Изготовление газифицируемых моделей
Процесс получения моделей в массовом и крупносерийном производстве состоит из двух стадий: предварительное вспенивание исходных гранул вспенивающегося полистирола в свободном состоянии и окончательное вспенивание гранул в замкнутой полости пресс-формы – получение модели.
Предварительная тепловая обработка
вспенивающегося полистирола необходима для получения впоследствии газифицируемой модели с заданной объемной массой (плотностью), которая определяет прочность модели и качество поверхности. Вспенивающая способность гранул заданной дисперсности определяется температурой и временем тепловой обработки (рисунок 7.2).
Рисунок 7.2
– Увеличение объема гранул пенополистирола (V) в зависимости от температуры (цифры у кривых) и продолжительности подвспенивания (t): сплошные линии – начальный размер гранул 2,5 мм; пунктирные – 1,5 мм
С увеличением продолжительности тепловой обработки объем гранул увеличивается и, соответственно, уменьшается насыпная масса подвспененных гранул. Повышение температуры обработки приводит к сокращению времени, при котором гранулы достигают максимального объема. Но при температурах выше 95оС процесс становится нестабильным и передержка гранул приводит к потере их активности и усадке. Это связано с увеличением скорости деформации полистирольной оболочки гранул при повышении температуры, в результате чего стенки отдельных ячеек гранул разрушаются и происходит потеря порообразователя.
На предприятиях с небольшим объемом производства предварительное вспенивание целесообразно проводить в горячей воде. Для этого исходные гранулы полистирола помешают в воду при температуре 95 – 100оС и выдерживают в течение 1 – 10 мин при постоянном помешивании, чтобы обеспечить равномерность тепловой обработки и исключить слипание гранул. После выдержки, необходимой для подвспенивания гранул до заданной насыпной массы, их извлекают и засыпают на стеллажи с сетчатым дном для просушивания и выдержки на воздухе.
Для нагрева гранул при предварительном вспенивании применяют также обработку паром и токами высокой частоты. В условиях крупносерийного и массового производства чаще всего используют перегретый пар.
После предварительного вспенивания гранулы выдерживают на воздухе от 6 ч до 2 суток. В этот период оболочка гранул, охлаждаясь, вновь переходит в стеклообразное твердое состояние, а пары изопентана конденсируются, что приводит к возникновению вакуума в гранулах. В процессе выдержки происходит диффузия воздуха внутрь гранул и давление выравнивается. Для сокращения времени выдерживания подвспененных гранул можно использовать выдержку их при повышенном до 0,2 – 0,3 МПа давлении.
Изготовление пресс-форм
Для производства уникальных изделий макет готовят, вырезая из куска модельного материала вручную или по шаблонам. Модели, имеющие форму тел вращения, изготавливают также на токарных станках. В последнее время получает все более широкое распространение метод 3D-печати моделей. Он подходит как для одиночных макетов, так и для небольших серий.
Стоимость современного промышленного 3D-принтера все еще высока, однако благодаря легкости перенастройки с одного изделия на другое он может стать эффективным инструментом изготовления моделей в случае большого количества разнородных заказов малых серий.
Для того чтобы изготовить большое количество одинаковых макетов, изготавливают матрицу из гипса, резины, силикона или металла. Рабочие макеты производят, в свою очередь, путем отливки в матрицу. По конструкции пресс-форма должна быть обязательно разборной, чтобы обеспечить возможность изготовления заданного количества моделей. Выбранный материал также должен обеспечивать такую возможность, поэтому к нему предъявляются такие требования, как прочность, плотность, низкая шероховатость, химическая инертность по отношению к макету. Вещество пресс-формы должно также обладать минимальной адгезией к макету для обеспечения легкости извлечения готовых макетов и соблюдения размеров
Важное свойство пресс-формы — ее прочность и износоустойчивость, особенно при крупных сериях
Основные этапы литья по выплавляемым моделям
Принципиально процесс не отличается от классического литья в песчаные смеси, подразумевая заливку в готовую форму расплавленного цветного сплава или стали. Непосредственно литье включает следующие этапы:
- создание модели;
- получение формы;
- получение готовой литейной формы;
- непосредственно литье.
