ЛИТТЯ ПО МОДЕЛЯМ, ЩО ВИПЛАВЛЯЮТЬСЯ, МОДЕЛІСТ-КОНСТРУКТОР

Сутність способу лиття по моделях, що виплавляються полягає в тому, що модель виготовляють з такого матеріалу, який без руйнування форми можна виплавити або розчинити і отримати нероз'ємну форму, що забезпечує високу точність виливків. Найчастіше матеріалом моделі є воскоподібна маса, що легко виплавляється. Литтям по моделях, що виплавляються, отримують виливки складної конфігурації з товщиною стінки до 0,5 мм в основному зі сталі і жароміцних сплавів, важко оброблюваних механічним способом.

Переваги лиття за моделями, що виплавляються: можливість виготовлення виливків зі сплавів, що не піддаються механічній обробці; отримання виливків з точністю розмірів до 4-го класу та шорсткістю до 6-го класу чистоти, що у ряді випадків усуває механічну обробку; можливість отримання вузлів машин, які за звичайних способах лиття довелося б збирати з окремих деталей. Лиття за виплавлюваними моделями можна використовувати в умовах одиничного (дослідного), серійного та масового виробництва. Економічні показники цього способу, раціональність його застосування залежить від номенклатури виливків. Найбільш доцільно виготовляти цим способом дрібні, але складні конфігурації виливки, а також великі виливки, до яких пред'являються високі вимоги по точності розмірів і чистоті литої поверхні, виливки з сплавів, що важко обробляються.Виплавлювані моделі для лиття виготовляють із суміші або сплавів легкоплавких матеріалів, найчастіше органічного походження. Як вихідні матеріали використовують парафін, стеарин, церезин, буровугільний віск, торф'яний бітум, каніфоль, полістирол, поліетилен, етилцелюлозу, жирні кислоти, озокерит та ін. Модельні склади повинні матипевними властивостями: 1) температурою плавлення 60-100 ° С, температурою початку розм'якшення вище температури робочого приміщення на 35-45 ° С; 2) мінімальною та стабільною лінійною усадкою, мінімальним об'ємним та лінійним розширенням; 3) гарною рідиною; 4) достатньою міцністю та твердістю для запобігання пошкодженню поверхні моделей; 5) мінімальною зольністю та неприлипанням до поверхні прес-форм, інструменту та рук робітника; 6) хімічною інертністю по відношенню до матеріалів прес-форм та вогнетривких покриттів; 7) не виділяти шкідливих парів при нагріванні та згорянні; 8) можливістю багаторазового використання; 9) гарною змочуваністю облицювальним складом; 10) дешевизною вихідних матеріалів. Основним способом виготовлення моделей, що виплавляються, для лиття є запресування пастоподібного складу в робочу порожнину прес-форм, що забезпечує кращу точність і чистоту поверхонь моделей. Цю операцію виконують на установці, на якій приготування пасти з рідкого розплаву та запресування модельної маси в прес-форми виробляються автоматично. Після затвердіння модельного складу прес-форма автоматично розкривається, модель виштовхується у ванну з холодною водою, звідки водяним конвеєром прямує на ділянку складання моделей. Готові моделі оглядають. Моделі зберігають або в холодній проточній воді або в термостатах. Одночасно з виготовленням моделі виливки виготовляють моделі елементів литникової системи: стояка та вирви. До якості металу виливків при литті за виплавлюваними моделями пред'являються ті ж вимоги, що і до виливків, що отримуються іншими способами. Тому метал з будь-якого плавильного агрегату може бути використаний і для лиття за моделями, що виплавляються. Плавка металу для заливання форм здійснюється позвичайній технології. Після охолодження форм виробляють вибивку виливків на спеціальних установках (пневматичних) з поворотом опок на 180°, щоб з опоки висипався наповнювач. Відділення виливків від литників здійснюється такими способами: 1) на вібраційних установках; 2) продавлювання стояка з виливками через обрізний штамп; 3) відрізкою ножівками, дисковими пилками, фрезами та на шліфувальних верстатах; 4) відрізкою прибутків, котрий іноді стояка газовими пальниками; 5) анодно-механічною різкою. Для очищення виливків від керамічної оболонки широко використовують вилуговування: в нагріту до 140 ° С ванну з 50%-ним розчином КОН занурюють деталі в спеціальних кошиках; Керамічна оболонка, взаємодіючи з лугом, руйнується. Залишки литників зачищають на наждачних верстатах або напівавтоматах зачистних.

