3. Литье воска под давлением

Воск нагнетается в резиновую пресс-форму при помощи воскового инжектора (рис.1)

крышка

Сжатый воздух

воск

Сопло трансформаторное масло

Нагревательный элемент

Рис. 1. Схема воскового инжектора

Для повышения качества изготовления восковых моделей, многие процессы в современных восковых инжекторах автоматизированы. Литейщик только один раз подбирает все необходимые параметры для заполнения пресс-формы воском. В последующем все операции, включающие в себя сжатие половинок пресс-формы, доставка ее к соплу, центровка и заполнение формы воском происходит автоматически. Кроме того, инжектора снабжаются вакуумным блоком, с помощью которого внутри пресс-формы создается разрежение, что способствует лучшему растеканию воска в полости пресс-формы. Разборка пресс-формы и извлечение восковой модели производится вручную. Современные восковые позволяют:

• Контролировать температуру воска с точностью до 1 градуса.

• Удалять воздух из пресс-формы, обеспечивая безупречное ее заполнение воском.

• Обеспечивать получение любых восковых моделей, как толстых, так и тонких, и любой степени сложности.

• Уменьшить процент отходов воска.

Сырьем для получения восковых моделей являются инжекторные воски различных марок, выпускаемые в плитках и гранулах, различающиеся по свойствам и соответственно по цвету.

Все сорта инжекторных восков безопасны, не токсичны и не канцерогенны.

Для достижения оптимальных результатов необходимо правильно выбирать сорт воска, учитывая при этом характеристики формы и производственные требования. К каждой разновидности форм и к каждому сорту воска предъявляются свои требования относительно давления, температуры и времени выдержки. Правильная комбинация этих составляющих может быть найдена только экспериментальным путем.

Кроме того, надо учитывать, что характеристики формы меняются при повторном нагнетании в нее горячего воска. Правильная комбинация данных для холодной формы может оказаться неправильной при повторном использовании. Таким образом, промежуток времени необходимый для охлаждения пресс-формы между нагнетаниями в нее воска, так же является одной из составляющих процесса изготовления восковых моделей.

Технология изготовления восковых моделей:

1. Заполнить инжектор воском.

2. Включить инжектор и расплавить воск.

3. Установить температуру воска необходимую для заполнения конкретной формы. (62-72 градусов).

4. Установить на входе регулирующего клапана инжектора необходимое давление (0,2-1,0 кг/кв.см.) в зависимости от формы и толщины модели.

5. Заполнить пресс-форму модельным воском.

6. Охладить пресс-форму в течение 2-3 минут и извлечь восковую модель.

7. Для получения большого количества восковых моделей процесс повторяется многократно.

Восковую модель из пресс-формы необходимо удалять сразу же после затвердевания, то есть через несколько минут после нагнетания. Если оставить восковую модель в резиновой пресс-форме надолго, то он высыхает. При этом портится пресс-форма, а воск становится слишком хрупким и ломким, что приводит к порче восковой модели.

Табл. 1. Дефекты восковых моделей

Вид дефекта	Причина возникновения	Способ устранения
Воздушные пузырьки в модели	Недостаточное количество воска в инжекторе	Заполнить инжектор воском
	Воск слишком горячий или холодный	Отрегулировать температуру воска
	Недостаточный контакт между пресс-формой и соплом инжектора	Установить пресс-форму параллельно плоскости основания инжектора
	Давление слишком высокое	Понизить давление
Форма не заполняется	Давление слишком низкое	Повысить давление
	Воск холодный	Повысить температуру воска
	Литниковый канал слишком мал	Увеличить литниковый канал
	Инжектор забит	Очистить сопло инжектора
Форма не заполняется	Недостаточный отвод воздуха из формы	Подправить надрезы в форме
	Надрезы формы заплавлены, засорены или забиты воском	Очистить надрезы формы
Форма переполняется	Давление слишком высокое	Понизить давление
	Форма не закрыта должным образом	Закрыть форму правильно
	Воск слишком горячий	Понизить температуру воска
	Время нагнетания воска слишком велико	Сократить время нагнетания
Восковая модель липкая, легко деформируется	Форма вскрыта слишком рано	Увеличить время остывания формы
	Воск слишком горячий	Понизить температуру воска
Усадки выше нормы	Форма слишком холодная	Нагреть форму
	Температура воска слишком высокая	Понизить температуру воска
	Давление слишком низкое	Повысить давление
	Время нагнетания воска слишком мало	Увеличить время нагнетания воска
	Неправильно выбран сорт воска	Заменить воск
Недостаточная чистота поверхности	Форма слишком холодная	Нагреть форму
	Температура воска слишком низкая	Увеличить температуру воска
Воск оплавляется (заусенцы на поверхности модели)	Давление слишком высокое	Понизить давление
	Форма не собрана должным образом	Правильно собрать форму
	Половинки формы слабо сдавлены между собой	Придавить форму сильней
	Воск слишком горячий	Понизить температуру воска
	Надрезы формы заплавлены, засорены или забиты воском	Очистить надрезы формы
	Недостаточно надрезов	Сделать дополнительные надрезы
Трещины в восковой модели	Время остывания восковой модели слишком велико	Сократить время остывания
	Выбран хрупкий сорт воска	Выбрать более пластичный воск
	Форма разрезана не должным образом. Извлечение восковой модели затруднено	Переделать пресс-форму для достижения легкого извлечения модели