На первом этапе происходит подготовка пресс-формы, ее заполнение модельным составом и ожидание затвердевания с последующим извлечением. Получение формы включает обсыпку и сушку твердой модели. В дальнейшем происходит удаление модельной массы горячим воздухом, водой или иным методом с дожигом оставшейся массы во время прокаливания. На финальном этапе происходит непосредственно литье с последующим отпуском, удалением форм и литниковой системой, первичной обработкой заготовок дробеструйным методом или сжатым воздухом.
Для получения качественного литья по модельным составам не допускается. На практике это означает, что разбивать форму можно через 5-6 часов. В условиях производства используют вибрационный стол, а затем удаляется литниковая система и при наличии облой. Последнее может использоваться повторно для изготовления деталей без каких-либо ограничений.
Литье в керамические формы
Так, называют метод получения отливок в том числе и с крупными размерами, обладающих высокой точностью в одноразовых формах выполненных из керамики. Их изготавливают из подвижных смесей, используя для этого постоянную модель.
Литье в керамические формы
В состав этой смеси входят огнестойкие порошки разной фракции, и растворов этилсиликата и огеливателя. После тщательного перемешивания ее выливают в заранее подготовленную оснастку. Там она затвердевает, пройдя через эластичное состояние. После выполнения этой операции форму снимают и отправляют в печь для прокаливания. Во время этого процесса происходит сгорание спиртовых паров и в результате этого в форме происходит формирование микротрещин. Металлический расплав заливают в холодную форму, но иногда, это определяет марка расплава, ее подогревают до 900 градусов Цельсия. Такой метод применяют для получения штампового инструмента, технологической прессовой оснастки, компонентов литейных форм и пр. Существует несколько наименование литья в керамические формы – шоу-процесс, уникаст-процесс и керамкаст-процесс. Разница между первыми двумя заключается только во времени получения патента. Последний процесс, включает в себя элементы технологии первых двух. Оболочковые формы для последнего процесса производят при помощи разъемных моделей с тонкими стенами, которые выполнены из искусственного каучука.
Керамическую оболочку выполняют точно так же, как и для литья по выплавляемым моделям. При сборке формы, эластичные детали просто вытягивают, а литники или выплавляют или выжигают. Для изготовления стержней используют такой способ – в ящик для формовки стержней заливают суспензию и через некоторое время ее сливают. На поверхности ящика останется слой суспензии, засыпаемый огнеупором. Те частицы, которые не прилипли, удаляют из ящика. После чего, снова заливают суспензию и посыпают ее порошком. Эту операцию повторяют несколько раз до тех пор, пока стержень не получить необходимые размеры.
Огнеупоры
Литниково-питающая система при литье по выплавляемым моделям
Плотность отливок в первую очередь зависима от способа заливки и строения литниково–питающей системы. Учитывая то, что металлический расплав подают в разогретую форму, получение отливок высокого качества сопровождается рядом сложностей.
Во время заливки формы расплав должен заполнить полости, расположенные в форме равномерно, но при этом необходимо как-то компенсировать усадку, сопровождающую затвердевание металла. Эту задачу решают путем использования системы литников и прибылей, формируемых при изготовлении модели. Практика литейного дела представило множество знаний о системах подобного типа.
Хранилище жидкого металла называют прибылью. Ее размещают так, чтобы была возможность компенсации объема металла, расходуемого на усадку. Прибыль должна быть размещена таким образом, чтобы металл оставался в жидком состоянии дольше, чем в рабочей части формы. То есть, прибыль служит для подпитки отливки во время ее затвердевания.
Миксер для временного хранения жидкого металла
Прибыль выполняют из тех же материалов, которые применяют для изготовления формы и поэтому она охлаждается так же как и другие части системы. Для обеспечения более позднего остывания прибыли изготовление моделей выполняют таким образом, чтобы, она остывала несколько медленнее. Для замедления процесса остывания иногда применяют материалы с меньшей теплопроводностью.
