Лабораторная работа № 3

Формовка для литья по выплавляемым моделям

Целью работы является ознакомление с применением формовочной массы на гипсовой основе для формовки литья по выплавляемым моделям эстрих-процессом.

Перед формовкой опок необходимо собрать модельный комплект «елку». Для этого стоит руководствоваться схемой, показанной на рис. 1. Для удобства составления модельного комплекта и формовки опок продаются специальные резиновые поддоны. В средней части поддона имеется конусное утолщение, формирующее полость литниковой чаши, в нем имеется отверстие для крепления литника. При сборке елки устанавливается литник, к которому паяльником для воска припаиваются питатели и модели литейных форм. Самые массивные модели крепятся в нижней части елки, самые ажурные в верхней части.

Рис. 1. Схема крепления восковок к литнику и установка блока на поддоне

Затем на поддон с елкой устанавливается металлическая опока, представляющая собой перфорированный цилиндр.

Все отверстия опоки заклеиваются скотчем, для предотвращения вытекания формовочной массы. Сверху опока наращивается бумагой. Высота цилиндра над поверхностью опоки составляет 5 см. это необходимо для предотвращения разбрызгивания формовочной массы в процессе вакуумирования.

Компонентами формовочной массы при литье по выплавляемым моделям эстрих-процессом являются:

Гипс CaSO₄· 2H₂O

Динас SiO₂, CaO, Fe₂O₃, Al₂O₃ (РФ) либо β-кристаболит, β-кварц (импортные)

Замедлители H₃BO₃·10H₂O, NaB₄O₇

Вода.

Продается формовочная масса в виде порошка малой дисперсности. Следует обращать внимание на технику безопасности при работе с такими тонкими порошками. Кристаллизация порошка, при попадании в легкие начинается внутри организма, и не выводятся, что приводит к уменьшению объема легких. Порошки стоит хранить в закрытых пластиковых емкостях. Лишний раз не пересыпать. При работе с порошком необходимо надевать респиратор либо другую пылеулавливающую маску.

При покупке формовочной массы к ней всегда прикладывается инструкция, где указана:

- пропорция, в которой смешивается порошок и вода,

- время застывания формовочной массы,

- схема прокалки опок, в зависимости от объема опоки.

Следует учитывать, что скорость затвердевания формовочной массы зависит от температуры воды. Чем выше температура, тем быстрее идет кристаллизация. Целесообразнее всего использовать холодную воду, в инструкции всегда указано время кристаллизации при температуре 20 °С.

Рис. 2. Оборудование, необходимое для качественной формовки

На рис. 3. Показано необходимое оборудование. Вакуумный насос откачивает воздух из ресивера – герметичной емкости с регулятором давления, входным и выходным клапаном. В ресивере нагнетается разреженность воздуха. Если к одному клапану ресивера присоединен вакуумный насос, то к другому - колокол, герметично присоединяемый к ровной поверхности. Под колокол помещается формовочная масса (в этот момент у ресивера открыт клапан, ведущий к наносу, но закрыт клапан ведущий к колоколу), и открывается клапан ресивера, ведущий к колоколу. В этот момент, воздух из-под колокола, изнутри формовочной массы устремляется в ресивер. Формовочная масс «кипит».

На рис. 3. Показана схема процесса приготовления формовочной массы.

На первом этапе порошок смешивается с водой. Консистенция полученной суспензии напоминает жидкую сметану. Необходимо тщательно перемешать смесь до полного удаления пузырьков воздуха. Время перемешивания не должно превышать указанное в инструкции.

Далее емкость со смесью помещается под колокол и происходит вакуумирование. Если в наличии имеется вибростол – то вакуумирование сопровождается вибрацией.

Рис. 3. Схема процесса приготовления формовочной массы

Следующим этапом формовочная масса заливается в опоку, причем слой формомассы должен быть на 1 см выше края опоки. Опока помещается под колокол и производится вакуумирование (при наличии вибростола – с вибрацией).

Опока оставляется на 1 час, в течение которого происходит затвердевание формовочной массы.

По истечение часа необходимо поставить опоку в муфельную печь отверстием вниз на поддон, вытопить воск и прокалить опоку. Для этого необходимо руководствоваться схемой прокалки, предлагаемой производителем формовочной массы. На рис. 3. Показана принципиальная схема прокаливания опок при литье по выплавляемым моделям эстрих-процессом. Серым показана опока диаметром 100 мм, высотой 150 мм. Черным - опока диаметром 75 мм, высотой 100 мм.

Рис. 3. Режим прокаливания опок

На первом этапе температура в муфельной печи составляет 150 – 200 °С. В это время воск вытапливается и вытекает из формы в поддон. Гипс просушивается, из него удаляются излишки воды. После полного удаления воска из формы поддон убирается в печи и опоки прокаливают при температуре 730 °С. Это температура «мертвого» гипса, при этом из него удаляется связанная вода и гипс меняет химическую формулу. При литье в сырую форму (непроклеенную) произойдет разрушение формы, при высоких температурах заливки металла – термический взрыв и выброс металла, что чревато потерей здоровья и жизни находящихся рядом людей. Даже если произойдет разрушение формы – металл вытечет, отливка не прольется и будет испорчено оборудование.

После прокаливания опока остужается с печью до температуры, оптимальной для заливки сплава.

Отчет должен содержать:

1. Схему елки, которая будет отлита

2. Расчет массы металла, который необходимо расплавить для заливки изделий

3. Расчет количества воды и формовочной массы, необходимых для формовки опоки

4. Описание процесса формовки

5. График прокалки опоки

4