Литье металла в гипсовые формы
Обновлено: 19.09.2024
Уже в течение нескольких веков литье в гипсовые формы используется в художественных ремеслах. За последнее двадцатилетие развитие этого способа литья достигло промышленных масштабов.
Для изготовления форм сухой гипс смешивается с добавочными материалами, такими как тальк, песок, асбест, жидкое стекло. В эту смесь добавляется соответствующее количество воды. Полученную массу заливают в опоку, на плиту с моделями, поверхности которых предварительно покрывают материалом, препятствующим приставанию массы. Полужидкая масса хорошо заполняет опоку и дает в форме точные отпечатки моделей. После упрочнения массы модели удаляют и форму сушат в методической печи. Затем в форме устанавливают стержни, обе половинки соединяют и форму заливают металлом. После остывания разбивают форму и удаляют из нее отливку.
Большим преимуществом этого способа является возможность изменения теплопроводности формовочной смеси в зависимости от содержания в ней гипса. Отливки, полученные с помощью гипсовых форм, имеют о?ень гладкую поверхность, малые внутренние напряжения, не имеют газовых пузырей и отличаются точными размерами. Применение заливки в гипсовые формы ограничивается нежелезными сплавами с температурой плавления не выше 1050-1200° С. Чаще всего формовка производится в опоках размерами 300х450 мм, и вес отливки не превышает 5-8 кГ. Наименьшая толщина стенок отливки при этом способе составляет 1-1,5 мм. Допускаемые отклонения размеров для небольших отливок колеблются в пределах 0,1-0,3 мм в зависимости от того, получается ли данный размер в одной или в двух половинках формы.
Литье в гипсовые формы применяется в небольшом объеме, преимущественно для получения деталей из алюминиевых и, реже, из медных сплавов и чугуна. Формы должны подвергаться сушке в течение 12-20 час. при температуре 450-600°. В результате медленного охлаждения металла в гипсовых формах его механические свойства могут оказаться пониженными по сравнению с литьем в обычные песчаные формы. Точность отливок, полученных в гипсовых формах, составляет ±0,5 мм на каждые 100 мм в плоскости разъема формы и ±1 мм в плоскости, перпендикулярной разъему формы. Наибольший вес отливок достигает 50 кГ.
На рис. 1 представлены отливки, изготовленные в гипсовых формах.
Фиг. 1. Отливки, изготовленные в гипсовых формах.
Автор: Администрация
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Литье металла в гипсовые формы
Литьем в гипсовые формы возможно получать сложной конфигурации отливки с поверхностью повышенной точности и чистоты и со стенками толщиной до 1,5 мм. Точность получаемых отливок зависит в основном от качества изготовления модели. Лучшими материалами для моделей являются латуни и стали с хромированной поверхностью; подмодельные плиты изготавливают из алюминиевых сплавов. Для отливки небольших партий деталей пониженной точности применяют деревянные модели, покрытые водонепроницаемым лаком АК-20.
Технологический процесс производства отливок в гипсовых формах состоит из следующих операций; приготовления жидкой гипсовой массы; изготовления формы; обработки форм в автоклаве; сушки и прокаливания форм; сборки и заливки формы со сплавом.
В качестве формовочных материалов для приготовления жидкогипсовой массы используют: высокопрочный гипс марок 300, 350; кварцевый песок марок 1К025, 1К016, 1К01, асбест-антифиллит. Наибольшее применение нашли следующие составы гипсовых смесей:
1) для мелких и средних форм сложных и тонкостенных отливок: 80% гипса; 20% асбеста; 60—70% воды (от массы сухой смеси);
2) для средних и крупных форм: 30% гипса; 60% песка; 10% асбеста; 30—40% воды (от массы сухой смеси);
3) для изготовления стержней: 50% гипса; 40% песка; 10% асбеста; 40—50% воды.