Плюсы и минусы процесса
Литьё по выплавляемым моделям имеет свои преимущества:
- отсутствие разъема в форме приводит к повышению точности литья;
- простота действий и дешевизна рабочего процесса;
- возможность сделать огромное разнообразие форм для отливки;
- широкий диапазон размеров и массы отливок;
- дает возможность получить сложные конструкции из любых сплавов;
- высокая точность изделия и чистота поверхностного слоя может исключить необходимость последующей механической обработки;
- оболочка легко разрушается;
- отливки хорошо очищаются от ее остатков.
Присутствуют и недостатки:
требует осторожности в ходе проведения технологического процесса литья;
длительность рабочего процесса подготовки формы;
данное производство является рентабельным только при его массовом применении;
необходимость проветривания в помещении;
следует строго придерживаться технике безопасности;
работа с расплавленным металлом требует особого внимания.
Как видим, литьё по выплавляемым моделям обладает достаточным количеством преимуществ, по этой причине оно широко применяется в различных отраслях машиностроения.
Цеха для литья по выплавляемым моделям находятся во многих самодостаточных заводах. Это позволяет делать качественные детали с большой точностью в короткие сроки, экономя денежные средства.
/5 — голосов
Технология литья с использованием ЛГМ-моделей
Для литейных цехов применение в процессе производства металлических заготовок с применением моделей из пенопласта становится все более популярным. Технология имеет аббревиатуру ЛГМ и расшифровывается как литье по газифицируемым моделям. Использование данного метода наиболее эффективно при получении сложных и высококачественных металлозаготовок, уровень допуска которых минимален. Востребованы отливки подобного типа на многих производственных предприятиях.
Точное литье – это отличный вариант для различных машиностроительных отраслей. Использование ЛГМ позволяет добиться отличного качества деталей, независимо от габаритов производимой заготовки. Применяются модели из пенопласта для производства отливок разных форм и габаритов. Масса отлитых элементов может равняться нескольким тоннам.
К отличительным чертам технологии ЛГМ относятся:
- Снижение уровня расходов на используемое оборудование и необходимые для производства материалы.
- Использование недорогого кварцевого песка в качестве основного компонента при отливке деталей.
- Отсутствие необходимости содержать высококвалифицированный персонал.
- Высокий уровень точности заготовок, позволяющий существенно снизить трудозатраты при последующей обработке деталей.
Стоимость литейного производства с использованием ЛГМ выгодно отличается от традиционных методов получения металлических заготовок.
Технология производства ЛГМ-моделей
Для получения ЛГМ-моделей в ход идут пресс-формы из алюминиевого сплава и пенополистирол. Гранулы материала вдуваются в алюминиевый контур, после чего выполняется нагрев до 130 градусов. В результате частицы материала вспениваются и спекаются. Конечная модель имеет высокий уровень точности и качество.
Если требуется сделать объемную и габаритную заготовку, модель вырезается из объемных пенопластовых листов по заранее подготовленному шаблону. Для этого применяется разогретая проволока из нихрома или специальные станки с ЧПУ. Готовая модель окрашивается и может использоваться для отливки.
При изготовлении стальных заготовок, расплавленный металл замещает полистирол и застывает, обеспечивая точные размеры литья. Модель находится в спецконтейнере, полностью засыпанном кварцевым песком. В результате металл занимает только объем заготовки и принимает ее форму. После остывания готовое литье может использоваться по назначению. Впервые подобный способ был применен более полувека назад, а его востребованность растет с каждым годом.
Малогабаритность технологического оборудования
Производственные линии, применяемые при ЛГМ, достаточно компактны и отличаются сравнительно небольшими размерами. Это значительное преимущество данной технологии по сравнению с другими способами литья.
Высококачественная продукция
Применявшийся ранее кокильный метод литья предусматривает непосредственное соприкосновение горячего металла с поверхностями формы. Это приводит не только к быстрому появлению дефектов на поверхностях этих форм, но и заметно уменьшает срок службы оборудования в целом. Технология ЛГМ даёт возможность применять заливочные формы значительно большее количество раз.
