1.5 Изготовление и заливка литейной формы

Для изготовления литейной формы используют суспензию, состоящую из мелкозернистого кварцевого песка - маршалита и жидкого связующего вещества - этилсиликата, приготовляемого на основе этилового спирта. Суспензию на блок наносят погружением. Для удержания на поверхности блока суспензии на него наносят крупнозернистый песок, который при последующих погружениях (4...5) способствует увеличению толщины покрытия. Обычно получают толщину формы 5...6 мм. Свеженанесенное покрытие не обладает прочностью и удерживается на поверхности модели только благодаря смачиванию. Для придания прочности покрытию его сушат, при сушке одновременно с испарением влаги происходит затвердевание связующего вещества этилсиликата (переход его из золя в гель). Сушка 2-го слоя происходит 2-4 часа при температуре 18-20^оС. Для ускорения затвердевания связующего применяют аммиачную среду. В этом случае затвердевание протекает за 2...3 минуты. Для занесения следующего слоя суспензии необходимо полное исчезновение запаха аммиака, что обычно происходит за 7...10 минут на воздухе. Весь процесс изготовления одного слоя длится 15-20 минут вместо 2-4 часов.

Выплавление моделей осуществляют в горячей воде или горячим воздухом или другими способами. Наиболее часто выплавляют модельный состав горячей водой. Для этого блок моделей с формой помещают литниковой частью вверх в корзину, погружаемую на 10-15 минут в воду с температурой 85-90^оС.

После выплавления модельного состава модельные блоки прокаливают для удаления из них остатков модельного состава и влаги. Кроме того при прокаливании форму нагревают до 900-1000^оС, что повышает заполняемость формы. Перед прокаливанием оболочки (формы) заформовывают, то есть засыпают в ящике-опоке наполнителем. В качестве наполнителя применяют смесь песка и шамотной крошки. В таком виде форма представлена на рис.5.

Рис. 5. Заформованная оболочковая форма для литья по выплавляемым моделям.

Прокаливание длится 3-4 часа Непосредственно после прокаливания форму заливают расплавом, полученным в электрической индукционной печи, после охлаждения блока отливок форму разрушают и очищают от следов керамического покрытия путем погружения в каустическую соду на 3-4 часа. Отрезку отливок от питателей и стояков производят тонкими абразивными кругами.

1.6 Изготовление моделей

Легкоплавкие модели получают методом запрессовки модельного состава при температуре 42–43°. в металлические водоохлаждаемые пресс-формы. Процесс изготовления моделей включает подготовку пресс-форм, запрессовку в ее полость модельного состава, выдержку до затвердевания, извлечение модели и ее охлаждение в проточной воде с последующей зачисткой. Такие «восковые» модели собираются на общем стояке, образуя своеобразную «елку» (рис.6а). Чтобы упростить сборку, модели изготавливают в многогнездных пресс-формах звеньями (или целой «елкой»).

Рис. 6. Изготовление формы по выплавляемым моделям.

Огнеупорное покрытие наносится методом окунания «елки» в ванну с обмазкой (смесь маршалита — тонкомолотого кварцевого песка — с гидролизованным раствором этилсиликата), после чего мокрая «елка» обсыпается сухим кварцевым песком (рис.6б). Покрытие состоит из трех-четырех слоев.

После нанесения каждого слоя «елка» сушится в течение двух часов на воздухе. Сушка блоков может осуществляться в конвейерных сушильных камерах конструкции НИИТАвтопрома. Для ускорения процесса сушки устанавливаются вентиляторы, обеспечивающие движение воздуха внутри камеры со скоростью 0,33 м/с.

Модельный состав выплавляют при температуре 80–85° горячим воздухом, горячей водой или паром в специальных камерах. После выплавления модельного состава «елки» помещают в специальные опоки, засыпают песком и направляют на обжиг в печах при температуре 900–950° (рис.6в).

Заливка оболочковых форм производится из обычных литейных ковшей сразу после обжига «елок».

Для обеспечения заполнения форм мелких тонкостенных отливок и получения качественных изделий металл для литья по выплавляемым моделям должен быть хорошо раскислен и нагрет до температуры не менее чем на 150° выше температуры плавления.

Выбивка форм заключается в высыпании из опок песка вместе с «елкой», для чего используются поворотные выбивные устройства. Для финишных операций и термообработки применяется оборудование, устанавливаемое в очистных отделениях литейных цехов (наждачные станки, прессы, печи нормализации).

Обрубка и очистка литья производится на специальных обрезных прессах (рис. 7) или виброустановках. Под действием вибрации отливки отваливаются от стояка, затем их зачищают на наждаках, а остающиеся в углублениях остатки огнеупорного покрытия удаляют с помощью выщелачивания в специальных ваннах.

Рис. 7. Гидравлический пресс для отделения отливок от стояков.

1-цилиндр; 2-станина;3- ручка управления;4- гидростанция;5- подпорный цилиндр; 6-рабочий стол.