Модели для литья — точное литье повыплавляемым, газфицируемым

Особенность литья по разовым моделям заключается в однократном использовании модели, которая остается в форме и удаляется из нее путем выплавления, газофицирования, растворения, испарения или размораживания. Наиболее эффективными для применения в литейном производстве оказались выплавляемые и газофицируемые модели.


Блок: 1/3 | Кол-во символов: 317
Источник: https://extxe.com/2544/proizvodstvo-vysokotochnyh-slozhnyh-otlivok-po-razovym-modeljam/

Модельные материалы

Материалом для изготовления газифицируемых моделей служит вспенивающийся полистирол, который представляет собой синтетический полимерный продукт суспензионной полимеризации стирола в присутствии эмульгатора, стабилизатора и порообразователя. В качестве порообразователя чаще всего используют изопентан. Применяемые для изготовления моделей гранулы вспенивающегося полистирола представляют собой полупрозрачные или белые непрозрачные шарики диаметром до 3,2 мм с внешней твердой полистирольной оболочкой, внутри которой находится жидкая фаза – изопентан. Чем тоньше стенки модели, тем мельче должны быть гранулы вспенивающегося полистирола. При нагреве до 27,9оС изопентан закипает и превращается в газ с увеличением объема, а при 80 – 90оС полистирольная оболочка размягчается и под действием давления газа деформируется. При этом объем гранул увеличивается в 10 – 40 раз. Этот процесс называется «вспениванием гранул полистирола». При вспенивании гранул в замкнутом объеме они спекаются в монолитную массу, точно воспроизводящую конфигурацию ограничивающей ее рост конструкции.

Для изготовления отливок по газифицируемым моделям пенополистирол должен обладать следующими свойствами:

  • при плотности 20 – 30 кг/м3 иметь достаточную технологическую прочность (0,1 – 0,2 МПа), чтобы сохранять размеры и конфигурацию моделей в процессе их изготовления, хранения, транспортирования и формовки;
  • на всех стадиях технологического процесса иметь минимальную и стабильную усадку (0,15 – 0,2%);
  • обладать достаточной скоростью газификации, чтобы заливаемый металл успевал заполнять полость формы до начала его затвердевания;
  • при газификации разлагаться с минимальным содержанием коксообразующих продуктов во избежание появления засоров в отливках.
Блок: 2/5 | Кол-во символов: 1762
Источник: https://uas.su/books/spesialmethodsforcasting/71/razdel71.php

Разновидности видов выплавляемых моделей


В основе модельного литья лежит удаление специального состава одним из следующих способов:

  • выплавление;
  • выжигание;
  • растворение.

Выплавляемые смеси для точного модельного литья представляют легкоплавкие материалы (парафин, воск и аналоги). Удаление состава идет с помощью нагрева горячим воздухом, паром, горячей водой, температура которых выше температуры плавления самого модельного состава.

Выжигаемые смеси выполняют из обычного или вспененного полистирола. В этом случае удаление первоначальной формы происходит на стадии прокаливания оболочки, так температура в этом случае значительно выше плавления полимеров.

Растворяемые составы для модельного литья имеют основу в виде синтезированной мочевины (карбамида), нитрата калия или натрия, ряда других материалов, которые хорошо растворяются в воде. Для удаления вещества используют обычную теплую воду.

Блок: 2/6 | Кол-во символов: 918
Источник: https://sltgroup.ru/catalog/base/modelnye-sostavy-dlya-tochnogo-litya-klassifikatsiya-kharakteristika-svoystva-kakie-materialy-ispolz/

Изготовление моделей

Модельный состав, состоящий из двух или более легкоплавких компонентов: парафина, стеарина, жирных кислот, церезина и др., в пастообразном состоянии запрессовывают в прессформы (рисунок 2.5, а). В качестве материала прессформ в зависимости от вида производства используют гипс, пластмассы, легкоплавкие металлы, сплавы, сталь или чугун. После затвердевания модельного состава прессформа раскрывается и модель (рисунок 2.5, б) выталкивается в ванну с холодной водой.