В то же время качество изготовленных изделий на порядок выше по сравнению с другими методами литья. Если в точности придерживаться сравнительно простых требований технологии, то вероятность получения продукции с дефектами практически исключена, а необходимые геометрические параметры новой продукции остаются неизменными на протяжении всего времени пользования.
Изготовление пресс форм
Пресс-форма — это сложное инженерно-техническая конструкция, которая должна обеспечить качество получаемых отливок. По сути, это высокоточный инструмент, который состоит из нескольких частей, внутри которого имеются полости, куда поступает расплав.Форму устанавливают в узле, в котором происходит смыкание литейной машины. При каждом смыкании в форму подается расплав, затем он выдерживается под определенным давлением и по прохождении заданного по технологии времени происходит размыкание. Остывшие отливки попадают в приемное устройство.
Этот инструмент проектируют и изготавливают в несколько этапов.
- Анализ технического задания. На этом этапе заказчик передает в распоряжение исполнителя технические требования на будущую форму. В числе требований должны быть данные об условиях эксплуатации, в частности, должны быть указанные данные о материале, из которого будут выполнять отливки, программу выпуска на месяц, квартал или год. Исходя из полученных данных, проектировщики выполняют расчет оптимальных характеристик формы. Кроме этого, заказчик должен передать в распоряжение изготовителя либо чертежи на планируемое к выпуску изделие или образец.
- На этапе проектирования проектировщики выполняют создание 3D-модели. Она поможет наглядно представить как она (форма) будет работать, как будет продвигаться материал. Современные программные средства позволяют смоделировать детальную работу всех узлов формы, температурные параметры и множество другой информации необходимой для создания рабочей документации. Следует отметить, что в распоряжении проектировщиков находятся программные средства, позволяющие повысить качество рабочей (конструкторской и технологической) документации, минимизировать ошибки и существенно ускорить процесс проектирования.
- Современные пресс-формы, по большей части производят на оборудовании, работающем под управлением компьютера. Это позволяет минимизировать участие человека в изготовлении элементов формы и соответствии сводит к нулю получение некондиционных изделий. Кстати, на серьезных производствах с успехом работают безбумажные технологии. То есть разработчик, после того, как спроектировал форму, с применением специальных программных комплексов в состоянии выполнить написание управляющих программ для станков с ЧПУ. После чего, она может быть отправлена на станок по заводской ЛВС.
- После производства опытной формы, заказчик проверяет качество полученной отливки и принимает решение о производстве серийной формы.
Для производства пресс-форм используют легированные и инструментальные сплавы. Их использование позволяет выпускать продукцию, которая может выдержать десятки тысяч смыканий-размыканий.
Технология
Этот метод используется для производства изделий из разных сплавов. Обеспечивается показатель качества до ±0,005 мм на каждые 25 мм поверхности. Указанная точность позволяет изготавливать изделия, которые не требуют дополнительной обработки. Залог успешности технологического процесса в том, что модель производится из быстро плавящегося вещества. Используется парафин, воск, канифоль либо их смесь.
Технологический процесс состоит из действий:
- Производство модели:
- под модель берётся специальная форма из гипса, пластмассы, стали либо чугуна;
- в нее заливается вещество образующее модель;
- необходимо дождаться его полного застывания;
- после этого специальная форма открывается, восковая модель вынимается и помещается в емкость под прохладную воду.
Сборка моделей в блоки:
- для производства качественного изделия модели собираются в простые и сложные блоки, в каждый из них может войти от 2 до 100 штук;
- для увеличения прочности в блочную конструкцию устанавливают алюминиевые стойки;
- их покрывают слоем модельного вещества до 25 мм;
- блочные конструкции объединяются в литниковую систему.
