Материалы для модельных комплектов

Выбору материалов уделяется большое внимание, так как от них зависят прочность и долговечность модельных комплектов, а также точность и себестоимость отливок. В зависимости от типа производства для изготовления моделей и стержневых ящиков применяют древесину, литейные сплавы, пластмассы и другие материалы. Однако наиболее распространенным материалом является древесина (сосна, ольха, липа и другие древесные породы), которая обладает (сравнительно с металлами) низкой себестоимостью, малой плотностью, легко обрабатывается резанием. С учетом качества древесины, размеров и условий эксплуатации деревянные модели по прочности и точности подразделяют на три класса.

В массовом и крупносерийном производстве отливок модели и стержневые ящики изготовляют чаще всего из легких алюминиевых сплавов марок АЛЗ, АЛ12, AЛ24 (ГОСТ 2685—75). По сравнению с деревянной металлическая модельная оснастка обладает большей прочностью и более высокой начальной размерной точностью, которая сохраняется в течение длительного срока ее эксплуатации, что обеспечивает высокую точность и меньшую шероховатость поверхностей отливок. Как показывает опыт работы отечественных предприятий, использование дорогостоящей (в 3—5 раз выше деревянной) металломодельной оснастки экономически оправдано даже в мелкосерийном производстве, так как в этом случае снижается стоимость отливок и литых деталей за счет уменьшения объема механической обработки, а также удельного расхода модельных комплектов на 1 т годных отливок: при машинной формовке по деревянным моделям можно получать около 1000 отливок, а по алюминиевым — до 75000.

Рис. 2.15. Пластмассовая литейная оснастка:
а — неразъемная модель, б — разъемный стержневой ящик, в — вытряхной стержневой ящик

В качестве материалов для изготовления моделей и стержневых ящиков (рис. 2.15,а, б, в) применяют и пластмассы на основе эпоксидно-диановых смол, марки которых (ЭД-8, ЭД-10 и др.) и свойства регламентируются ГОСТ 10587—84. Обладая высокой ударной вязкостью, пластмассы придают модельным комплектам хорошую сопротивляемость абразивному износу, негигроскопичность и жесткость. Последнее особенно важно при изготовлении форм на машинах при высоких удельных давлениях прессования смеси в опоках.

По сравнению с металломодельным комплектом пластмассовые модели и стержневые ящики имеют ряд преимуществ: меньшую массу, несклонность к короблению, а также к растрескиванию при ударах. Для повышения эксплуатационных свойств модельной оснастки в эпоксидную смолу вводят наполнители (порошки металлов, графит, пылевидный кварц и др.), а для повышения прочности пластмассы армируют тканью из стекловолокна, металлическими каркасами и вставками.

В мелкосерийном и единичном производстве отливок массой от нескольких килограммов до 1,5—2 т применяют разовые газифицируемые модели, изготовляемые склейкой кусков пенополистирола, которые не извлекаются из формы, а удаляются из нее выжиганием заливаемым в форму литейным расплавом. В связи с такими условиями литья пенополистироловые модели можно изготовлять без формовочных уклонов, что обусловливает высокую точность отливок. Экономичность газифицируемых моделей обеспечивается специфическими свойствами пенополистирола, который обладает малой плотностью, низкой стоимостью, легко режется нагретой проволокой (см. гл. 4).