей системы. Собранный блок закрепляют в резиновом поддоне.

Для изготовления отливок из сплавов меди массой до 1 кг применяют разветвленную систему, в которой суммарная площадь сечений литниковых ходов получается больше площади стояка. Система расположения восковых моделей вокруг стояка круглого сечения, простая и технологичная, дает возможность разместить большое количество изделий вокруг стояка и обеспечивает принцип направленного затвердевания.

Скорость заполнения формы металлом определяется соотношением площадей стояка и питателей [9]:

Fст:ΣFпит=1:(2...4).

При изготовлении отливок художественных изделий массой до 5 кг в установках со стопорной разливкой диаметр литников питающей системы составляет 10...12 мм. Минимальное количество литников должно обеспечивать заполнение сложных форм до затвердевания металла в литниках. В то же время необходимо избегать встречных потоков при заливке металла в форму. Для повышения качества поверхности отливок и устранения отрицательного воздействия динамического удара струи заливаемого металла, расплав в полость формы поступает по касательной, что обеспечивается правильным конструктивным выполнением подвода литников в тело отливок.

Изготовление литейных форм.

Для изготовления отливок ювелирных и художественных изделий из сплавов меди с ускоренной заливкой металла применяют формы-монолиты. Главные особенности получения таких форм следующие: применение вакуума после смешивания порошка формовочной массы с водой (в процессе получения однородной суспензии), применение вакуума и вибрации после заливки суспензии в опоку с восковым модельным блоком. Это позволяет удалить пузырьки воздуха из формовочной смеси.

На первом этапе—получение суспензии—в миксер с водой засыпают необходимое количество порошка формовочной смеси. Водомассовое соотношение для отечественной и импортных формовочных масс составляет 360...400 мл раствора на 1 кг формовочной смеси. Для получения однородного состава и удаления воздушных пузырьков смесь перемешивают в миксере в течение 3...4 мин. Остаточное давление составляет 104 Па. Технологические добавки кремнистого натрия и борной кислоты способствую удалению воздуха из массы, а добавка в воду ортофосфорной кислоты (в отечественной формовочной смеси) повышает жидкотекучесть суспензии.

На втором этапе полученную однородную смесь заливают в опоки. Заливку необходимо проводить при включенном вибраторе. Суспензия должна плавно заливаться но стенкам опоки, чтобы избежать поломки моделей. После заполнения всех опок на вибростол устанавливают цилиндрический колпак из оргстекла и усиливают вибрацию. Создается остаточное давление 104 Па. Продолжительность вибровакуумирования составляет 3...4 мин. При использовании больших опок (диаметр 160 мм, высота 200 мм) продолжительность вакуумирования на втором этапе можно увеличить до 4...6 мин. В процессе вакуумирования пузырьки воздуха, адсорбированные на поверхности восковых моделей, поднимаются вверх вследствие удаления воздуха. Допускается периодически делать легкие удары по вибростолу или цилиндрическому колпаку. Если формовочная масса сильно пузырится и переливается через край, необходимо открыть и быстро закрыть кран для воздуха.

Верхний ряд восковых моделей в блоке располагается ниже края металлической опоки на 10...15 мм. При заполнении опок суспензией необходимо наливать ее немного выше верхнего ряда восковых моделей. После снятия колпака окончательно заполняют опоки суспензией при включенном вибраторе. Необходимо отметить, что при формовке больших опок, когда увеличивается продолжительность вакуумирования в опоках, необходимо использовать манжеты с тем, чтобы потом не доливать суспензию в опоки. Манжеты из полиэтиленовой пленки увеличивают длину опок и предохраняют от перелива суспензии через край во время интенсивного удаления пузырьков воздуха при вакуумировании.

По окончании формовки формы-монолиты должны стоять на воздухе не менее 1 ч для опок диаметром 75 мм, высотой 110...140 мм и не менее 3 ч для опок больших размеров. Наряду с указанными оборудованием и технологией изготовления форм-монолитов в настоящее время применяют формовочные машины, в которых мешалка расположена над баком для опок, устанавливаемых на вибростол по окружности.

Замес в смесителе порошка формовочной массы с водой начинается при давлении 0,5-10 Па. После основательного перемешивания (2,5...3 мин) вращение мешалки замедляется и открываются поочередно все сливные краны, с помощью которых регулируется скорость истечения приготовленной суспензии. Вибрация начинается по наполнении опок наполовину и усиливается при полном заполнении опок. Краны сливных труб необходимо закрыть. Вибровакуумирование продолжается 2...3 мин и может быть увеличено для опок больших размеров, чтобы полностью удалить пузырьки воздуха с поверхности восковых моделей.

После формовки в смеситель подают воду для его промывки, которую сливают затем в специальную воронку, далее—в отстойник. Емкость смесителя позволяет за один прием замешать 20 кг формовочной массы.

Составы формовочных смесей.

Для литья ювелирных изделий сложной конфигурации из сплавов меди (tпл до 1100 °С) широкое распространение получил так называемый энтиох-процесс с применением кристобалито - гипсовых форм. Используют как импортные формовочные материалы («К-90», «Сатинкаст», «Суперкаст», «Инвест-райт»), так и отечественную формовочную массу «Ювелирная ».

Импортные формовочные смеси имеют высокую химическую чистоту составляющих их компонентов [10]: 70% смеси β-кристобалита и β-кварца; 25...30% высокопрочного α-гипса CaS04· 1/2Н2О. Крупность порошков кристобалита и гипса в этих смесях не превышает 100 мкм. В импортных формовочных массах используется кристобалитсодержащее сырье месторождения Сан-Кристобаль (Мексика) или искусственный продукт обжига при температуре 1150...1200°С аморфного кремнезема, полученного разложением природных минералов в щелочной среде [11].

Главными особенностями современного процесса являются следующие:

а) в смеси «К-90»-около 2% НзВОз-10Н2О или 0,5% Na2B4О7;

("14") б) в смеси «Суперкаст»—около 3% Na2SiO3, и НзВОз х 10Н20;

в) в смеси «Сатинкаст»—около 1% Na2SiO3, и НзВОз х 10Н20.

К достоинствам импортных формовочных смесей можно отнести технологичность операций формовки, выбивки и очистки отливок. К недостаткам – высокое содержание гипса, имеющего склонность к разложению при температуре 650оС и выше. Ниже приведен химический состав импортных формовочных масс, % (по массе) [11]:

В2О3 CaO SiO2 FeO Fe2O3

«Суперкаст» ........................... 0,58 11,71 66,18 1,67 0,15

«К-90» (Италия) .................... 0,83 9,5 74,31 - 0,03

«Сатинкаст» ........................... 0,35 10,83 70,25 0,75 0,12

А120з MgO K20 Na2О SO3

«Суперкаст» ........................... 0,24 0,71 - 0,25 16,75

«К-90» (Италия) .................... 0,0,52

«Сатинкаст» ........................... 0,40 0,25 0,44 0,15 15,32

Смесь «К-90» содержит 25% гипса, 35,0% кварца, 40% кристобалита. Буру, или борную кислоту, асбест и силикат натрия используют так же, как упрочняющие добавки. Однако при точном литье по восковым моделям при введении в формовочный материал Na2SiО3 • 9Н2О+НзВОз наблюдается снижение чистоты поверхности [12].

Дизайн предлагаемой отливки и краткое описание всего процесса изготовления ее.

Отливка выполнена из серебра. При изготовлении использовались восковая модель, гипсо – динасовая огнеупорная смесь, вакуумная установка.

Вершины креста украшены художественным орнаментом, по середине простой крест, на который при необходимости можно припаять распятого Христа. Сзади выполнена надпись «Спаси и сохрани» в окружении веток растения.

Выбранную модель и несколько запасных вариантов (на случай брака) собираем в модельный блок. Припаиваем на общий стояк, как показано на листе 1 ватмана. Далее берем съемное резиновое дно для опоки, устанавливаем на нем модельный блок и заливаем огнеупорной смесью (принцип приготовления и застывания огнеупорной смеси описан выше).

После застывания огнеупорной смеси снимаем дно, ставим опоку в муфельную печь для прокаливания огнеупора и выжигания модельного состава. Выжигание производится при температурах от 250оС до 850 – 900оС. Опоку достаем из печи при температуре близкой к температуре заливки металла (порядка 350 – 570оС зависит от металла и его свойств).

Для отливок малых размеров имеют значение литники и питатели, а как показано на рисунке 1 для крупногабаритных отливок необходимы выпоры.

("15") Рис. 1. Система литников и выпоров на модели памятника Людовику XV.

Расчет литниковой системы.

Fmin = Q • 1000 ⁄ (γ ∙ μ ∙ τ ∙ √2g ∙ Hp), где

Q – вес металла, прошедшего через min сечение, кг (вес отливки + вес прибылей + выпаров), берем любое число;

τ – время заливки, сек.

γ – удельный вес (ρ) металла, г/см3;

μ – коэффициент расхода жидкого металла, учитывая потери скорости жидкого металла на трение и повороты (μ < 1).

g – ускорение силы тяжести, g = 9,8 см/с2;

Нр – расчетный напор, см.

Для медных сплавов γ = 8,1 г/см3;

Для алюминиевых γ = 2,5 г/см3;

Для железных (чугун) γ = 7,0 г/см3;

Для серебряных γ = 11 г/см3.

τ = S • √Q (1)

τ = S • √Q ∙ δ (2), где

Q – вес отливки;

S – эмпирический коэффициент учитывающий толщину отливки, конфигурации и вида металла S – 1,3 (2,3;

Формула (1) рекомендована для тонкостенных отливок небольшого веса, а формула (2) – для средних отливок.

δ – преобладающая толщина стенки отливки, мм. (крест толщина = 1,4 мм).

V = с / τ, где

("16") с – высота отливки формы (70 мм модельный блок в сборе);

V – скорость подъема металла.

Для медных сплавов V (мм / с.

μ = 1 / ((1 + С1 + С2 + С3), где

С1 – коэффициент учитывающий потери напора при переходе металла из чаши в стояк и от трения в стояке, С1 = 0,3 ( 0,5

С2 – коэффициент учитывающий потери н7апора при переходе металла из стояка в литниковый ход, С2 = 2 ( 4

С3 – коэффициент учитывающий потери при переходе из литника в форму, С3 = 1( 3

Нр – высота от верха чаши, до верхнего уровня полости формы, Нр = 30 мм.

Fmin – зависит от конфигурации стенок отливки, расхода металла.

Вес воскового модельного блока ( плотность металла = вес необходимого количества металла.

0,= 7,7 грамм. Из практических целей берем 8,0 грамм металла.

τ = 1,= 3,92 сек.

V = 70 / 3,92 = 17,86 мм / сек.

μ = 1 / (1 + 0,4 + 3 + 2 = 0,4

Fmin = 8 / ,4 ( 3,9,= 8 / 132,3 = 0,06

Описание технологической схемы литья крестика по выплавляемым моделям чертеж на листе 2.

Для получения восковой модели необходим эталон модели – образец (I), по которому будут изготовлять резиновую пресс – форму. Эталон должен иметь несколько большие размеры, чем готовая модель (на 5 – 6 %), - из-за усадки жидкого металла при затвердевании отливок и необходимости припуска на механическую обработку.

Для изготовления резиновой пресс – формы опока с направляющими штифтами укладывается на гладкую опорную плиту (например, стеклянную) основанием вниз и заполняется пластилином, в который вдавливают до половины эталон модели (II). Далее устанавливают на первую опоку вторую и заливают ее раствором гипса в воде. После затвердевания гипса опоки переворачивают и удаляют пластилин; эталон при этом остается в гипсовой форме. В гипсе делают несколько углублений, которые позднее станут направляющими выступами резиновой формы. сырую резину разрезают на кусочки и наполняют ими верхнюю половину формы (III). Опоки устанавливают на вулканизационный пресс и вулканизируют кусочки резины в течение 45 – 60 мин при температуре 420 – 430 К (IV). После этого гипс разбивают, извлекают и тщательно очищают эталон и резиновую полуформу. Последнюю посыпают тальком и укладывают в нее эталон модели. Затем опоку располагают так, что готовая резиновая полуформа находится внизу (V), а вторую половину эталона модели засыпают кусочками сырой резины (IV). Далее вулканизируют резину во второй полуформе и получают обе части резиновой пресс – формы. Затем из резиновой пресс – формы извлекают эталон модели и прорезают в ней литниковый канал (VII).

Для заливки воском резиновых пресс – форм используют инжекторную установку (VIII). Пресс – фому тщательно очищают и смазывают эвкалиптовым маслом или смесью, состоящей из 1 ч. воды и 1 ч. глицерина. Давление запрессовки модельного состава а пресс – форму составляет 0,02 – 0,15 МПа при температуре 333 – 358 К. температура нагрева пресс – формы не должна превышать 308 К. После запрессовки пресс – форма охлаждается в холодильнике. Готовые восковые модели напаиваются вокруг воскового стояка, с которым они соединяются с помощью восковых штифтов. Полученную таким образом «восковую елку» устанавливают на резиновое основание. После этого модельный блок обезжиривают.

Далее производится заливка модельного блока огнеупорной формовочной смесью (гипсодинасовая), которая проходит обработку на вибровакуумной установке (IX). Провакуумированную формовочную суспензию заливают в металлическую опоку. После этого опоку снова вакуумируют в течение 2 – 3 мин при давлении 1400 Па, после чего происходит затвердевание формовочной смеси. Через 40 – 60 мин после окончания процесса снимают с опок резиновые уплотнители и подрезают формовочную смесь на торцах литейной формы. Выплавление модельного состава из литейной фомы производится с помощью пара или в сушильном шкафу при температуре от 363 до 373 К в течение 1 – 3 ч.

("17") Литейные формы прокаливают в прокалочных печах (X) по специальному режиму: нагрев от 233 до 423 К – 0,5 ч; выдержка при температуре 423 К – 3 ч; нагрев от 573 до 1023 К – 3 ч; выдержка при 1023 К – 3 ч. Охлаждение опок осуществляется со скоростью 2 К в течение 1 мин.

Заливку прокаленных литейных форм жидким металлом производят на установках для центробежного литья (XI) или установках «Вакуум – металл».

После охлаждения форм производятся вибивка и очистка отливок от формовочной смеси и отбел (XII).

Список литературы.

preview_end()  

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3