§ 2. Литьё точных отливок в разовые формы.

1. Производство точных отливок по выплавляемым моделям.

Этим методом можно получать точные фасонные отливки толщиной стенок более 0,3 мм, массой от 1 г до 100 кг почти из всех литейных сплавов.

Готовые отливки имеют очень чистую поверхность, что позволяет резко сократить объём механической обработки отливок.

Сначала по чертежу детали готовят эталон (образец) изделия, который представляет собой копию отливки с необходимыми припусками и допусками. По эталону изготавливают пресс-форму из металла или какого-нибудь другого материала. Конфигурация внутренней полости пресс-формы должна соответствовать конфигурации отливки.

Для изготовления модели применяют легкоплавкие материалы, имеющие низкую температуру плавления и хорошую жидкотекучесть. Чаще применяют парафин и стеарин, смешивающиеся в различных соотношениях (75 – 25%; 60 – 40%; 50- -50%). Иногда к этой смеси добавляют дешёвые канифоль, полистирол и др.

Для изготовления выплавляемых моделей в пресс-форму водят модельную массу при температуре 40…60ºС и давлении 2…5 ат в расплавленном состоянии. Модель затвердевает в пресс-форме и приобретает конфигурацию отливки. Затем пресс-форму разбирают, модель вынимают и охлаждают до комнатной температуры.

Легкоплавкие модели склеивают в виде блока с общей литниковой системой и окрашивают, погружая в облицовочный жидкий состав, состоящий из 30…40% этилсиликата и 70…60% кварцевой муки. Толщина наносимого слоя 1…1,5 мм. Облицованную легкоплавкую модель посыпают кварцевым песком. После этого блок моделей просушивают при комнатной температуре 5…6 ч. Модель выплавляют из оболочки при помощи горячего воздуха при 120…150ºС, паром или горячей водой.

Готовую форму прокаливают при температуре 850…900ºС, остатки легкоплавкого сплава сгорают, поверхность формы становится гладкой и твёрдой. Затем форму заливают металлом, а после охлаждения детали выбивают и очищают от оболочек.

Кроме рассмотренного метода существуют ещё несколько методов:

- Литьё по выжигаемым моделям.

При этом способе модель не выплавляют из формы, а выжигают. Модель изготавливают из полистирола и заформовывают, не извлекая модель, форму заливают жидким металлом. Модель при соприкосновении с жидким металлом испаряется и металл занимает пространство, где была модель.

• Литьё по растворяемым моделям.

В этом случае модель изготавливают из соли (NaNO₃; KNO₃ и др.). После изготовления формы по этой модели, её растворяют и таким способом удаляют из формы.

• Литьё по замороженным моделям.

При этом способе модель изготовляют из водных растворов солей или ртути. Жидкий раствор заливают в штамп и замораживают. По замороженной модели изготовляют форму. Модель из формы удаляют нагревом.

2. Литьё в оболочковые формы.

Является разновидностью литья в разовые песчаные формы. Оболочковые формы изготавливают из формовочной смеси, которая состоит из кварцевого песка и бакелитовой синтетической смолы (6…7%) в виде порошка. Связующие материалы обладают способностью при нагревании до 100 С оплавляться, когда же температура нагрева переходит за 160ºС, они необратимо затвердевают.

На подогретую до 200…250ºС металлическую подмодельную плиту с моделью наносят высокопрочную формовочную смесь. При соприкос­новении смеси с подогретой моделью образуется однородная оболочка, которая с большой точностью воспроизводит контуры нагретой модели. При образовании оболочки толщиной 6…10 мм лишнюю смесь удаляют, а модельную плиту с образовавшейся на ней полутвёрдой оболочкой загружают в печь, где выдерживают при 250…400ºС в течении 3…5 минут. За это время в печи происходит окончательное отвердевание оболочки и образуется полуформа. Твёрдая оболочка снимается с модельной плиты и охлаждается. Таким же образом изготавливают вторую полуформу. Затем полуформы скрепляют зажимом или склеивают на специальных прессах. Затем форму устанавливают в контейнер (как опока), засыпают вокруг песком или тяжёлой дробью и заливают металлом. При таком способе поверхность отливки получается чистой.