Сыпучие формовочные материалы должны быть просеяны для удаления посторонних примесей и тщательно перемешаны. В бак механического смесителя заливают необходимое количество воды, в которую добавляют замедлитель схватывания гипса (1—2% гашеной извести), затем засыпают сухую смесь и перемешивают в течение нескольких минут до образования однородной сметанообразной массы. Хорошего качества масса не должна оседать на дно бака; в ней не должно быть воздушных пузырей и неразмешанных твердых комков. Полученную смесь необходимо использовать не позднее чем через 2—3 мин с момента приготовления.
При изготовлении формы на подмодельную плиту устанавливают модель с литниковой системой и конусную опоку. Места стыков опоки с плитой обмазывают раствором гипса в воде, а поверхность плиты, модели и опоки смазывают тонким слоем керосино-стеариновой смазки, чтобы облегчить удаление модели и опоки из формы. В подготовленную опоку осторожно (во избежание захвата воздуха) переливают жидкую гипсовую массу. После ее затвердевания опоку переворачивают и приступают к формовке второй половины формы. Стержни изготавливают аналогичным образом в металлических стержневых ящиках.
С целью увеличения газопроницаемости и податливости гипсовые формы обрабатывают паром в автоклаве (под давлением 1,2—1,4 ат) в течение 6—10 ч, затем выдерживают на воздухе в течение суток.
Сушку форм производят в печах при 350—500° С; время сушки зависит от габаритов и массы форм. Содержание влаги в материале гипсовых форм, подвергнутых пропариванию и сушке, не должно превышать 6%. Следует учитывать, что формы, прошедшие гидротермическую обработку (пропаривание в автоклаве), обладают значительно большей газопроницаемостью (в 30—50 раз) по сравнению с формами, не подвергавшимися обработке после сушки, однако их прочность (на сжатие) в два — три раза меньше и составляет примерно 5— 6 кгс/см2.
При разработке литниково-прибыльной системы отливок в гипсовые формы следует учитывать важную технологическую особенность этих форм, а именно — низкую теплопроводность гипса, вследствие чего кристаллизация отливки идет медленно, а это отрицательно сказывается на ее структуре и механических свойствах, особенно при литье сплавов с широким температурным интервалом кристаллизации (типа твердых растворов). Поэтому главное при кристаллизации — обеспечение достаточным питанием тепловых узлов. Следует широко применять холодильники, так как сушка и даже прокаливание гипсовых форм с холодильниками не приводят к растрескиванию.
Обычно при литье в гипсовые формы применяют расширяющуюся литниковую систему со следующим соотношением элементов:
Ввиду того что гипсовые формы обладают низкой теплопроводностью, размеры поперечного сечения элементов литниковой системы у них можно уменьшить (по сравнению с песчаными формами).
На рис. 75 показана деталь — кожух, отлитый в гипсовую форму, из сплава АЛ8М с литниковой системой (стояк с сифонным подводом металла и два коллектора со щелевыми питателями по высоте отливки), обеспечивающей плавное поступление металла и послойное заполнение формы. В табл. 82 приведены механические свойства этой детали, полученные на образцах, вырезанных из различных зон отливки (масса детали с литниковой системой 20 кг, диаметр 140 мм, высота 520 мм, толщина 9 мм).
Для получения тонкостенных отливок гипсовые формы нагревают до 100—200° С, а также производят заливку методом вакуумного всасывания при разрежении (200—400 мм рт. ст.). Таким образом, удается получить фасонные лопатки с кромками толщиной до 0,2 мм. Применяют также центробежную заливку на машинах с вертикальной осью вращения. Заливку крупных отливок со стенкой толщиной более 10 мм следует производить в автоклаве при давлении 4—6 ат.
