Литье по выплавляемым моделям

- способ получения отливок в оболочковые формы, изготовляемые методом нанесения огнеупорного керамического покрытия на легкоплавкие модели. Последние затем выплавляются, в результате чего в оболочковой форме образуются полости, соответствующие контурам будущей отливки.

Материалом для изготовления легкоплавких моделей может служить, например, смесь парафина и стеарина в соотношении 1:1. Температура размягчения выше 30С, температура плавления - 50С.

Процесс:

1. Изготовление модельного блока. Блок из нескольких моделей изготавливают путем запрессовки пастообразной композиции в алюминиевую пресс-форму. После затвердевания модельного состава пресс-форма раскрывается и модель выталкивается в холодную воду. Затем восковые модели собираются в модельные блоки (елки) с общей литниковой системой припаиванием, приклеиванием или механическим креплением. В один блок объединяют 2…100 моделей.

2. Изготовление формы. Формы изготавливают многократным погружением модельного блока в специальную жидкую огнеупорную смесь (суспензию) с последующей обсыпкой кварцевым песком. Затем модельные блоки сушат на воздухе или в среде аммиака. Обычно наносят 3…5 слоев огнеупорного покрытия с последующей сушкой каждого слоя.

3. Выплавление моделей. Производят либо в ваннах с горячей водой (85–90 С), либо горячим воздухом (паром). Возврат модельного состава составляет 90–95 %.

4. Прокалка в печи. Т=850-950 С, 6-8 часов. Перед прокалкой форму устанавливают в опоку, засыпают кварцевым песком и устанавливают в печь. Цель - удаление остатков модельного состава, испарение воды, поверхность формы становится гладкой, прочной и твердой.

5. Заливка металлом. Формы заливают сразу же после нагревания (горячими). Нагрев необходим для того чтобы избежать разрушения форм при соприкосновении с расплавленным металлом. Для крупных отливок форму помещают в ящик и засыпают песком или дробью.

6. Затвердевание. Al-2 часа, сталь – 5 часов.

7. После охлаждения отливок форма разрушается (можно с применением машин вибрационного действия), отливки отделяют от литников механическими методами, направляют на химическую очистку, промывают и подвергают термической обработке.

Литье по выплавляемым моделям обеспечивает получение точных и сложных отливок из различных сплавов массой 0,02…15 кг с толщиной стенки 0,5…5 мм.

Преимущества:

1) возможность механизации и автоматизации технологических операций и, следовательно, значительное повышение производительности труда;

2) форма не имеет разъема и следовательно получение точных размеров литья  (10-15 квалитет) и сравнительно небольшой шероховатости поверхности;

3) отсутствие необходимости обработки на металлорежущих станках;

4) получение отливок сложной формы с толщиной стенки от 0,5 мм с точными размерами из стали, сплавов и других материалов;

5) значительная экономия металла за счет получения точных размеров и уменьшения припусков.

Недостатки:

1) высокая стоимость оснастки и оборудования, поэтому целесообразно применять при крупносерийном и массовом производствах;

2) сложность и длительность процесса (от получения восковых моделей до охлаждения деталей вместе с опоками после заливки жидкого металла);

3) невозможность получения отливок больших масс

Область применения. Литьем по выплавляемым моделям изготавливают детали для приборостроительной, авиационной и другой отраслевой промышленности. Используют при литье жаропрочных труднообрабатываемых сплавов (лопатки турбин), коррозионно-стойких сталей, углеродистых сталей в массовом производстве (автомобильная промышленность).