Технологический процесс изготовления отливок в единые гипсовые смеси (эстрих-процесс)

В практике литья по выплавляемым моделям особое место занял эстрих-процесс. По существу, его возникновение обусловлено экономически — он дает более высокую производительность при низкой себестоимости отливок и высоком качестве изделий, т. е. шероховатость поверхности и точность размеров отливок не уступают отливкам, полученным стандартным процессом ЛПВМ.

В предыдущей главе были описаны процессы получения отливок в оболочковые формы. При литье в единые гипсовые смеси изменяется технологический процесс, требуются другие оборудование и материалы, поскольку высокое качество поверхности и точность воспроизведения ажурного рисунка обеспечиваются эластичными пресс-формами, тонкодисперсными огнеупорными материалами и принудительным заполнением форм металлом. Вместо дорогостоящего этилсиликата, используемого в ЛПВМ для изготовления форм, в эстрих-процессе применяется гипс.

При затворении водой гипс быстро схватывается, и гипсодинасовая форма не нуждается в дополнительных связующих, выдерживающих высокие температуры заливаемого сплава.

К преимуществам эстрих-процесса нужно отнести возможность получения отливок в единую смесь без дополнительной оболочки, которая необходима в стандартном процессе с ЭТС-связующим.

К недостаткам эстрих-процесса следует отнести то, что в формы, выполненные на гипсовом связующем, нельзя заливать черные металлы, поскольку прокалка форм проводится при температуре 750—820 °С, выше которой происходит распад гипса и форма разрушается. Тем не менее литье ювелирных изделий из сплавов на медной основе и драгоценных сплавов (золота, серебра) прекрасно обеспечивается заполнением форм, выполненных эстрих-процессом.

Технологический процесс литья изделий малой пластики в единые гипсовые смеси можно представить в следующем виде:

изготовление мастер-модели

↓

изготовление резиновых пресс-форм

↓

изготовление восковых моделей

↓

сборка блока восковок (елочки)

↓

изготовление гипсовых литейных форм

↓

заливка металла в форму, помещенную в опоку

↓

очистка отливок от формовочной массы

↓

отрезка отливок от литниковой системы

↓

окончательная обработка отливок (обрезка питателей)

↓

отделка отливок с целью получения готового изделия, включая чернение, эмалирование, нанесение гальваничес¬ких покрытий, окрашивание и пр.

Изготовление модели. Для получения восковой модели последнюю вырезают из специального воска либо получают ее заливкой модельного состава в виксинтовую или резиновую пресс-форму. Промоделью для ювелирных изделий из золота или других драгоценных металлов служит изделие из малоокисляемого металла на основе меди или само изделие из золота 583й пробы, поверхность которого для твердости покрывают родием. Это необходимо в случае изготовления пресс-формы из сырой резины с последующей вулканизацией при 150—160 °С. В результате вулканизации из резины выделяется небольшое количество азотной кислоты, которая может отрицательно воздействовать на эталон. Из-за усадки жидкого металла во время кристаллизации размеры изделия уменьшаются, и поэтому эталон выполняют на 1,5—1,6 % больше готового изделия. Кроме того, при изготовлении эталона предусматривают всевозможные припуски и напуски дли последующей механической доработки.

Изготовление пресс-форм производится как и при стандартном процессе на ЭТС в опоках, снабженных направляющими штифтами, которые кладут на стеклянную или выполненную из оргстекла поверхность основанием вниз и заполняют пластилином. В него вдавливают до половины модель или эталон модели. Далее на нижнюю опоку устанавливают вторую и заливают ее раствором гипса. После схватывания гипса опоки переворачивают и удаляют пластилин. Затем в гипсовой пресс-форме делают несколько углублений, которые будут являться направляющими выступами резиновой формы. В нижнюю опоку, заполненную гипсом, укладывают модель, выступающая часть которой будет формоваться в верхней опоке. После установки верхней опоки ее заполняют кусками сырой резины, сдавливают пуансоном и вулканизируют от 45 до 60 мин при 150—160 °С. После вулканизации опоки переворачивают, гипс удаляют, эталон и элементы литниковой системы укладывают на полуформу с вулканизированной резиной, верхнюю опоку заполняют кусочками сырой резины и повторяют вулканизацию.

После вулканизации второй половины пресс-формы изделие извлекают вместе с литником. В случае изготовления модели без литника последний прорезается в готовой пресс-форме.

Недостатком описанного процесса является факт сваривания при вулканизации половинок пресс-формы. В этом случае пресс- форма разрезается. Поэтому изготовление резиновой пресс-формы на ряде производств проводится в одной опоке (разборной), а затем после удаления разборной опоки форматор разрезает полученную пресс-форму вдоль выступающего литника таким образом, чтобы из пресс-формы легко можно было извлечь эталон изделия и будущие восковки.

Запрессовку пасты модельного состава осуществляют с помощью инжекционной установки. Перед запрессовкой пресс-форму очищают от посторонних веществ и смазывают смесью 1 части воды и 1 части глицерина. Давление запрессовки составляет 2—15 Мпа (0,2—1,5 кгс/см²) при температуре пасты 60— 85 °С, при температуре пресс-формы 35 °С. После запрессовки пресс-форму охлаждают в холодильнике или опускают в холодную воду. Сборка восковок в блоки ничем не отличается от сборки блока при ЛПВМ. После обезжиривания блока в спирте или четыреххлористом углероде его сушат на воздухе.

В предыдущем разделе были описаны приемы изготовления эластичных пресс-форм, которые, как уже было указано, выполняются для изготовления ювелирного литья и отливок малой и средней пластики со сложнопрофильным контуром. Модели этих отливок невозможно извлечь из металлических, пластмассовых, гипсовых и форм из других твердых неэластичных материалов без повреждения или поломки легкоплавких моделей.

Однако существуют художественные отливки малой пластики, модели которых можно извлечь из гипсовых кусковых пресс- форм, не нарушая при этом восковой модели. При изготовлении пресс-форм съемные куски снимают непосредственно с модели, минуя изготовление резиновой эластичной оболочки. Изготовление кусковой пресс-формы напоминает технологический процесс получения кусковых песчано-глинистых форм, по- сырому. Сборка и укладка кусков в полость кожуха пресс-формы производится так же, как при сборке кусковых песчано-глинистых форм.