Нанесение на модель огнестойкой оболочки:
- блок собранный из нескольких моделей помещается в емкость, где находится суспензия из керамики (кварцевая пыль, мелкие фракции шамота) и связывающего компонента (этилово силикатного раствора);
- на протяжении суток он сушится в естественной среде, это время можно сократить до 40 минут под воздействием аммиака;
- таким образом, на указанный блок поочередно наносится 46 слоёв огнезащитной оболочки, с тщательной просушкой каждого из них;
- завершенная модель в огнезащитной оболочке помещается в нагретую воду 90°С;
- за несколько минут модельное вещество растает и всплывет на поверхность воды, где оно собирается для следующего применения.
Подготовление формы к заливке:
- пустая оболочка промывается в воде и сушится в шкафу на протяжении 2 часов при 200°С;
- сухая оболочка выставляется вертикально в жаростойкую опоку и по краям уплотняется кварцевым песком, помещается в печь на 2 часа при 950°С;
- в печи испаряется оставшаяся влага, остатки модельного состава выгорают, оболочка спекается с огнеупорным материалом, повышая прочность;
- расплавленный металл заливается в прокаленную горячую форму.
Охлаждение отливки:
- после того, как отливка остыла — оболочка разрушается;
- изделие очищается от ее остатков, для чего поддается химической очистке;
- далее изделие промывается водой и подвергается окончательной сушке.
В итоге, оно подлежит для проведения термической обработки и снятия контрольных мерок. Таким образом изготавливаются отливки необходимого размера и конфигурации.
Преимущества чугунного литья
Чугунное литье отличается от отливок из других материалов рядом преимуществ, таких, как:
- дешевизной
- высокой прочностью и износостойкостью
- высоким качеством поверхности, сводящим к минимуму последующую механическую обработку
Характеристики и применение чугуна
Организация литейного производства
Не у всех есть возможность иметь целый арсенал приспособлений для самостоятельного выполнения литья. Поэтому не стоит своими руками, в домашних условиях, без применения спецтехники осуществлять сложные литейные работы. Доверьте их профессионалам, имеющим для этого все необходимые навыки, оборудование и экспертные познания.
Если вы запланировали открытие собственного литейного производства, но ощущаете недостаток знаний, его организацию лучше поручить прогрессивной инжиниринговой , специализирующейся на различных технологиях литейной отрасли. Это специалисты с большим опытом в данной сфере, оказывающие все виды инжиниринговых услуг – от этапов проектирования, ввода в эксплуатацию литейного производства и до его выхода на высокие проектные мощности.
Металлы для заливки
Черные металлы
В металлургической промышленности различают цветные и черные металлы. К черным относятся железо, марганец, хром и сплавы на их основе. Сюда входят все стали, чугуны и ферросплавы. Черные металлы дают более 90% мирового потребления металлических сплавов. Из стали производят корпуса и детали транспортных средств от самоката до супертанкера, строительные конструкции, бытовую технику, станки и другое промышленной оборудование.
Чугун
Цветные металлы, в свою очередь, в зависимости от физических свойств, и прежде всего, удельного веса, делятся на две большие группы
Легкие цветные металлы
В эту группу входят алюминий, титан, магний. Эти металлы встречаются реже, чем железо, и стоят дороже. Их применяют в тех отраслях, где нужно снизить вес изделия — аэрокосмическая промышленность, производство высокотехнологичных вооружений, производство вычислительной и телекоммуникационной техники, смартфонов и малых бытовых приборов.
Титан
Тяжелые цветные металлы
Сюда относятся медь, олово, свинец, цинк и никель. Их применяют в химической промышленности, производстве электроматериалов, в электронике, на транспорте – везде, где требуются достаточно прочные, упругие и коррозионно-стойкие сплавы.
Благородные металлы
В эту группу входят золото, серебро, платина, а также более редкие рутений, родий, палладий, осмий, иридий.
Первые три известны человеку с доисторических времен. Они редко (относительно меди и железа) встречались в природе и поэтому служили платежным средством, материалом для ценных украшений и ритуальных предметов.
