1.2.2. Литье по выплавляемым моделям

Для получения отливок сложной формы применяют метод литья по выплавляемым моделям (ЛВМ), который основан на применении моделей из легкоплавкого состава. После формовки модели не извлекаются механически, а выплавляются из формы, что позволяет получать отливки наиболее сложной конфигурации с высокой точностью размеров (рис. 5).

рис. 5, а. Модели 1 отливок с элементами литниковой системы изготовляют в разъемной пресс-форме 2 путем запрессовки в нее легкоплавкого модельного состава, например, 50 % парафина и 50 % стеарина.
рис. 5, б. Полученные звенья моделей и модель воронки собирают в блоки 3 сваркой, пайкой или механически на оправке.
рис. 5, в. Формовка окунанием осуществляется погружением блока 3 моделей в жидкую формовочную смесь – огнеупорную суспензию, содержащую около 90 % тонкоизмельченного огнеупорного материала (кварцевого песка, корунда) и жидкого связующего компонента (раствора гидролизованного этилсиликата).
рис. 5, г. Для увеличения образованного тонкого поверхностного слоя 4 суспензии блок моделей обсыпают измельченным огнеупором 5.
рис. 5, д. Для достижения необходимой толщины слоя операции нанесения огнеупорной суспензии и обсыпки проводят несколько раз с промежуточным высушиванием каждого слоя в потоке горячего воздуха.
рис. 5, е. В случае легкоплавких моделей просушенную форму помещают в сосуд с горячей водой, а в случае растворимых моделей – в ванну с растворителем и выплавляют модельный состав.
рис. 5, ж. После выплавления модельного состава полученную формы сушат на воздухе, а затем помещают в металлический контейнер (опоку) и засыпают снаружи песком или чугунной дробью, который уплотняют вибрацией, что повышает жесткость формы.
рис. 5, з. Для упрочнения формы ее прокаливают в нагревательной печи 6, при этом выгорают остатки модельного состава, которые могли бы привести к образованию газовых раковин в отливках.
рис. 5, и. Раскаленная форма заливается расплавом 7. Высокая температура формы обеспечивает повышение жидкотекучести расплава и получение тонкостенных отливок сложной конфигурации

После завершения кристаллизации расплава и охлаждения отливки форму разрушают. Остатки растрескавшейся керамической оболочки на поверхности отливки удаляют выщелачиванием в растворе едкого натра при температуре 120^оС.

Рис. 5. Технология литья по выплавляемым моделям:

а– изготовление модельного звена; б– сборка модельного блока из модельных звеньев;в– формовка окунанием;г– обсыпка огнеупором;д– сушка;е– выплавление моделей;ж– засыпка песком или чугунной дробью;з– прокаливание формы;и– заливка формы металлом;1– модель;2– разъемная пресс-форма;3– блок моделей;4– слой суспензии;5– огнеупорный песок;6– нагревательная печь;7– расплав; → – обсыпка огнеупорным материалом; – горячий воздух.

Метод ЛВМ применяют, прежде всего, при производстве небольших заготовок сложной конфигурации из стали и тугоплавких сплавов. Способ особенно эффективен, если отливки по качеству поверхности и точности удовлетворяют предъявляемым к деталям требованиям, и нет необходимости в последующей обработке резанием. Этим способом получают коромысла клапанов двигателей, детали швейных машин, стрелкового оружия, ювелирные изделия, а также лопатки газотурбинных двигателей, мерительный и режущий инструменты.

Технологический процесс ЛВМ, как правило, осуществляется на автоматических линиях и состоит из этапов, показанных на рис. 6.

Конструирование отливки