Formovacie zmesi na odlievanie. Formovacie hmoty a zmesi

TO kategória:

Výroba presných odliatkov

Získavanie presných odliatkov zo zliatin hliníka, horčíka a medi podľa trvalého modelu

V sadrových formách sa vyrábajú odliatky len určitej hmotnosti. Obzvlášť zložité odliatky sa získavajú v škrupinových keramických formách. Podľa správ niektorých špecializovaných firiem (Canadion-Marconi, Sterling Metals Limited, Munetto) sú keramické formy výhodnejšie pre odliatky s veľmi veľkým rozdielom v hrúbke steny.

Výhody sadrových foriem na odlievanie hliníkových zliatin sú uvedené v prac.

Sadrové formovacie hmoty. Spojivom v týchto zmesiach je sadra, ktorej kvalita má veľký význam. Na sadrové formy je vhodná len taká sadra, ktorá sa po vytvrdnutí nezmršťuje. Sadrové formovacie piesky majú nasledovné približné zloženie, %: 30-100 sadry, 5-40 azbestu, 19-30 mastenca, 5-80 kremennej múky, 0-10 hrnčiarskej hliny, 33 brúsených tehál, 0-50 kremenného piesku, 70 cristobalitu , 0-1,5 vápna, 0-5 portlandského cementu, 0,25-3,0 bromidu amónneho.

Sadrové formovacie zmesi sa miesia s vodou do krémového stavu v týchto pomeroch zložiek: 0,35 hodiny vody na 1 hodinu zmesi. Samostatné prísady v sadrových zmesiach ovplyvňujú ich vlastnosti nasledujúcim spôsobom: mletý azbest zvyšuje pórovitosť; ak sa azbest použije vo vláknitej forme, zlepšia sa mechanické vlastnosti formy. Mletý azbest musí mať primeranú veľkosť zrna. Kremenná múčka znižuje objemové zmeny v sadrovej zmesi pri tuhnutí, žíhaní a chladnutí formy. Mastenec a kremenný piesok ako inertné plnivá vyrovnávajú objemové zmeny. Vápno a cement stabilizujú objemové zmeny tvaru. Bromid amónny sa pri vypaľovaní foriem rozkladá na plynné látky a zvyšuje priepustnosť foriem pre plyny.

Okrem týchto prísad sa zavádza aj mnoho ďalších, ktoré sa používajú oveľa menej často: kyselina boritá v množstve 1 až 2% a bórax 0,35-0,5%, ktoré prispievajú k rýchlemu vytvrdzovaniu zmesi. Tekuté sklo zvyšuje pevnosť a odolnosť foriem proti oderu. Alginát sodný v množstve 0,1-0,5%, uhličitan sodný (0,1-0,5%), formalín regulujú rýchlosť vytvrdzovania. Hlinitan vápenatý v množstve 2,5-12% a oxid zinočnatý spomaľujú vytvrdzovanie a dodávajú formám väčšiu pevnosť. Ako prísada na zvýšenie pevnosti foriem sa používajú aj prísady oxidov hliníka, oxidov železa a pod.

Sadrové formy musia mať tieto základné vlastnosti: dostatočnú pevnosť a odolnosť proti oderu; dostatočná priepustnosť plynu; možno najmenšie objemové zmeny.

Tieto vlastnosti poskytuje zloženie zmesi a spôsob jej prípravy. Najväčší vplyv na vlastnosti zmesi (okrem zloženia) má viskozita sadrovej hmoty, určená pomerom suchých zložiek a vody. Výsledkom výskumu autorov sa ukázalo, že množstvo vody na 1 kg formovacieho piesku by nemalo presiahnuť 0,8 l, inak budú mať formy nízku pevnosť, vysokú priepustnosť pre plyny a veľké zmrštenie pri sušení; najlepší pomer je 0,45-0,55 l vody na 1 kg zmesi. Pri menšom množstve vody je sadrová zmes veľmi hustá a ťažko sa ňou lejú zložité modely; V tejto zmesi je veľa vzduchových bublín. Ak sa pomer blíži k 0,8 l vody na 1 kg zmesi, potom sa vytvrdzovanie zmesi prudko spomalí a zostáva mäkká aj po 48 hodinách. Ide o sadrovú zmes pozostávajúcu z 50 % sadry Rocasso, 30 % azbestových triesok a 20 % kremennej múky.