Основными видами брака отливок при литье в гипсовые формы являются усадочные дефекты — раковины и рыхлота, а также воздушные раковины, плены, горячие трещины, незаливы тонких сечений. Основные меры борьбы с усадочными дефектами — создание наиболее благоприятных условий для питания тепловых узлов отливки и установка холодильников. Главной причиной образования горячих трещин в отливках является малая податливость гипсовых форм. Поэтому конструкция отливок должна быть технологичной, предусматривающей плавные переходы от толстых сечений к тонким. В ряде случаев можно повысить податливость формы (за счет некоторого снижения ее прочности) путем увеличения содержания кварцевого песка в смеси.
В гипсовых формах получают отливки с поверхностью повышенной точности и чистоты, механическая обработка которых минимальна или полностью исключена (различного вида крыльчатки, волноводы, приборные и корпусные детали).
Преимущества гипсовых форм для литья алюминиевых сплавов приводятся в работах.
Гипсовые формовочные смеси. Связующим в этих смесях является гипс, качеству которого придается большое значение. Для гипсовых форм пригоден только такой гипс, который при затвердевании не дает усадку. Гипсовые формовочные смеси имеют следующий ориентировочный состав, %: 30—100 гипса, 5—40 асбеста, 19—30 талька, 5—80 кварцевой муки, 0—10 гончарной глины, 33 молотого кирпича, 0—50 кварцевого песка, 70 кристобалита, 0—1,5 извести, 0—5 портландцемента, 0,25— 3,0 бромистого аммония.
Гипсовые формовочные смеси замешивают на воде до сметано-образного состояния в следующих соотношениях компонентов: 0,35 ч. воды на 1 ч. смеси. Отдельные присадки в гипсовые смеси влияют на их свойства следующим образом: молотый асбест повышает пористость; если асбест используют в волокнистой форме, то улучшаются механические свойства формы. Молотый асбест должен иметь соответствующую зернистость. Кварцевая мука снижает объемные изменения гипсовой смеси во время затвердевания, прокаливания и охлаждения формы. Тальк и кварцевый песок, как инертные наполнители, компенсируют объемные изменения. Известь и цемент стабилизируют объемные изменения формы. Бромистый аммоний при обжиге форм разлагается на газообразные вещества и способствует повышению газопроницаемости форм.
Помимо указанных присадок вводят также много других, применяемых значительно реже: борную кислоту в количестве от 1 до 2% и буру 0,35—0,5%, способствующих быстрому отверждению смеси. Жидкое стекло повышает прочность и сопротивление форм против истирания. Альгинат натрия в количестве 0,1—0,5%, карбонат натрия (0,1—0,5%), формалин регулируют скорость отверждения. Алюминат кальция в количестве 2,5—12% и окись цинка замедляют отверждение и придают формам большую прочность. В качестве присадки для повышения прочности форм используют также добавки окислов алюминия, железа и т. п.
Гипсовые формы должны иметь следующие основные свойства: достаточную прочность и сопротивление истиранию; достаточную газопроницаемость; возможно наименьшие объемные изменения.
Перечисленные свойства обеспечиваются составом смеси и способом ее приготовления. Наибольшее влияние на свойства смеси (помимо ее состава) оказывает вязкость гипсовой массы, определяемой соотношением сухих компонентов и воды. В результате исследований авторов оказалось, что количество воды на 1 кг формовочной смеси не должно превышать 0,8 л, иначе формы будут иметь низкую прочность, высокую газопроницаемость и при сушке большую усадку; наилучшим является соотношение 0,45— 0,55 л воды на 1 кг смеси. При меньших количествах воды гипсовая смесь очень густая и заливать ею сложные модели трудно; в такую смесь замешивается много воздушных пузырьков. Если соотношение приближается к 0,8 л воды на 1 кг смеси, то отверждение смеси резко замедляется и она даже через 48 ч остается мягкой. Это относится к гипсовой смеси, состоящей из 50% гипса «Rocasso», 30% асбестовой крошки и 20% кварцевой муки.