Изготовленные восковые модели собираются в единый блок – восковое дерево. Для изготовления воскового дерева требуется следующее оборудование и материалы:

• Восковый стояк;

• Резиновая подставка – уплотнитель;

• Держатель для воскового дерева;

• Электрошпатель.

Для изготовления воскового стояка используется специальный (литниковый) воск, который при выжигании выгорает быстрее, чем воск, из которого изготовлены модели. Это способствует свободному вытеканию восковых форм из литьевой опоки.

Стояк должен быть достаточно толстым (диаметр 5-7мм.), чтобы жидкий металл, прежде чем затвердеть, смог достичь самых тонких частей модельной полости. Восковый стояк предназначен: для крепления (припаивания) восковых моделей; удаления воска при выжигании и вытапливании; движения расплавленного металла в модельную полость; подпитки отливок в процессе кристаллизации; уменьшения турбулентности при движении расплавленного металла по полости литейной формы. Изготавливается восковый стояк путем нагнетания литникового воска в металлическую пресс-форму при помощи воскового инжектора.

Резиновая подставка уплотнитель предназначена для уплотнения литейной формы (опоки), предотвращения вытекания формовочной массы и крепления воскового дерева внутри литейной формы. Представляет собой резиновый круг с наружными стенками, соответствующими по внутреннему диаметру наружному диаметру опоки, и глухим отверстием в середине круга предназначенным для крепления воскового дерева. Изготавливается путем вулканизации сырой резины в специальных, заданных размеров и конфигурации формах.

Держатель для воскового дерева предназначен для удобного припаивания восковых моделей на восковый стояк. Держатель устроен так, чтобы при сборке воскового дерева, восковый стояк с уплотнителем можно было поворачивать вокруг нескольких осей. Это обеспечивает, при сборке дерева, доступ электрошпателем к любой точке воскового стояка, исключая повреждение уже напаянных восковых моделей.

Электрошпатель предназначен для припаивания восковых моделей к восковому стояку. Представляет собой обыкновенный паяльник с набором наконечников различной конфигурации и устройством для регулировки температуры.

Технология сборки воскового дерева:

1. Изготовить восковый стояк.

2. Закрепить восковый стояк на резиновую подставку – уплотнитель.

3. Установить восковый стояк с уплотнителем на держателе.

4. Прикрепить к стояку по кругу восковые модели при помощи электрошпателя. Угол между восковым стояком и литником восковой модели должен быть равен от 45 до 80 градусов. Расстояние между ближайшими точками соседних моделей не менее 3 мм. При креплении восковок к литнику необходимо сначала сделать в нем лунку с помощью электрошпателя. Затем вставить в эту лунку литник восковой модели, и пропаять, проводя наконечником нагретого электрошпателя вокруг места контакта литников.

Рекомендации к изготовлению воскового дерева:

1. Восковое дерево должно собираться из восковых моделей приблизительно одинаковой толщины стенок в сечениях. Это необходимо потому, что при заливке металла в опоку в зависимости от толщины стенок восковых моделей устанавливается температура заливки сплава, то есть для моделей с толстыми стенками температура заливки меньше, чем для моделей с тонкими стенками.

2. Если все же необходимо отливать модели с тонкими и толстыми стенками одновременно, то тонкие модели следует располагать на вершине елочки и ближе к стволу, а толстые внизу и ближе к внешней стороне. Огнеупорная смесь (формовочная масса) у краев опоки имеет более низкую температуру (что нужно для толстых моделей), чем в центре опоки.

3. Толстые восковые модели не должны размещаться на елочке своими большими поверхностями близко друг к другу. Надо устанавливать модели так, чтобы малые поверхности одних моделей располагались около больших поверхностей других. Когда металл залит в опоку, большие поверхности, расположенные близко друг к другу, будут дольше остывать из-за излучения тепла друг от друга. Это может привести к порам в отливке.

4. При изготовлении воскового дерева модели следует располагать под острым углом к восковому стояку. Такое расположение облегчает выжигание воска, а также способствует плавной заливке расплавленного металла по всем полостям литейной формы.

5. Расстояние от верхушки литниковой чаши до нижнего ряда восковых моделей должно составлять не менее 10мм. Нижний ряд воскового дерева, расположенный непосредственно около литниковой чаши, не всегда хорошо заполняется металлом, то есть, возможно образование недоливов.