Лиття по моделях що виплавляються.

В основі методу лежить ідея з лиття в оболонки, але більш тонка структура оболонки та складніша конфігурація. Метод дуже складний. Перелічимо основні етапи виготовлення виливка дотримуючись послідовності їхнього виконання:

1. виготовлення з металу первинної моделі;

2. виготовлення з металу первинної форми;

3. виготовлення вторинної легкоплавкої моделі;

4. ускладнення вторинної легкоплавкої моделі (при необхідності);

5. зблочування;

6. утворення оболонки на блоці;

7. виплавлювання легкоплавкої вторинної моделі;

8. спікання оболонки;

9. заливання ливарного сплаву;

10. руйнування оболонки та її видалення;

11. відділення ливникової системи.

Лекція №11

Цей метод дозволяє реалізувати групову технологію лиття.

1. Первинна модель виготовляється з металу який добре обробляється різанням (Д-16Т, ЛС-59-3). Вона складається з двох половинок, які розділяються по площині рознімання. В цих половинках є технологічні штирі та отвори для взаємного суміщення. Поверхня моделі полірується і шліфується. Половинки моделі виготовляються різанням. Первинна модель повторює форму виливка з урахуванням усадочних процесів.

2. Для виготовлення первинної форми беруть опоку:

5– литник

Опоку до половини заповнюють термостійким матеріалом 1 (наприклад гіпс) у який закріплюють штирі 2 на яких кріпиться модель 3. Уся система заливається легкоплавким металом 4 (наприклад припоєм ПОС-61 так як він евтектичний і краще передасть форму). Після затвердіння припій витягається, утворюючи половинку первинної форми. Аналогічно формується друга половинка форми.

Усе це необхідно для тиражування моделі. Первинна модель потрібна для виготовлення первинної форми, а первинна форма необхідна для одержання вторинної моделі.

3. Вторинну модель виготовляють з легкоплавких термопластів (стеарин, парафін, віск), частіше використовують їхнє сполучення з мінімальною усадкою. Легкоплавка суміш заливається у форму та після затвердіння витягається з форми у вигляді вторинної легкоплавкої моделі. У такий спосіб виготовляється потрібна кількість легкоплавких моделей, рівна числу виробів, що виготовляються, (з невеликим запасом).

4. Дотепер модель не мала піднутрення, отворів і т.п. Потім модель ускладнюють. На металорізальних верстатах одержують отвори, пази і т.д. – перший шлях ускладнення. Другий шлях ускладнення – беруть частини моделі (половину, третину), усередині цього фрагмента формуються внутрішні порожнини. Потім отримані фрагменти з'єднують і одержують внутрішні лабіринти і порожнини.

5. Зблочування. Окремо з парафіново-стеаринової суміші виготовляють ливникову систему, а також центральний живильник ливникової системи і розігрітим ножем з'єднують його з літником кожної моделі. У результаті одержуємо блок моделей (ялинка).

6. Для покриття блоку моделей керамічною оболонкою використовують золь ортокремнієвої кислоти. Золь ортокремнієвої кислоти одержують на основі гідролізу етилсилікату ( ). Етилсилікат одержують на основі:

У гідролізований розчин етилсилікату додають пилоподібний кварц (маршаліт) (30-40% і 60-70% маршаліта). Ялинку опускають в отриману суміш. Потім витягають і посипають маршалітом. Добавка маршаліта приводить до загустіння кірки. Операцію повторюють до утворення суцільної оболонки. Для переходу золю в гель необхідно нейтралізувати -потенціал. Для цього треба вводити електроліт. Тому оболонки сушать у середовищі . При цьому золь переходить у гель і оболонка здобуває механічну міцність. Оболонка з етилсилікату найбільше точно повторює поверхню але вона дуже коштовна, тому подальше нарощування оболонки проводять рідким склом:

7. Легкоплавку модель виплавляють у гарячій воді. Форму чи оболонку обертають по трьох ступенях свободи. Можна виплавляти й у гарячому повітрі. У результаті утвориться пустотіла система.

8. Спікання. Ціль:

а) усталити керамічну оболонку;

б) випарувати залишки органіки. Температура близько 1100°С, час 2-3 години. В результаті одержують міцну кірку.

9. Заливання сплаву. Заливають сплав подібно литтю в оболонки.

Заливаємо сплав, після чого обертаємо центрифугу для створення додаткового тиску. Заливання сплаву провадиться в сталевих опоках після установки блоку моделей, які засипають піском.

Тривалість обертання підбирають експериментально. Обертають до завершення процесів кристалізації. Кристалізація відбувається при дії відцентрових сил, з метою витиснення газових включень.

10. Руйнування оболонки. Оболонка тріскається ще при кристалізації. На вібростенді вона майже обсипається. Потім ялинку піддають дробоструменевій обробці (якщо це можливо). Для сталевих виливків – чавунний чи сталевий дріб, для сплавів на основі міді – латунний, для алюмінієвих сплавів – алюмінієва. Дробоструменева обробка приводить до наклепу поверхні Þ поліпшуються механічні властивості виробу.

11. Відділення виробів від ливникової системи роблять різанням.

Виливки кращої якості одержують при заливанні в вакуумі або в середовищі інертного газу. Литі деталі звичайно не піддаються зварюванню (через пористість). Виливки отримані у вакуумі можна зварювати.

Лекція №12

Лиття під тиском.

Лиття під тиском застосовується для металевих ливарних сплавів, причому тільки для силумінів (сплави на основі системи алюміній-кремній), для сплавів на основі магнію і цинку, для кераміки, феритів, а також для пластмас (тільки термопласти). Також застосовують для лиття кремнієвої латуні ЛК80-3Л.

Обмеження номенклатури пояснюється наявністю високого тиску Þ велика кінетична енергія, яка в ливарній формі переходить у тепло. Висока температура викликає ерозію ливарних форм Þ для лиття під тиском не використовуються сплави з високим ліквідусом.

Приклад: стійкість кращих жаростійких сталей (3Х2В8Ф, 4Х2В8ФМ) при литті латуні становить 3000 виливків. Якщо ці ж форми використовувати для лиття сплавів на основі цинку, то тиражостійкість зросте до виливків.

Жаростійкі сталі погано обробляються різанням, крім того при литті під тиском мають місце великі витрати на обладнання Þ лиття під тиском застосовується в масовому та серійному виробництві.