8 Точность литья, отливаемого в песчано-глинистые формы

В общем случае литьем в песчано-глинистые формы можно получить отливки с шероховатостью поверхности Rz= 320/40 мкм и с точностью, соответствующей 14-17-му квалите- там и грубее.

9 Литье по выплавляемым моделям

Литье по выплавляемым моделям - это процесс, в котором для получения отливок применяются разовые точные неразъемные керамические оболочковые формы, получаемые по разовым моделям с использованием жидких формовоч­ных смесей. Перед заливкой расплава модель удаляется из формы выплавлени­ем, выжиганием, растворением или испарением. Для удаления остатков модели и упрочнения формы ее нагревают до высоких температур. Прокалкой формы перед заливкой достигается практически полное исключение ее газотворности, улучшается заполняемость расплавом.

Последовательность подготовительных операций представлена на рисунке 3.9. Модель или звено моделей 2 изготовляют в разъемной пресс-форме ра­бочая полость которой имеет конфигурацию и размеры отливки с припусками на усадку (модельного состава и материала отливки) и обработку резанием (ри­сунок 3.9, а).

Модель изготовляют из материалов, либо имеющих невысокую темпера­туру плавления (воск, стеарин, парафин) или способных растворяться (карба­мид) или сгорать без образования твердых остатков (полистерол). Готовые мо­дели или звенья моделей собирают в блоки 3 (рисунок 3.9, б), имеющие модели элементов литниковой системы из того же материала, что и модель отливки. Блок моделей состоит из звеньев, центральная часть которых образует модели питателей и стояка. Модели чаши и нижней части стояка изготовляю! отдельно и устанавливают в блок при его сборке. Блок моделей погружают в емкость с жидкой формовочной смесью - суспензией для оболочковых форм, состоящей из пылевидного огнеупорного материала, например, пылевидного кварца или электрокорунда, и связующего (рисунок 3.9, в). В результате на поверхности модели образуется тонкий (менее 1 мм) слой 4 суспензии. Для упрочнения это­го слоя и увеличения толщины на него наносят слои огнеупорного зернистого материла 5 (мелкий кварцевый песок, электрокорунд, зернистый шамот) (рису­нок 3.9, г). Операции нанесения суспензии и обсыпки повторяют до получения на модели оболочки требуемой толщины (3-10 слоев).

Каждый слой покрытия высушивают на воздухе или в парах аммиака 6, что зависит от связующего (рисунок 3.9, d). После сушки оболочковой формы модель удаляют из нее выплавлением, растворением, выжиганием или испарением. Например, в процессе удаления выплавляемой модели в горячей воде 7 (t =100 °С) получают многослойную оболочковую форму по выплавляемой модели (рисунок 3.9, е) толщиной 2,0...8,0 мм. С целью упрочнения перед заливкой ее (форму) помещают в металлический контейнер и засыпают огнеупорным материалом (кварцевым песком, мелким боем использованных оболочковых форм). Для удаления остатков моделей из формы и упрочнения связующего контейнер с оболочковой формой помещают в печь для прокаливания. Прокалку формы ведут при тепературе 900... 1100 °С, далее прокаленную форму извлекают из печи и заливают расплавом.

Технологический процесс получения отливок по выплавляемым моделям в сравнении с другими способами литья имеет некоторые особенности:

1. Модель отливки не имеет разъёма и знаковых частей, ее контуры полно­стью повторяют контуры детали; она служит для изготовления только одной литейной формы, в процессе изготовления которой модель уничтожается.

2. Керамическая оболочка толщиной 2-8 мм не имеет поверхности разъема. Поверхность формы гладкая, с малой шероховатостью и требуемой точностью размеров.

3. Форма после прокаливания не содержит газотворных составляющих, что исключает образование газовых раковин в отливках.

4. Металл заливается в горячие формы, в результате чего создаются благо- притные условия для заполнения формы и питания отливки во время кристали- зации.

Все это позволяет получать высокую точность размеров (до 10 квалитета) и взаимного расположения поверхностей.

К недостаткам относят следующее.

1. Повышенная температура заливки и применение предварительно нагре­тых форм приводит к снижению механических свойств и способствует образо­ванию более глубокого обезуглероженного слоя на поверхности отливок. У отливок из титановых сплавов наблюдается повышенная твердость поверхно­стного слоя.

2. Литье по выплавляемым моделям является наиболее длительным и тру­доемким технологическим процессом среди всех способов литья.

3. Литьем по выплавляемым моделям экономически наиболее выгодно из­готавливать мелкие, но сложные по конфигурации заготовки, к которым предъ­являются высокие требования по точности размеров и шероховатости поверх­ности или которые собираются (свариваются) из двух и более элементов. Ос­новная часть экономии при этом способе литья достигается за счет уменьшения массы заготовки и объема ее механической обработки.