3. Литье по выплавляемым моделям

Литье по выплавляемым моделям, широко применяемое в машиностроении при изготовлении тонкостенных сложных по конфигурации отливок, является наиболее распространен­ным методом получения мелких художественных отливок. Этот метод имеет долгую историю. Хорошо известны примеры литья пушек, колоколов, скульптуры с применением моделей, изготовленных из воска.

Технология литья по выплавляемым моделям имеет ряд специфических особенностей:

— модель служит для получения только одной отливки, потому что вытапливается в процессе изготовления формы;

— металл заливают в тонкостенные неразъемные формы, получаемые путем нанесения огнеупорного покрытия на модель, сушки покрытия, удаления (вытапливания) модели и последующего прокаливания формы;

— формовочная смесь представляет собой суспензию, состоящую из мелкозернистого огнеупорного материала и связующего раствора;

— применение мелкозернистых пылевидных огнеупорных материалов обеспечивает очень высокое качество поверхности отливки;

— высокая точность отпечатка модели достигается путем повышения температуры заливаемого металла, что требует использования высокоогнеупорных формовочных и связующих материалов.

Шероховатость поверхности отливок зависит от их толщины и некоторых особенностей технологии.

Так, при создании восстановительной атмосферы в форме во время заливки металла высота микронеровностей на поверхности стальных отливок толщиной от 10 до 40 мм снижается с 10—160 до 5—80 мкм.

Схема изготовления по выплавляемым моделям мелких деталей в условиях крупносерийного и массового производства представлена на рис. 3.1.

литье по выплавляемой модели

Рис. 3.1. Изготовление мелких отливок по выплавляемым моделям

Восковые модели изготавливают в многоместной пресс-форме на специальном пресс-автомате (рис. 3.1, а), а затем собирают припаиванием в модельный блок с общей литниковой системой (рис. 3.1, б).

На модельный блок наносят огнеупорную суспензию (рис. 3.1, в), состоящую из связующего раствора (как правило, на основе этилсиликата) и огнеупорного порошка.

Для укрепления суспензионного слоя его обсыпают кварцевым песком или крошкой другого огнеупорного материала (рис. 3.1, г), после чего просушивают. На блок наносят несколько слоев.

Модель удаляют из керамической оболочки выплавлением, раство­рением или выжиганием (рис. 3.1, д).

Оболочку прокаливают для удаления остатков модельного состава и других органических веществ (рис. 3.1, е).

Если прочность оболочки недостаточна, ее перед прокаливанием заформовывают в огнеупорный наполнитель.

После заливки и затвердевания металла блок очищают от огнеупор­ной оболочки, а отливки отделяют от литниковой системы (рис. 3.1, ж, з).

В машиностроении литье по выплавляемым моделям получило интенсивное развитие в середине XX века благодаря успехам в области химии силикатов. Восковые модели машиностроительных отливок получают в металлических, пластмассовых и гипсовых пресс-формах, изготовленных по чертежам.

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.

Недостатками являются сложность и длительность процесса производства отливок, применение специальной дорогостоящей оснастки.

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

Технологический процесс автоматизирован и механизирован.

На сайте «Материаловед.рф» представлено учебное видео «Литье по выплавляемым моделям».