Изготовление моделей и модельных блоков

Твердый модельный состав расплавляют и затем, охлаждая жидкость, доводят его до густовязкого состояния. В отечественной практике чаще всего применяются пастообразные составы, которые получают замешиванием в жидкий модельный состав пузырьков воздуха. Это проводится в лопастных и шнековых мешалках. Паста содержит до 20 % воздуха. Чем больше в пасте воздуха, тем меньше усадка моделей.

Процесс изготовления моделей состоит из следующих операций:

– подготовка пресс-формы, очистка и смазка;

– запрессовка пасты при 0,1...0,4 МПа;

– охлаждение моделей;

– разборка пресс-форм и извлечение моделей;

– выдержка моделей на воздухе при нормальной температуре.

При индивидуальном и мелкосерийном производстве полученные модели собирают в модельные блоки путем припаивания отдельных моделей к стояку, выполненному из тех же модельных материалов. Эта ручная операция требует высокой квалификации модельщиц и большой трудоемкости.

В массовом производстве применяют секционную сборку на металлическом стояке (рис. 3.2). Для этого изготовляют две дополнительные модели – литниковой чаши и колпачка. На металлический трубчатый стояк 1 надевают модель литниковой чаши 2, а затем секции моделей 3. На верхней части стояка закрепляется модель колпачка 4. Полученный блок моделей обдувают сжатым воздухом, осматривают и направляют в отделение изготовления оболочковой формы.

Формовочные материалы

К форме-оболочке при литье по выплавляемым моделям предъявляются следующие требования:

– наличие гладкой, точно повторяющей модель поверхности в полости формы;

– отсутствие химического взаимодействия с заливаемым металлом и выплавляемыми моделями;

– достаточная прочность на различных стадиях изготовления отливки;

– низкий коэффициент термического расширения;

– газопроницаемость;

– податливость при усадке металла в форме;

– легкое отделение оболочек от отливок;

– дешевизна.

В качестве формовочных материалов для оболочки используют огнеупорный материал (пылевидный кварц – маршалит, кварцевый и цирконовый песок, шамот, карбид кремния, тальк и т.д.) и связующие растворы.

Связующие растворы изготавливают на основе этилсиликата, жидкого стекла или их производных.

Этилсиликат получают воздействием этилового спирта на че-тыреххлористый кремний:

SiCl₄ + 4C₂H₅0H = 4HCl+ (С₂Н₅О)₄ Si.

При гидролизе этилсиликата образуется золь двуокиси кремния SiO₂, которая при сушке переходит сначала в гель, а затем в твердое состояние. Твердая пленка SiO₂ прочно скрепляет частички огнеупорного материала между собой.

Для ускорения реакции гидролиза этилсиликата используют специальные добавки в виде растворителей (этиловый спирт, ацетон и др.) и катализаторов (соляная кислота).

При применении жидкого стекла (Na₂О·nSiO₂· mН₂O) связующим керамической формы является также SiO₂, который выделяется из жидкого стекла при его специальной обработке (например, при разведении водой и смешивании с горячим водным раствором).

Огнеупорные материалы используют как наполнители суспензий на этилсиликатном или жидкостекольном связующем для получения суспензии необходимой вязкости и для обсыпки каждого слоя огнеупорного покрытия.

В качестве наполнителей суспензии чаще всего применяют искусственные и естественные пылевидные кварцы (маршалит), реже – циркон Z_rO₂ · SiO₂, корунд Аl₂O₃ , шамот ЗАl₂O₃ · 2SiO₂ и др.

Для обсыпки суспензии, нанесенной на блок модели, используют кварцевый песок (мелкозернистый – для обсыпки первого слоя и крупнозернистый – для обсыпки последующих слоев, высокоглиноземистый шамот, циркон, корунд и др.).