Золото и платина
С развитием цивилизации золото и платина сохранили свою роль средства накопления богатств, однако стали весьма широко использоваться в промышленности и медицине из-за своих уникальных физико-химических свойств.
Методика литья по моделям, полученным вспениванием в пресс-форме
Газы, которые образовываются при литье из алюминия под заказ, оттягивают насосом — разрежение обычно остается на 0,5 атм.
Параллельно такое разрежение может уплотнить и удержать в стабильном состоянии песок при процессе замещения формы металлом. Потом газы посредством трубы вакуумной системы подают для переработки и обеззараживания в систему, где происходит термо-каталитическое дожигание.
Там происходит процесс окисления, и материалы окисляются на 98 процентов, потом будучи в состоянии водяного пара и двуокиси углерода, происходит их выброс в атмосферу, за территорией цеха.
Стандартные модели со связующим после процесса заливки металлом, задымляют помещение даже при хорошем вентилировании воздуха в трудовых зонах цехов, а при ликвидации газа из сухого песка с помощью насоса, происходит снижение показателей загрязнения воздуха в зоне работ на десять-двенадцать раз (если сравнить с литьем в стандартные песчаные формы, опираясь на измерения концентраций на наличие примесей в воздухе цехов).
Литье по газифицируемым (выжигаемым) моделям из сополимера и пенополистирола. ЛГМ-процесс
ЛГМ-процесс (POLICAST) — современная технология производства высокоточных отливок, позволяющих значительно уменьшить расходы на передел и снизить себестоимость готовой продукции. Пенополистирол относится к так называемым твердым пенам или ячеисто-пленочным дисперсным системам, которая в физической химии определяются как дисперсия газа в твердом веществе.
Метод литья ЛГМ: модель из сополимера или полистирола (пенопласта), полученная в модельных автоматах или автоклавах, покрывают противопригарной краской, засыпают песком в вакуумной опоке и накрывают полиэтиленовой пленкой для создания разряжения.
Вакуумная опока подключается к насосу вакуумной системы. Производится заливка жидкого металла в форму и замещение расплавом пенополистирольной модели, которая испаряется в газ. Получаемая отливка имеет чистоту поверхности Rz40 до 7-ого класса точности.
- чугун практически всех марки от СЧ15 до ВЧ50;
- стали от низко- и среднеуглеродистых низколегированных (с содержанием углерода от 0.20%) до высоколегированных, жаропрочных марок сталей и спецсталей;
- цветные металлы: медь, алюминий, бронза, латунь.
Преимущества технологии ЛГМ (POLICAST-process):
- Главные достоинства — возможность производства отливок высокой точности и качества при значительном снижение трудозатрат и себестоимости изготовления.
- Практически безотходное производство — примерно 97% песка повторно используется в системе пескооборота. Потери песка составляет всего 3%, которые складываются на отсев мелкой фракции, обеспыливание и потери в виде просыпи.
- Простая технология формовки без связующих компонентов и формовочных смесей. В технологии ЛГМ для формовки используется только песок.
- Высокая точность литья позволяет минимизировать затраты на финишную мехобработку или даже отказаться от нее.
- Используется для изготовления сложных и точных отливок, которые другими способами получить затруднительно. Очень выгодно эта технологии нашла применение для изготовления шнеков, корпусов, звездочек, головок и блоков цилиндров двигателей, художественных и другие отливок.
Этапы проектирования и изготовления комплекса ЛГМ:
- разработка технического задания на проектирование;
- проектирование и изготовление комплекса ЛГМ;
- проектирование и изготовление литейной оснастки;
- поставка оборудования;- монтаж и пусконаладка на площадке Заказчика;
- обучение персонала и запуск оборудования;- отработка технологии литья;
- ввод оборудования в эксплуатацию и постановка на гарантийное обслуживание.
Комплекс литья по газифицируемым моделям состоит из 2-х основных участков: «Белый цех» и «Черный цех». «Белый цех» — это участок изготовления пенополистирольных моделей, покраски и сушки модельных блоков. «Черный цех» — участок формовки и заливки модельных блоков, включающий линию формовки и систему пескооборота.