На свойства гипсовых форм еще влияют температура и время перемешивания формовочной смеси. Для указанной гипсовой смеси лучше всего применять воду с температурой 50—52 °С; при этой температуре формы имеют максимальную прочность, сопротивление истиранию, газопроницаемость и постоянство объема. Время перемешивания гипсовой смеси не должно превышать 3 мин. Более быстрое или более длительное перемешивание приводит к усадке гипсовых форм.
Несмотря на то, что гипсовые формы имеют в составе смеси вещества для повышения газопроницаемости, все же ее величина недостаточна, и поэтому получаются отливки с дефектами, например неслитинами.
Газопроницаемость можно повысить тремя способами:
1) присадкой в формовочную смесь таких веществ, которые после отверждения и нагрева формы газифицируются и удаляются из нее и за счет этого повышают газопроницаемость. Чаще всего для этих целей используют хлорид или бромид аммония;
2) нагревом в автоклаве (способ Antioch). При нагреве во влажной атмосфере при температуре 90° С гипс (дигидрат кальция) переходит в полугидрат [39], так как при этой температуре дигидрат является неустойчивой формой сульфата кальция. Вода, выделившаяся при разложении дигидрата кальция, растворяет полугидраты до насыщения. Так как растворимость полугидратов с увеличением температуры снижается, то в автоклаве поддерживается низкое давление (от 0,07 до 0,2 МПа). После выдержки (6 ч) формы в автоклаве ее охлаждают во влажной атмосфере. Поверхность формы охлаждается быстрее, чем внутренняя ее часть, поэтому в наружных слоях формы выделяются мелкие кристаллы дигидрата, а во внутренних частях формы — крупные. В такой форме с мелкозернистым поверхностным слоем и пористой внутренней частью газопроницаемость существенно выше;
3) вспениванием смеси (способ Gypsum Hydroperm). Сущность способа в том, что в гипсовые смеси добавляют вспениватель. В смесь вводят вещества, например, карбонат и разбавленную кислоту или перекись водорода и аммиачную воду. Между ними при перемешивании смеси идут реакции с выделением большого объема газа. Можно вводить в гипсовую смесь органические пенообразователи, которые при перемешивании захватывают воздух и хорошо его стабилизируют во всем объеме. Отвердевшая гипсовая форма насыщена мелкими газовоздушными пузырьками, что увеличивает газопроницаемость формы; условно назовем этот способ механическим вспениванием. Для каждого из этих способов существует своя технология.
В первом случае газопроницаемость повышается только после нагрева до температуры, при которой из формы практически удалена вся вода (и свободная, и связанная). При нагреве в автоклаве и при механическом вспенивании формовочной массы пористость образуется в тот момент, когда в форме имеется вся вода, как химически связанная, так и свободная.
Формы, у которых газопроницаемость повышают по первому способу, содержат в исходной гипсовой смеси вещества, которые образуют пористость тотчас после затвердевания массы. Это необходимо для того, чтобы облегчить отвод водяных паров при последующей термообработке. Механически удаляется вода при температуре 85—96 °С. Сушить форму следует осторожно, так как пористость весьма невелика и при образовании больших объемов водяного пара может произойти ее повреждение. Минимальное время нагрева до указанной температуры составляет 8 ч. Затем следует нагрев до 200—220 °С, при котором удаляется большая часть связанной воды. Скорость нагрева 50 °С/ч. При этой температуре формы выдерживают до 12 ч. Затем следует нагрев до 380 °С с той же скоростью, чтобы разложить аммониевые соли. Выдержка при этой температуре 5 ч. Далее формы охлаждают при 100 °С их извлекают из печи и подготовляют к заливке.
При изготовлении гипсовых форм, подлежащих нагреву в автоклаве или вспениванием, ‘в смесь не вводят присадки, повышающие газопроницаемость, такие, как асбест, стеклянная вата. Они в данном случае излишни. Более того, при их использовании увеличивается шероховатость поверхности форм. В период тепловой обработки гипсовой формы она становится достаточно газопроницаемой для удаления влаги. Именно в этот период удаляется свободная и дигидратная вода. Полугидратная вода удаляется во время заливки металла в форму. Образующиеся пары благодаря высокой газопроницаемости формы удаляются через стенки без какого-либо повреждения формы.