Рисунок 2.5 – Последовательность операций процесса литья по выплавляемым моделям:

1 – прессформа; 2 – модельный состав; 3 – модель; 4 – модельный блок;

5 – емкость с керамической суспензией; 6 – специальная установка для обсыпки; 7 – кварцевый песок; 8 – бак с водой; 9 – устройство для нагрева воды; 10 – электрическая печь; 11 – оболочки; 12 – жаростойкая опока;

13 – ковш с расплавленным металлом

Блок: 2/6 | Кол-во символов: 892
Источник: https://dprm.ru/tkm/lite-po-vyplavlaemym-modelam

Технология


Этот метод используется для производства изделий из разных сплавов. Обеспечивается показатель качества до ±0,005 мм на каждые 25 мм поверхности. Указанная точность позволяет изготавливать изделия, которые не требуют дополнительной обработки. Залог успешности технологического процесса в том, что модель производится из быстро плавящегося вещества. Используется парафин, воск, канифоль либо их смесь.

Технологический процесс состоит из действий:

  1. Производство модели:
  • под модель берётся специальная форма из гипса, пластмассы, стали либо чугуна;
  • в нее заливается вещество образующее модель;
  • необходимо дождаться его полного застывания;
  • после этого специальная форма открывается, восковая модель вынимается и помещается в емкость под прохладную воду.
  • Сборка моделей в блоки:
    • для производства качественного изделия модели собираются в простые и сложные блоки, в каждый из них может войти от 2 до 100 штук;
    • для увеличения прочности в блочную конструкцию устанавливают алюминиевые стойки;
    • их покрывают слоем модельного вещества до 25 мм;
    • блочные конструкции объединяются в литниковую систему.
  • Нанесение на модель огнестойкой оболочки:
    • блок собранный из нескольких моделей помещается в емкость, где находится суспензия из керамики (кварцевая пыль, мелкие фракции шамота) и связывающего компонента (этилово силикатного раствора);
    • на протяжении суток он сушится в естественной среде, это время можно сократить до 40 минут под воздействием аммиака;
    • таким образом, на указанный блок поочередно наносится 46 слоёв огнезащитной оболочки, с тщательной просушкой каждого из них;
    • завершенная модель в огнезащитной оболочке помещается в нагретую воду 90°С;
    • за несколько минут модельное вещество растает и всплывет на поверхность воды, где оно собирается для следующего применения.
  • Подготовление формы к заливке:
    • пустая оболочка промывается в воде и сушится в шкафу на протяжении 2 часов при 200°С;
    • сухая оболочка выставляется вертикально в жаростойкую опоку и по краям уплотняется кварцевым песком, помещается в печь на 2 часа при 950°С;
    • в печи испаряется оставшаяся влага, остатки модельного состава выгорают, оболочка спекается с огнеупорным материалом, повышая прочность;
    • расплавленный металл заливается в прокаленную горячую форму.
  • Охлаждение отливки:
    • после того, как отливка остыла — оболочка разрушается;
    • изделие очищается от ее остатков, для чего поддается химической очистке;
    • далее изделие промывается водой и подвергается окончательной сушке.

    В итоге, оно подлежит для проведения термической обработки и снятия контрольных мерок. Таким образом изготавливаются отливки необходимого размера и конфигурации.