Литьё по газифицируемым моделям — способ получения отливок, использующий модель, изготовленную из материала, который газифицируется при заливке расплавленного металла в литейную форму. Самым распространённым материалом для моделей является пенополистирол.
Литьё по газифицируемым моделям как новый технологический процесс появился в середине 50-х годов. Его главным назначением было повысить точность литья при значительном уменьшении затрат на оборудование и материалы по сравнению с технологией литья по выплавляемым моделям.
Какое масло лить в мотоблок лифан
Способ литья по газифицируемым моделям (ЛГМ) обладает рядом преимуществ [ источник не указан 3332 дня ] :
- Резко уменьшить затраты на оборудование
- Сократить число технологических операций
- Благодаря использованию в качестве формовочного материала оборотного кварцевого песка и упрочнения формы вакуумом исключается использование стержней и оборудования для их изготовления
- Сократить операции финишной обработки отливок
- Снизить до минимума количество отходов производства
- Сократить трудозатраты в 2—4 раза
- Снизить потребление электроэнергии в 2—3 раза
- Сократить и оптимально использовать производственные площади
- Уменьшить затраты на вспомогательные материалы в 3—5 раз
Модельные материалы
Материалом для изготовления газифицируемых моделей служит вспенивающийся полистирол, который представляет собой синтетический полимерный продукт суспензионной полимеризации стирола в присутствии эмульгатора, стабилизатора и порообразователя. В качестве порообразователя чаще всего используют изопентан. Применяемые для изготовления моделей гранулы вспенивающегося полистирола представляют собой полупрозрачные или белые непрозрачные шарики диаметром до 3,2 мм с внешней твердой полистирольной оболочкой, внутри которой находится жидкая фаза – изопентан. Чем тоньше стенки модели, тем мельче должны быть гранулы вспенивающегося полистирола. При нагреве до 27,9оС изопентан закипает и превращается в газ с увеличением объема, а при 80 – 90оС полистирольная оболочка размягчается и под действием давления газа деформируется. При этом объем гранул увеличивается в 10 – 40 раз. Этот процесс называется «вспениванием гранул полистирола». При вспенивании гранул в замкнутом объеме они спекаются в монолитную массу, точно воспроизводящую конфигурацию ограничивающей ее рост конструкции.
Для изготовления отливок по газифицируемым моделям пенополистирол должен обладать следующими свойствами:
- при плотности 20 – 30 кг/м3 иметь достаточную технологическую прочность (0,1 – 0,2 МПа), чтобы сохранять размеры и конфигурацию моделей в процессе их изготовления, хранения, транспортирования и формовки;
- на всех стадиях технологического процесса иметь минимальную и стабильную усадку (0,15 – 0,2%);
- обладать достаточной скоростью газификации, чтобы заливаемый металл успевал заполнять полость формы до начала его затвердевания;
- при газификации разлагаться с минимальным содержанием коксообразующих продуктов во избежание появления засоров в отливках.
Это интересно: Литье из цинка — под давлением, центробежное литье, в кокиль
Изготовление моделей
Модельный состав, состоящий из двух или более легкоплавких компонентов: парафина, стеарина, жирных кислот, церезина и др., в пастообразном состоянии запрессовывают в прессформы (рисунок 2.5, а). В качестве материала прессформ в зависимости от вида производства используют гипс, пластмассы, легкоплавкие металлы, сплавы, сталь или чугун. После затвердевания модельного состава прессформа раскрывается и модель (рисунок 2.5, б) выталкивается в ванну с холодной водой.
Рисунок 2.5 – Последовательность операций процесса литья по выплавляемым моделям:
1 – прессформа; 2 – модельный состав; 3 – модель; 4 – модельный блок; 5 – емкость с керамической суспензией; 6 – специальная установка для обсыпки; 7 – кварцевый песок; 8 – бак с водой; 9 – устройство для нагрева воды; 10 – электрическая печь; 11 – оболочки; 12 – жаростойкая опока; 13 – ковш с расплавленным металлом