Лиття по виплавлюваних моделях по суті є удосконаленим способом, що застосовувався в давні часи для лиття художніх та ювелірних виробів за восковими моделями. Точність розмірів виробів, отриманих литтям за моделями, що виплавляються, великого значення не мала. Лиття по воскових моделях використовувалося також виготовлення виробів складної конфігурації без застосування трудомістких операцій механічної обробки. Порівняно зі звичайним литтям у піщані форми лиття за виплавлюваними моделями має такі переваги: 1. Висока чистота поверхні та отримання точності розмірів виливків у межах 4 – 5-го класів за ОСТ 1010, ОСТ 1024 та ОСТ 1025. 2. Застосування литих деталей без механічної обробки, у тому числі із сплавів, що не піддаються обробці різанням. 3. Виготовляє деталі найскладнішої конфігурації з товщиною стінок до 0,3 мм. 4. Можливість поділу технологічного процесу на прості операції, легкощо піддаються механізації та автоматизації. 5. Гнучкість технологічного процесу, що дозволяє швидко налагодити виробництво нових виробів. 6. Мінімальна витрата металу на виливок.

Точність і чистота поверхні виливків, що виготовляються литтям за моделями, що виплавляються, залежить від наступних факторів: 1) способів отримання і стану поверхні прес-форми (лита, механічно оброблена, шліфована, хромована і т.д.); 2) конструкції прес-форм (з механізацією з'єднання частин прес-форми та без механізації); 3) виду застосовуваних модельних складів і методів отримання легкоплавких моделей (вільним заливанням модельного складу або запресуванням пасти); 4) розмірів зерен кварцового піску в першому шарі керамічного покриття; 5) методів виплавлення модельного складу з керамічних оболонок (водою, парою, повітрям) та режимів прокалювання останніх (оптимальні, прискорені); 6) товщини стінок виливки (зі збільшенням товщини зростає можливість утворення пригару); 7) хімічного складу матеріалу виливки.

Чистота поверхні виливків, отриманих литтям за моделями, що виплавляються, повинна відповідати 2 - 6-му класам ГОСТу 2789-59. Доцільний обсяг виробництва лиття за моделями, що виплавляються, залежить від витрат на виготовлення прес-форм, які при виготовленні малої партії виливків можуть не окупитися. Процес виготовлення виливків литтям за моделями, що виплавляються, складається з наступних укрупнених технологічних операцій: 1. Розробка креслення деталі та технологічної документації. 2. Виготовлення технологічного оснащення. 3. Виготовлення виплавлюваних моделей виливки та литникової системи. 4. Контролює якість моделей та збирає їх у блоки. 5. Приготування вогнетривкого покриття моделей. 6. Нанесення вогнетривкогопокриття на поверхню блоку моделей та сушіння їх. 7. Виготовлення та прокалювання форми. 8. Виплавка металу та заливання форм. 9. Вибивання, обрізання, очищення та термообробка виливків. 10. Контроль якості та приймання виливків.

Від положення деталі при заливанні форми значною мірою залежить щільність виливки. Компенсацію об'ємної усадки сталі в процесі її затвердіння можна забезпечити відповідним пристроєм прибутків і літникової системи живлення. Тому при розробці технологічного процесу виготовлення виливки потрібно вибрати таке положення деталі при заливці, при якому забезпечувалися б умови живлення виливки при мінімальній витраті металу на прибутку. При цьому слід керуватися загальними вказівками щодо розробки технологічного процесу виготовлення сталевих виливків з малими товщинами стінок. Дуже ефективним є харчування виливки рідким металом, зосередженим у литниковій системі.