 |
5.4. Методы контроля свойств исходных модельных
|
|
|
|
5. 4. Методы контроля свойств исходных модельных
материалов и их композиций.
В процессе эксплуатации модельная композиция проходит через три состояния — жидкое, вязкопластичное и твердое. Определяют свойства лишь твердых моделей, подбирая их состав и режимы изготовления эмпирически.
Существует комплекс методик, достаточный как для разработки новой модельной композиции, так и для контроля свойств исходных модельных материалов и их композиций на этапах литья по выплавляемым моделям.
Реологические свойства модельных композиций, находящихся в жидком или вязкопластичном состоянии, могут быть определены при использовании автоматического капиллярного вискозиметра переменных давлений и расхода типа АКБ-2 и прибора для определения прочности на сдвиг консистентных смазок. Характер течения исследуемой системы в приборе АКБ-2 соответствует характеру течения модельной композиции в запрессовочных установках и шприц-прессах, т. е. полностью имитируется процесс прессования. С помощью второго прибора, позволяющего фиксировать давление, вызывающее при заданной температуре сдвиг исследуемой композиции в капилляре, оценивают характер деформации модельной композиции при изготовлении модели.
Находят применение материалы из новой группы компонентов-пластификаторов. Это сложные углеводородные соединения нефтяного происхождения: технический вазелин, пушечная смазка, пластическая смазка ПВК и сибирский воск ОМ-7.
Наиболее распространенной и перспективной для создания высокоэффективных модельных композиций является двухкомпонентная система парафин — буроугольный воск.
Полученные модели осматривают, при необходимости исправляют дефекты и монтируют, припаивая к стояку. Последний обычно изготавливают из того же модельного состава, что и модели. Стояк может иметь внутренний металлический каркас (толстая проволока, труба) с выступающим из литниковой части концом, за который рабочий удерживает блок моделей при нанесении на него суспензии и обсыпке песком.
|
|
|
Рис. 11. Оригинальные отливки: а - букет из чертополоха, отлитый из латуни, б — бронзовый букет роз, в — розы и лилии
Для полноты представления о технологических возможностях литья по выплавляемым моделям на рис. 11 показаны оригинальные отливки, в качестве моделей для которых были использованы цветы и животные. Отливка крабов, жуков, раков требует особой подготовки. Первоначально методом погружения на эти модели наносят тонкий слой модельного состава, а затем формируют многослойную оболочку обычным способом. Затруднения возникают при удалении модели, так как хитиновые покровы панцирей не выплавляются. Если прокаливать оболочки с панцирями, то образующаяся при этом зола (в основном оксид кальция) приведет к засорам отливки. Для удаления хитиновых частей выплавленные оболочки со всей осторожностью промывают кислотами, растворяющими соединения, из которых состоят твердые образования животных.
На рис. 11, а показан оригинальны букет из чертополоха, отлитый из латуни, на рис. 11, б — бронзовый букет роз, на рис. 11, в — розы и лилии, отлитые из углеродистой стали, с толщиной лепестков от 0, 2 до 1, 5 мм. Букет собран из отдельных частей с помощь электросварки.
Выплавляемые модели можно изготавливать и без пресс-форм, выливая расплавленный модельный состав в холодную воду. Полученные абстрактные фигуры весьма оригинальны, их и пользуют в качестве украшений, оснований для подсвечников и других декоративных изделий. Каждое изделие индивидуально и его невозможно тиражировать.
|
|
|
6. Изготовление литейных форм
6. 1. Классификация форм.
Основой формы при ЛВМ является многослойная неразъемная керамическая оболочка, изготовленная по разовым (выплавляемым, растворяемым и выжигаемым) моделям, подвергаемая перед заливкой прокаливанию при высоких температурах (до 900°С и выше), огнеупорная, не содержащая газотворных компонентов, обладающая необходимыми прочностью, термостойкостью и газопроницаемостью, имеющая рабочую полость с поверхностью очень малой шероховатости и точными размерами, четко воспроизводящую конфигурацию отливаемой детали.
Литейную форму получают послойным нанесением суспензии на блок моделей, обсыпкой каждого слоя огнеупорным песком с последующей его сушкой (отверждением).
Суспензия представляет собой раствор специального связующего (обычно гидролизованного раствора этилсиликата) и порошок огнеупорной основы (пылевидных кварца, силлиманита, электрокорунда, циркона и др. ).
Слои суспензии наносят погружением в нее модельных блоков и сразу после стекания с моделей излишков суспензии их обсыпают огнеупорным материалом (например, кварцевым песком), крошкой шамота, электрокорундом. Размер зерен обсыпки для разных слоев 0, 1—1, 5 мм. Каждый слой оболочки просушивают до удаления из него не менее 80—90% жидкой фазы. После этого, при использовании в качестве связующих растворов кремнийполимеров, полученных гидролизом этилсиликата (ЭТС) малым количеством воды, необходимо провести химическое отверждение связующей пленки, воздействуя на нее влажным аммиаком или воздуха.
Обычно для получения оболочки необходимой прочности наносят от трех-четырех до семи-восьми слоев суспензии. Обсыпка песком, внедряющимся в слой свеженанесенной влажной суспензии, упрочняет и утолщает его, увеличивая поверхность испарения летучих компонентов (спирта и др. ), способствует ускорению сушки, обеспечивает хорошую связь между слоями суспензии, повышает газопроницаемость сформированной и прокаленной оболочки.
Оболочка может быть единственной частью литейной формы (рис. 12, в) или сочетаться с опорным наполнителем (рис. 12, б—г). Заформовывание в опорный наполнитель производится с целью упрочнения оболочки, защиты ее от резких изменений температуры при прокаливании и заливке, длительного сохранения в полости формы высокой температуры после прокаливания, что обеспечивает хорошую заполняемость при получении тонкостенных отливок.
|
|
|
Опорный наполнитель может быть сухим сыпучим (например, песок без каких-либо связующих добавок (см. рис. 12, б)) или насыпным пластичным, увлажненным связующим, отверждающимся в процессе сушки и прокаливания (комбинированную форму с таким наполнителем в верхней части и сыпучим в нижней см. на рис. 12, в); наливным самотвердеющим (например, на цементном связующем (см. рис. 12, г)).
Рис. 12. Разновидности литейных форм, изготовляемых по выплавляемым, выжигаемым и растворяемым моделям
Отдельную группу составляют не получившие пока значительного промышленного применения двух- и трехслойные формы, изготовленные по разовым моделям электрофоретическим осаждением на модельные блоки с токопроводящим покрытием огнеупорных порошков из водных суспензий, подвергнутых воздействию постоянного тока. В стадии разработки находятся контурные однослойные керамические формы (рис. 12, д), получаемые заливкой объемно-твердеющей керамической суспензии в пространство между разовым модельным блоком и воспроизводящим его конфигурацию разъемным кожухом, взамен длительного формирования многослойных оболочек.
Несмотря на ряд достоинств форм с опорным наполнителем, все более широко применяют при ЛВМ не заформованные перед прокаливанием и заливкой оболочки. Это позволяет резко сократить продолжительность и энергоемкость тепловой обработки форм, исключить применение опок из жаростойких сплавов и опорных формовочных материалов, а также уменьшить опасность повреждения последними самих оболочек вследствие термического расширения в замкнутом объеме опоки при прокаливании. Однако обязательным условием успешного применения оболочковых форм без опорного наполнителя является использование для их изготовления термостойких формовочных материалов с малым коэффициентом термического расширения.
|
|
|