Таким образом, тепловая обработка форм при нагреве в автоклаве или при вспенивании очень проста, и сами формы не так чувствительны к скорости нагрева. Тепловую обработку форм проводят при низких температурах, находящихся между эндотермическими пиками, обусловленными потерей дигидратной и полу-гидратной воды. При нормальных условиях эта температура находится в пределах 180—225 °С. В диапазоне этих температур формы (в зависимости от их величины) выдерживают 10— 18 ч. После охлаждения формы подготовляют к заливке.
Сравнительные испытания всех трех описанных способов, проведенные предприятием ZPS г. Готвальдов ( ЧССР ), показали, что
газопроницаемость форм была в пределах 48—52 J. N. Р. Одинаковыми были также качество поверхности отливок и плотность металла непосредственно под литейной коркой.
Вспенивание форм требует точного выдерживания технологических параметров: давления, температуры и времени пребывания в автоклаве.
Для повышения газопроницаемости за счет разложения аммониевых солей необходима медленная и осторожная тепловая обработка форм. Объемную стабильность таких форм можно повысить присадкой 1% сульфата алюминия A12 3. Обработку гипсовых форм в автоклаве применяют в серийном производстве, а механическое вспенивание—в единичном.
Если необходимо иметь только определенную часть отливки с особо качественной поверхностью и жесткими допусками на размер, используют комбинированную форму. В песчаную форму вставляют или гипсовый стержень, или часть гипсовой формы.
Максимальная масса отливок из алюминиевых сплавов, которые можно получать в гипсовых формах, составляет 10—160 кг. Минимальная толщина стенки 1,5 мм, в особых случаях 0,55 — 1,0 мм.
Шероховатость поверхности в пределах от 60 до 80 RMS . Теплопроводность гипсовых форм относится к теплопроводности обычных песчаных форм как 0,65 : 1,0, что необходимо учитывать, в частности, при литье свинцовистых бронз. Содержание свинца в таких бронзах должно быть не более 2,5%, а содержание углерода максимум 7%; при более высоком содержании свинца при охлаждении происходит его ликвация.
Литье по выплавляемым моделям: Изготовление форм
В качестве огнеупорной основы формовочных смесей применяют кварцевый песок, пылевидный кварц, плавленый кварц, электрокорунд, циркон, дистен-силлиманит, шамот, магнезит, графит. Связующими материалами служат этилсиликат, жидкое стекло, гипс.
Приготовление огнеупорной суспензии и гипсовой массы.
Огнеупорные суспензии (этилсиликаты и жидкостекольные), как правило, готовят в специальных установках.
Приготовление этилсиликатной суспензии. Для приготовления этилсиликатной суспензии рекомендуется использовать установки. У которых частота вращения крыльчатки составляет до 2500 мин-1. На практике суспензию иногда готовят вручную, если к качеству поверхности отливки не предъявляется высоких требований.
Этилсиликатную суспензию готовят двумя способами - раздельным и совмещенным.
При раздельном способе предварительно готовят гидролизрованный этилсиликат, затем в него вводят огнеупорную составляющую при постоянном перемешивании. Суспензию выдерживают в течении получаса до полного удаления из нее пузырьков замешанного воздуха.
При использовании совмещенного метода в этилсиликат сначала вводят, непрерывно перемешивая, растворитель ( гидролизный спирт, ацетон или изопропиловый спирт). Затем всыпают часть (0,7-0,8 от общего количества) огнеупорного материала и перемешивают в течении 10-15 мин. Далее вливают воду, подкисленную соляной или азотной кислотой, продолжая перемешивать в течении 30-40 мин. Наконец, добавляют оставшуюся часть огнеупорного материала и специальные добавки (глицерин, борную кислоту и др.), перемешивают еще в течении 10-15 мин.