    Блок: 2/6 | Кол-во символов: 2641
    Источник: https://prompriem.ru/litejnoe-proizvodstvo/po-vyplavlyaemym-modelyam.html

    Требования к используемым модельным составам

    Вне зависимости от типа и вида материала для получения модели к ним предъявляют следующие требования:

    • пониженная температура плавления (обычно в диапазоне 60-100 градусов);
    • хорошая текучесть в жидком состоянии для быстрого удаления из оболочки и полного заполнения полости пресс-формы;
    • минимальные изменения объема при повышении либо снижении температуры.;
    • быстрая кристаллизация по всему объему;
    • возможность многократного применения;
    • быстрая спаиваемость для соединения с литниковой системой;
    • отсутствие прилипания к стенкам пресс-формы;
    • высокая механическая прочность при температуре в цеху;
    • отсутствие негативного влияния на персонал;
    • низкая зольность для гарантии высокого качества поверхности;
    • доступная цена и широкое распространение;
    • хорошее смачивание;
    • низкая плотность.
    Блок: 3/6 | Кол-во символов: 855
    Источник: https://sltgroup.ru/catalog/base/modelnye-sostavy-dlya-tochnogo-litya-klassifikatsiya-kharakteristika-svoystva-kakie-materialy-ispolz/

    Изготовление моделей из пенополистирольных плит


    В качестве материала используют готовые пенополистирольные плиты марки ПС-Б и ПС-БС с габаритами до 1000 * 700 * 100 мм. Плотность плит 20 – 25 кг/м3, напряжения на изгиб 0,09 – 0,23 МПа при 5%-ной деформации; остаток после испарения образца не более 2 мас. %; скорость плавления около 25 мм/с.

    Пенополистирол легко обрабатывается на обычных деревообрабатывающих станках. Чистовую обработку ведут при больших скоростях резания и малых подачах, используя инструмент с мелкой насечкой, тонкие наждачные круги и шлифовальную шкурку.

    Одним из способов обработки пенололистирола является обработка горячей электронагреваемой нихромовой проволокой. Температура нагрева режущей проволоки должна находиться в пределах 300 – 450оС. Преимущество данного способа заключается в том, что гранулы пенополистирола не выкрашиваются, а оплавляются по поверхности разреза и закрывают поры.

    Обычно сложные модели изготовляют из отдельных частей простой геометрической формы с последующим их склеиванием, термической сваркой или сваркой растворением пенополистирола.

    Термическая сварка осуществляется с помощью струи воздуха, нагретого до 105 – 130оС. В качестве присадочного материала используют прутки из пенополистирола. Наплывы в местах сварки устраняют заглаживанием нагретым инструментом.

    Для сварки растворением пенополистирол растворяют в стироле, толуоле, дихлорэтане до достижения консистенции киселя. Полученный состав наносят тонким слоем на соединяемые поверхности, при этом материал модели несколько растворяется. После соединения поверхностей и выдержки в течение 8 – 10 мин под небольшим давлением образуется прочный однородный с материалом модели соединительный шов.

    Пенополистирольные модели значительно дешевле деревянных, что особенно важно в единичном производстве. Время, затрачиваемое на их изготовление, в 2 – 3 раза меньше, при этом не расходуется древесина высокого качества.

    Собранные модели и модельные блоки покрывают противопригарной краской или суспензией толщиной 0,2 – 2,0 мм. После сушки покрытие предохраняет отливку от пригара и повышает прочность модели.

    К недостаткам литья по газифицируемым моделям можно отнести безвозвратные потери материала разовой модели и выделение токсичных продуктов ее термодеструкции, что требует проведения соответствующих защитных мероприятий. В варианте процесса с вакуумированием формы во время ее заливки продукты термодеструкции модели могут поступать непосредственно из формы в установку для каталитического их дожигания до диоксида углерода и паров воды.


