Литье по выплавляемым моделям

Литье по выплавляемым моделям заключается в изготовлении модели из материала, расплавлением или растворением которого получают неразъемную форму. Этот метод имеет ряд преимуществ перед другими видами литья, позволяя получать отливки практически из любых сплавов, в том числе из сплавов, не поддающихся ковке, штамповке, затрудняющих механическую обработку; объединять несколько деталей в одну для улучшения конструкции и работоспособности изделия; изготовлять из сталей и других сплавов отливки размерами по 5-му—7-му классам точности и шероховатостью по 3-му—6-му классам чистоты. Применение литья по выплавляемым моделям для получения деталей, изготовлявшихся ранее путем сложной механической обработки, снижает трудоемкость такой обработки в два раза и более, уменьшает расход металла и сокращает стоимость готовых деталей.

При литье по выплавляемым моделям в пресс-формах из легкоплавких составов изготовляют модели деталей и литниковые системы. Модели соединяют в блок путем припайки их к литниковой системе, и на них слоями наносят суспензию из связующего раствора и пылевидного огнеупорного материала. Слои суспензии присыпают песком и просушивают. Затем модели выплавляют (вытапливают) и получают тонкостенную оболочку, которую помещают в опоку, засыпают снаружи песком, прокаливают и заливают металлом. После охлаждения отливки ее выбивают из формы, отрезают элементы литниковой системы и подвергают термической обработке и очистке. Схема такого процесса получения отливок показана на рис. 4.6.

Рис. 4.6. Схема процесса литья по выплавляемым моделям: изготовление моделей; а — отливка; 6 — пресс-форма; в — восковая модель; г — литниковая система с припаянными моделями; изготовление формы и отливок: д — нанесение суспензии; е — обсыпка песком; ж — вытопка модельного состава; з — засыпка формы песком в опоке; и — заливка металлом

Для того чтобы получить модель будущей отливки, необходимо изготовить пресс-форму, в которую запрессовывается легкоплавкая модельная масса. В качестве материала пресс-форм в зависимости от вида производства используют гипс, пластмассы, легкоплавкие металлы, сплавы, сталь, чугун. Пресс-формы, изготовленные механической обработкой из алюминия, стали и других металлов, нашли наиболее широкое применение при массовом производстве. Эти формы иногда бывают очень сложными, и в них получают не только отдельные секции моделей, связанные литниковой системой, но и готовые модельные блоки. При изготовлении моделей получают модельные составы, выполняют модели деталей и литниковых систем, отделку и контроль моделей, сборку их в блоки. Модельные составы разнообразны и в зависимости от условий производства и предъявляемых к ним требований выполняются на основе парафина, стеарина, цезерина, канифоли, полистирола, полиэтилена, натурального и искусственного воска, ртути и др. Универсальным сырьем является натуральный и буроугольный воск. Широко применяемые парафино-стеариновые составы ПС 70-30 (70 % парафина, 30 % стеарина), ПС 60-40, ПС 50-50, пригодные для многократного (повторного) использования, создают хорошую поверхность отливки. Составы используются обычно в пастообразном состоянии при 42—45 °С. Применение модельных составов в пастообразном состоянии позволяет в два раза уменьшить и стабилизировать линейную усадку, сократить время охлаждения моделей в форме, широко использовать автоматизацию.