Приготовление жидкостекольной суспензии. Для приготовления жидкостекольной суспензии в жидкое стекло добавляют сначала огнеупорную глину (глинозем или шамот, а затем пылевидный кварц. Огнеупорные составляющие вводят при непрерывном перемешивании в течении часа. Для улучшения технологических свойств в суспензию иногда добавляют 4% веретенного масла. Готовую суспензию выдерживают в течении 5-8 мин до удаления пузырьков воздуха.
Приготовление гипсовой массы. Жидкую гипсовую массу для форм, в которые заливают алюминиевые и магниевые сплавы готовят обычно в смесителях пропеллерного типа. В воду предварительно вводят замедлитель схватывания (0,15-0,30% от массы сухой смеси).
Если форма предназначена для литья магниевых сплавов, добавляют также 1% борной кислоты для предотвращения загорания магния при заливке. Кислота, кроме того, замедляет схватывание гипса.
Составы некоторых огнеупорных покрытий приведены в таблице 3
Таблица 3. Составы огнеупорных покрытий
| Заливаемые сплавы | покрытия | Состав суспензии | Закрепляющая присыпка | ||||
| Связующее | Массовая доля связующего, % | Огнеупорный материал | Массовая доля огнеупорного материала, % | Огнеупор | Размер зерна, мм | ||
| Углеродистые стали, чугун | Этилсиликатное | Гидролизованный этилсиликат | 30-40 | Пылевидный кварц | 60-70 | Кварцевый песок | 0,20-0,40 |
| Комбинированное с упрочняющим жидкостекольным покрытием | Гидролизованный этилсиликат (облицовочные слои) | 30-40 | Пылевидный кварц | 60-70 | Кварцевый песок | 0,20-0,40 | |
| Жидкое стекло (упрочняющие слои) | 40 | Пылевидный кварц + глина (Н2О до 10-15%) | 60 | Кварцевый песок | 0,20-0,40 | ||
| Титановые сплавы | Комбинированное | Гидролизованный этилсиликат | 43-48 | Электрокорунд (м5-М7-20%, М40-80%) | 52-57 | Электрокорунд | шлифзерно |
| Жидкое стекло | 40 | Электрокорунд М40 | 60 | Электрокорунд | |||
| Цветные сплавы | Гипсовая форма | Вода (99,7%), замедлитель схватывания (0,3%) | 40 | Гипс (40%), кварцевый песок (50%), асбест (10%) | 60 | - | - |
| Этилсиликатное | Гидролизованный этилсиликат (98%), борная кислота (2%) | 32 | Электрокорунд (м5 - 70%), М7-30%) | 78 | Электрокорунд | 0,40 | |
Нанесение огнеупорного покрытия на модель
Перед нанесением огнеупорного покрытия модель обезжиривают 1,5 %-ным водным раствором нейтрального мыла, соды или олеиновой кислоты и т.п.
Огнеупорное покрытие наносят на модель путем однократного погружения в суспензию, или двух-, или трехкратного с интервалами 10-25 с для сушки очередного слоя на воздухе. Модельный блок после последнего погружения в суспензию обсыпают зернистым огнеупорным материалом. Если предусмотрено вытапливание модели в горячей воде, жидкостекольное покрытие закрепляют 18 %-ным водным раствором хлористого аммония, подкисленного 0,3 % соляной кислоты. Для закрепления покрытия модель после нанесения очередного слоя погружают в бачок с закрепителем на 40-90 с.
При изготовлении комбинированных форм для получения отливок из цветных сплавов модель погружают в подготовленную быстротвердеющую гипсовую массу и выдерживают в ней до затвердевания массы.
Сушка огнеупорного покрытия
Для формирования керамической оболочки огнеупорное покрытие подвергают воздушной, воздушно-аммиачной и вакуумно-аммиачной сушке.