    Блок: 5/5 | Кол-во символов: 2571
    Источник: https://uas.su/books/spesialmethodsforcasting/71/razdel71.php

    Преимущества

    № п.п. Показатель ПФ ХТС ВПФ ЛВМ ЛГМ
    1 Точность (макс), класс по ГОСТ 26645-85 6…7 5…6 6…7 4…5 3…4
    2 Шероховатость (min, Ra) по ГОСТ 26645-85 10…16 6,3…10,0 3,2…6,3 3,2…5,0 3,2…6,3
    3 Расход формовочных материалов/энергоносителей 1/1 2…4 0,2…0,5 5…10 0,2…0,5
    4 Трудоемкость 0,7…0,9 1,1…1,2 2,3…2,5 0,2…0,8
    5 Стоимость модельной оснастки 2…5 2…5
    6 Затраты на организацию производства 1,1…1,2 1,1…1,2 1,5…3,0 1,8…2,0

    Затраты на организацию производства ЛГМ, включают в себя проектирование и изготовление пресс-форм. Технология ЛГМ позволяет получать отливки весом от 10 грамм до 2000 килограмм с чистотой поверхности Rz40, размерной и весовой точностью до 7 класса (ГОСТ Р 53464-2009).

    Материалы отливок

    • практически все марки чугунов от СЧ15 до ВЧ50, износостойкие
    • стали, от простых углеродистых ст. 20-45 до высоколегированных, теплостойких и жаропрочных
    • практически все литейные марки бронз, латунь, алюминий

    Технология ЛГМ продолжает активно развивается во всем мире, но многие российские компании продолжают использовать устаревшие методы литья — более дорогие, требующие больше усилий и времени. Внедрению современного способа литья по ЛГМ мешает недостаток информации и укоренившиеся стереотипы.

    Блок: 2/7 | Кол-во символов: 1224
    Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D0%B8%D1%82%D1%8C%D1%91_%D0%BF%D0%BE_%D0%B3%D0%B0%D0%B7%D0%B8%D1%84%D0%B8%D1%86%D0%B8%D1%80%D1%83%D0%B5%D0%BC%D1%8B%D0%BC_%D0%BC%D0%BE%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D1%8F%D0%BC

    Покрытие моделей огнеупорной оболочкой


    Модельный блок погружают в керамическую суспензию, налитую в емкость (рисунок 2.5, г), с последующей обсыпкой кварцевым песком в специальной установке (рисунок 2.5, д). Используемая керамическая суспензия состоит из огнеупорных материалов (пылевидный кварц, тонкоизмельченный шамот, электрокорунд и другие материалы) и связующего (гидролизованный раствор этилсиликата).

    Затем модельные блоки сушат 22,5 ч на воздухе или 20 – 40 мин в среде аммиака. На модельный блок наносят 46 слоев огнеупорного покрытия с последующей сушкой каждого слоя.

    Выплавление модельного состава из форм производят в горячей воде (80 – 90°С) (рисунок 2.5, е). При выдержке в горячей воде в течение нескольких минут модельный состав расплавляется, всплывает на поверхность ванны, откуда периодически удаляется для нового использования.

    Блок: 4/6 | Кол-во символов: 851
    Источник: https://dprm.ru/tkm/lite-po-vyplavlaemym-modelam

    Классификация применяемых составов для точного литья

    Материал можно сгруппировать по нескольким параметрам: основа, тип используемого наполнителя, температурный диапазон запрессовки в пресс-форму, размер линейной усадки.

    По первому параметру смеси делят на следующие группы:

    • вещества на базе парафина и других углеводородов;
    • составы с базой из минвоска;
    • сплавы на основе ряда смол естественного происхождения;
    • материалы на основе искусственных смол и восков;
    • металлы с пониженной температурой плавления.

    В зависимости от типа используемого наполнителя в пастообразном видемодельные составы делят на несколько групп:

    • без наполнителя;
    • газообразные (обычный воздух);
    • жидкий (обычная обессоленная вода);
    • твердые, нерастворимые (ограниченно растворимые или полностью растворимые) в жидком пластификаторе.

