Специальные виды литья

Формовочная смесь 3 состоит из кварцевого песка и термореактивной смолы пульвербакелита. Смесь в сухом виде находится в бункере 2. На бункер устанавливается модельная плита 1 с закрепленной на ней половинкой модели, нагретой до 250 °C (рис. 41, а). Бункер переворачивается на 180°, смесь покрывает поверхность модели (рис. 41, б). При нагреве смола в слое, прилегающем к модели, расплавляется и связывает зёрна песка в единое целое. Образуется оболочка 4 толщиной примерно 20 мм.

Затем бункер снова возвращается в исходное положение (рис. 41, в), а плиту с оболочкой снимают и помещают в печь при 350 °C. При этом происходит необратимое отверждение смеси.

Рис. 41. Изготовление оболочковой формы

Так же изготавливают вторую полуформу, затем половинки собирают, скрепляя струбцинами или склеивая. Чтобы оболочка преждевременно не разрушилась, формы помещают в контейнер и засыпают сухим песком. При заливке смола начинает выгорать, форма постепенно рассыпается, но металл уже успевает затвердеть.

Достоинствами этого способа являются высокая точность размеров (припуски – десятые доли мм) и чистота поверхности, высокая газопроницаемость форм. Расход формовочных материалов составляет всего 5 % от расхода при литье в сырые песчаные формы.

К недостаткам надо отнести то, что смола – дорогой материал, кроме того, при литье выделяются токсичные газы. Вес отливок ограничен примерно 100 кг – большую массу жидкого металла форма не может удержать.

Способ применяется для любых сплавов.

Модель отливки, показанной на рис. 42, а, делают из смеси легкоплавких веществ (например, по 50 % парафина и стеарина). Смесь плавится при 80 °C, размягчается при 60 °C.

Подогретый модельный состав заливают или запрессовывают в металлическую пресс-форму (рис. 42, б). После охлаждения модели (рис. 42, в) вынимают из пресс-форм и собирают в блоки с одной литниковой системой на несколько моделей, нагревая место соединения паяльником (рис. 42, г). Блок может включать до сотни моделей. Литники для прочности можно армировать проволокой.

Собранный модельный блок погружают в керамическую суспензию из кварцевого песка и гидролизованного раствора этилсиликата в этиловом спирте, затем обсыпают сухим песком и сушат. На поверхности модели образуется керамическая оболочка. Операцию повторяют 3-4 раза, пока не получится корочка толщиной примерно 8 мм (рис. 42, д).

Затем модельный состав из оболочки выплавляют горячим паром или водой, собирают и используют снова. Оболочку прокаливают при 850 °C, предварительно установив её в опоку и засыпав песком. Корочка становится прочной.

Заливают расплавленный металл. При извлечении отливки корочка разрушается, но для полной очистки поверхности применяют щёлочи.

Рис. 42. Изготовление литейной формы методом выплавляемых моделей

Достоинства этого способа: очень высокая точность размеров (припуски – сотые доли мм), благодаря отсутствию разъёма формы и стержней. Отливки не требуют механической обработки, кроме шлифования рабочих поверхностей.

Недостатком является высокая трудоёмкость изготовления и стоимость отливок (примерно в 10 раз дороже литья в песчаные формы).

Литьё по выплавляемым моделям применяется для мелких и сложных по форме отливок, особенно из дорогих легированных сталей и сплавов: жаропрочных, инструментальных. Способ позволяет экономить металл (общая литниковая система для множества отливок), получать точные отливки из труднообрабатываемых материалов.