Как показывает практика, огнеупорное покрытие на основе этилсиликата можно высушить на воздухе за 4-10 ч. Продолжительность сушки зависит от числа нанесенных слоев, от размеров и сложности модели. Продолжительность воздушно-аммиачной сушки составляет 1,0-3,5 ч, вакуумно-аммиачной сушке - 15-30 мин.
Комбинированные покрытия, включающие два или три упрочняющих жидкостекольных слоя, сушат на воздухе в течении 5-6 ч. Причем температура сушки составляет 22-28 o С для этилсиликатного слоя и 22-31 o С для жидкостекольного.
Ускоренную сушку комбинированных форм, основанную на взаимном закреплении чередующихся этилсиликатного и жидкостекольного слоев, производят потоке воздуха со скоростью 4-5 м/с при температуре 25-28 o С в течении 1,5-2 .
Удаление модельного состава из керамических оболочек
Модельный состав из керамических оболочек может удаляться несколькими способами, а именно: выплавлением (легкоплавкие модельные составы), растворением (составы на основе карбамида и пенополистирола) или выжиганием (блочный полистирол и пенополистирол).
Выплавление. Легкоплавкие модели выплавляют в горячей воде, в расплавленном модельном составе той же марки, горячим воздухом в камерных электрических печах, в паровой камере, в автоклаве.
Удаление моделей в горячей воде обычно производят в специальных емкостях при температуре 96-98 o С. Возврат модельного состава при этом составляет 90-95 %. Керамические оболочки после удаления моделей подсушивают на воздухе не менее 3 ч или в сушильном шкафу при 110-150 o С в течении 1-2 ч.
Удаление моделей в расплавленном и перегретом (на 30-40 o С) модельном составе той же марки обеспечивает некоторое упрочнение оболочек, но при этом увеличивается расход модельного состава (возврат составляет менее 70 %).
Выплавление модельного состава горячим воздухом производят в специальных установках при температуре 120-200 o С в течении 10-20 мин. Возврат модельного состава при этом равен 80-90 %.
При использовании камерных сушил удаление моделей продолжается 6-8 ч при температуре 110-120 o С.
Растворение. Модели из пенополистирола растворяют в толуолоацетоновом растворителе (1:1) от 15 мин до нескольких часов, в зависимости от плотности материала.
Выжигание. Модели из блочного полистирола выжигают обычно в печах, прокаливая при температуре 950-980 o С.
Модели из гипсовых форм выплавляют обычно в паровой камере под давлением 0,025 Мпа в течении 3-4 ч. Возврат модельной массы составляет90 %.
Прокаливание формы
После удаления модельного состава керамическую оболочку готовят к заливке металла. Возможны несколько вариантов. Если оболочка достаточно прочна, ее прокаливают и ставят под заливку. Если прочность оболочки недостаточно высока, чтобы исключить разрешение при заливке, ее заформовывают в опоки из жаростойкой стали и засыпают сухим наполнителем: кварцевым песком, отходами керамических покрытий, шамотом, магнезитом и др. иногда используют жидкий наполнитель с цементом, иногда ограничиваются применением "пробки" на сухом наполнителе.
Чтобы удалить остатки модельного состава и завершить формование керамики, опоки с помещенными в них оболочками прокаливают в электрических ли газовых камерных печах. Желательно оболочки на основе кварца, электрокорунда, циркона, шамота прокаливать при температуре 1200-1300 o С в течении 10-30 мин. Если температуру снизить до 900 o С, продолжительность прокаливания увеличивается на несколько часов.
Гипсовые формы для литья алюминиевых сплавов рекомендуется прокаливать при температуре до 600 o С в течении 3-12 ч, для литья медных сплавов - при температуре до 700 o С в течении 5-20 ч, для литья магниевых сплавов - при температуре до 500 о С в течении 12-15 ч.
Читайте также: