4.3. Литье по газифицируемым моделям.
Литье по газифицируемым моделям - технология, позволяющая получить отливки по точности равные литью по выплавляемым моделям, но при уровне затрат сопоставимом с литьем в землю. Технология ЛГМ позволяет получать отливки весом от 10 грамм до 2000 килограмм с чистотой поверхности Rz40, размерной и весовой точностью до 7 класса. Методом ЛГМ можно отливать практически все марки чугунов от СЧ15 до ВЧ50, стали, от простых углеродистых (Ст.20 – Ст.45) до высоколегированных, теплостойких и жаропрочных, практически все литейные марки бронз, латуней и алюминия. Основное различие технологии ЛГМ от технологии ЛПВМ заключается в изготовлении моделей из полистирола и затем выжигание их с помощью горячего металла при заливке.
Затраты на организацию производства ЛГМ, включают в себя проектирование и изготов-ление пресс-форм, в которых и изготавливаются полистирольные модели. Литейный по-листирол предварительно подвспенивается на паровой ванне и просушивается. Подвспе-ненный полистирол задувается в пресс-формы, пресс-формы устанавливают в автоклав и выдерживают до спекания гранул полистирола. Затем охлаждают и достают готовые мо-дели. Модели собираются в блоки (кусты) склеиванием, либо припаиваются. Окраска бло-ков моделей производится в 1 слой специальным противопригарным покрытием путем окунания в ванну, либо при сложной конфигурации отливок, обливом. Сушка окрашен-ных блоков производится в камере при температуре 40-600 С в течение 2-3 часов.
Затем следует операция формовки. Формовка блоков моделей производится в спе-циальные опоки на вибростоле постепенной засыпкой песком, либо послойно. Значит на этом этапе требуются опоки. Перед операцией заливки иногда опоку накрывают пленкой и создают вакуум, что приводит к существенному повышению прочности формовочной смеси (песка). Значит на этом этапе требуются вакуумные насосы. Далее процесс полу-чения отливок аналогичен технологии ЛПВМ – горячий металл занимает место полисти-рольной модели, которая выгорает, в результате получается отливка очень высокого каче-ства.
На рис. 10 показаны этапы подготовки технологии ЛГМ перед заливкой.
Рис. 10. Литье по газифицируемым (выжигаемым) моделям.
а – отливка; б – модельный блок, состоящий из модели отливки и модели литниковой системы; в – заформованная модель.
4.4. Оболочковое литье.
Сущность метода заключается в том, что разовую литейную форму изготовляют в виде оболочки, состоящей из смеси песчаных зёрен (обычно кварцевых) и синтетического порошка (обычно фенолоформальдегидной смолы и пульвер-бакелита). Предпочтительно применение плакированных песчаных зёрен (покрытых слоем синтетической смолы). Та-ким образом, в формовочной смеси в качестве связующего материала используются фено-льные термореактивные смолы, прочно цементирующие мелкий кварцевый песок, являю-щийся наполнителем. Изготовление оболочковой формы исключает потребность в опоках, резко снижает расход формовочной смеси, легко механизируется и автоматизируется. Ис-пользование формовочной смеси, состоящей из 92-95 % мелкого кварцевого, магнезито-вого или циркониевого песка и 4-6 % термореактивной фенолформальдегидной смолы, обеспечивает малую шероховатость поверхности и более высокую точность отливок (5-8 класса), чем изготовленных в песчано-глинистых формах, так как оболочка твердеет на модели и сохраняет ее размеры.
Литье в оболочковые формы применяют в крупносерийном и массовом производ-ствах при получении ответственных фасонных мелких и средних отливок из различных сплавов. В общих чертах оболочковую форму получают одним из двух методов:
а) смесь насыпают на металлическую модель, нагретую до 300 °C, выдерживают в течение нескольких десятков секунд до образования тонкого упрочнённого слоя, избыток смеси удаляют;
б) при использовании плакированной смеси её вдувают в зазор между нагретой моделью и наружной контурной плитой. В обоих случаях необходимо доупрочнение оболочки в печи (при температуре до 600-700 °C) на модели.
Из сказанного выше следует, что при этой технологии не требуется какого-либо сложного оборудования – даже опоки отсутствуют. Тем не менее нужна модель и инстру-мент, который используется для нанесения покрытия на модель, а также печь, позволяю-щая нагреть оболочку до 250 – 300 0 С с целью повышения ее тпрочности.
На заключительном этапе собранную оболочковую форму помещают в металли-ческий ящик, засыпают крупным песком или чугунной дробью и заливают металлом . К моменту полной кристаллизации металла отливки смола из смеси выгорает, форма и стер-жни разупрочняются и легко разрушаются, освобождая отливку при выбивке.