    В зависимости от каждого из следующих типов определяется маркировка модельных составов. На практике применяют чаще всего парафиново-стеариновые модельные смеси, имеющие доступную стоимость и хорошие характеристики. Они могут многократно использоваться при условии регенерации после 5-6 циклов. Последняя выполняется серной кислотой, которую добавляют в нагретую до 70-90 градусов смесь с последующим перемешиванием и выдержкой при этой температуре в течение часа. За это время происходит выпадение осадка, который удаляется, а в оставшуюся часть добавляется жидкое стекло. Последнее удаляет остатки серной кислоты, которая выпадает в удаляемый осадок в течение 2-3 часов. Завершающей стадией регенерации модельного состава остается добавление 3-5% свежего стеарина, который частично теряется во время обработки серной кислотой.

    Блок: 4/6 | Кол-во символов: 1659
    Источник: https://sltgroup.ru/catalog/base/modelnye-sostavy-dlya-tochnogo-litya-klassifikatsiya-kharakteristika-svoystva-kakie-materialy-ispolz/

    Формовка


    Во всей технологической цепочке литья по газифицируемым моделям формовка является одним из важнейших факторов для получения точных отливок высокого качества. Формовка — это заполнение опоки с полистирольными моделями песком. С этим связаны две сложности. Первая — заполнить песком все свободное пространство в опоке, все полости и каналы моделей. Если этого не сделать, то металл при заливке прорвется через стенку пригарного покрытия и уйдет в песок. Вторая сложность — формовка деталей с тонкими стенками. Слишком сильное или неравномерное воздействие песком может повредить деталь.

    Упрощённый алгоритм формовки выглядит так:

    1. засыпка песчаной подушки на дно опоки
    2. уплотнение песчаной подушки
    3. установка модели или куста
    4. послойная засыпка и уплотнение
    Блок: 5/7 | Кол-во символов: 761
    Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D0%B8%D1%82%D1%8C%D1%91_%D0%BF%D0%BE_%D0%B3%D0%B0%D0%B7%D0%B8%D1%84%D0%B8%D1%86%D0%B8%D1%80%D1%83%D0%B5%D0%BC%D1%8B%D0%BC_%D0%BC%D0%BE%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D1%8F%D0%BC

    Подготовка литейных форм к заливке

    После извлечения из ванны оболочки промывают водой и сушат в шкафах (1,52 ч при 200°С). Затем оболочки ставят вертикально в жаростойкой опоке, вокруг засыпают сухой кварцевый песок и уплотняют его, после чего форму направляют в электрическую печь (рисунок 2.5, ж), в которой ее прокаливают (не менее 2 ч при 900 – 950°С).

    В печи частички связующего спекаются с частичками огнеупорного материала, влага испаряется и остатки модельного состава выгорают.

    Заливка расплавленного металла из ковша производится сразу же после прокалки в горячую литейную форму (рисунок 2.5, з).

    Блок: 5/6 | Кол-во символов: 608
    Источник: https://dprm.ru/tkm/lite-po-vyplavlaemym-modelam

    Плюсы и минусы процесса


    Литьё по выплавляемым моделям имеет свои преимущества:

    • отсутствие разъема в форме приводит к повышению точности литья;
    • простота действий и дешевизна рабочего процесса;
    • возможность сделать огромное разнообразие форм для отливки;
    • широкий диапазон размеров и массы отливок;
    • дает возможность получить сложные конструкции из любых сплавов;
    • высокая точность изделия и чистота поверхностного слоя может исключить необходимость последующей механической обработки;
    • оболочка легко разрушается;
    • отливки хорошо очищаются от ее остатков.

    Присутствуют и недостатки:

    • требует осторожности в ходе проведения технологического процесса литья;
    • длительность рабочего процесса подготовки формы;
    • данное производство является рентабельным только при его массовом применении;
    • необходимость проветривания в помещении;
    • следует строго придерживаться технике безопасности;
    • работа с расплавленным металлом требует особого внимания.

    Как видим, литьё по выплавляемым моделям обладает достаточным количеством преимуществ, по этой причине оно широко применяется в различных отраслях машиностроения.

    Цеха для литья по выплавляемым моделям находятся во многих самодостаточных заводах. Это позволяет делать качественные детали с большой точностью в короткие сроки, экономя денежные средства.

    :

    /5 — голосов

    Блок: 6/6 | Кол-во символов: 1326
    Источник: https://prompriem.ru/litejnoe-proizvodstvo/po-vyplavlyaemym-modelyam.html

    Основные этапы литья по выплавляемым моделям

    Принципиально процесс не отличается от классического литья в песчаные смеси, подразумевая заливку в готовую форму расплавленного цветного сплава или стали. Непосредственно литье включает следующие этапы:

    • создание модели;
    • получение формы;
    • получение готовой литейной формы;
    • непосредственно литье.

    На первом этапе происходит подготовка пресс-формы, ее заполнение модельным составом и ожидание затвердевания с последующим извлечением. Получение формы включает обсыпку и сушку твердой модели. В дальнейшем происходит удаление модельной массы горячим воздухом, водой или иным методом с дожигом оставшейся массы во время прокаливания. На финальном этапе происходит непосредственно литье с последующим отпуском, удалением форм и литниковой системой, первичной обработкой заготовок дробеструйным методом или сжатым воздухом.

    Для получения качественного литья по модельным составам не допускается. На практике это означает, что разбивать форму можно через 5-6 часов. В условиях производства используют вибрационный стол, а затем удаляется литниковая система и при наличии облой. Последнее может использоваться повторно для изготовления деталей без каких-либо ограничений.

    Блок: 6/6 | Кол-во символов: 1222
    Источник: https://sltgroup.ru/catalog/base/modelnye-sostavy-dlya-tochnogo-litya-klassifikatsiya-kharakteristika-svoystva-kakie-materialy-ispolz/
    Кол-во блоков: 22 | Общее кол-во символов: 24748
    Количество использованных доноров: 7
    Информация по каждому донору:

    1. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D0%B8%D1%82%D1%8C%D1%91_%D0%BF%D0%BE_%D0%B3%D0%B0%D0%B7%D0%B8%D1%84%D0%B8%D1%86%D0%B8%D1%80%D1%83%D0%B5%D0%BC%D1%8B%D0%BC_%D0%BC%D0%BE%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D1%8F%D0%BC: использовано 2 блоков из 7, кол-во символов 1985 (8%)
    2. https://prompriem.ru/litejnoe-proizvodstvo/po-vyplavlyaemym-modelyam.html: использовано 4 блоков из 6, кол-во символов 6943 (28%)
    3. https://uas.su/books/spesialmethodsforcasting/71/razdel71.php: использовано 2 блоков из 5, кол-во символов 4333 (18%)
    4. http://otlivka.info/articles/%D0%BB%D0%B8%D1%82%D1%8C%D1%91-%D0%BF%D0%BE-%D0%B3%D0%B0%D0%B7%D0%B8%D1%84%D0%B8%D1%86%D0%B8%D1%80%D1%83%D0%B5%D0%BC%D1%8B%D0%BC-%D0%BC%D0%BE%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D1%8F%D0%BC/: использовано 1 блоков из 4, кол-во символов 2299 (9%)
    5. https://dprm.ru/tkm/lite-po-vyplavlaemym-modelam: использовано 5 блоков из 6, кол-во символов 4217 (17%)
    6. https://sltgroup.ru/catalog/base/modelnye-sostavy-dlya-tochnogo-litya-klassifikatsiya-kharakteristika-svoystva-kakie-materialy-ispolz/: использовано 4 блоков из 6, кол-во символов 4654 (19%)
    7. https://extxe.com/2544/proizvodstvo-vysokotochnyh-slozhnyh-otlivok-po-razovym-modeljam/: использовано 1 блоков из 3, кол-во символов 317 (1%)



    Поделитесь в соц.сетях:

    Оцените статью:

    1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
    Загрузка...

    Добавить комментарий