Vlastnosti sadrových foriem ovplyvňuje aj teplota a doba miešania formovacieho piesku. Pre túto sadrovú zmes je najlepšie použiť vodu s teplotou 50-52 ° C; pri tejto teplote majú formy maximálnu pevnosť, odolnosť proti oderu, priepustnosť plynov a objemovú stálosť. Doba miešania sadrovej zmesi by nemala presiahnuť 3 minúty. Rýchlejšie alebo dlhšie miešanie spôsobí zmrštenie sadrových foriem.

Napriek tomu, že sadrové formy majú v zmesi látky na zvýšenie priepustnosti plynov, jej hodnota je stále nedostatočná, a preto sa získavajú odliatky s defektmi, napríklad neodlievané.

Priepustnosť plynu možno zvýšiť tromi spôsobmi:

1) pridaním takých látok do formovacej zmesi, ktoré sa po vytvrdnutí a zahriatí formy splyňujú a odstraňujú z nej a tým zvyšujú priepustnosť pre plyny. Najčastejšie sa na tieto účely používa chlorid alebo bromid amónny;

2) zahrievanie v autokláve (metóda Antioch). Pri zahrievaní vo vlhkej atmosfére pri teplote 90 ° C sa sadra (dihydrát vápenatého) stáva hemihydrátom, pretože pri tejto teplote je dihydrát nestabilnou formou síranu vápenatého. Voda uvoľnená pri rozklade dihydrátu vápenatého rozpúšťa hemihydráty do nasýtenia. Keďže rozpustnosť hemihydrátov so zvyšujúcou sa teplotou klesá, v autokláve sa udržiava nízky tlak (od 0,07 do 0,2 MPa). Po vytvorení expozície (6 h) v autokláve sa ochladí vo vlhkej atmosfére. Povrch formy chladne rýchlejšie ako jej vnútorná časť, preto sa malé kryštály dihydrátu uvoľňujú vo vonkajších vrstvách formy a veľké vo vnútorných častiach formy. V takejto forme s jemnozrnnou povrchovou vrstvou a poréznym vnútrom je priepustnosť plynov podstatne vyššia;

3) napenenie zmesi (metóda Gypsum Hydroperm). Podstatou metódy je, že do sadrových zmesí sa pridáva nadúvadlo. Do zmesi sa pridávajú látky, napríklad uhličitan a zriedená kyselina alebo peroxid vodíka a čpavková voda. Medzi nimi, keď sa zmes mieša, dochádza k reakciám s uvoľňovaním veľkého objemu plynu. Do sadrovej zmesi je možné pridávať organické penotvorné látky, ktoré pri miešaní zachytávajú vzduch a dobre ho stabilizujú v celom objeme. Vytvrdená sadrová forma je nasýtená malými bublinkami plynu a vzduchu, čo zvyšuje priepustnosť plynu formy; Podmienečne túto metódu nazvime mechanické napenenie. Každá z týchto metód má svoju vlastnú technológiu.

V prvom prípade sa priepustnosť plynov zvýši až po zahriatí na teplotu, pri ktorej sa z formy odstráni takmer všetka voda (voľná aj viazaná). Pri zahrievaní v autokláve a pri mechanickom napenení formovacej hmoty vzniká pórovitosť v momente, keď je vo forme prítomná všetka voda, chemicky viazaná aj voľná.

Formy, pri ktorých sa zvyšuje priepustnosť plynov podľa prvého spôsobu, obsahujú vo východiskovej sadrovej zmesi látky, ktoré tvoria pórovitosť ihneď po vytvrdnutí hmoty. Je to potrebné na uľahčenie odstraňovania vodnej pary počas následného tepelného spracovania. Voda sa odstraňuje mechanicky pri teplote 85-96 °C. Forma sa musí vysušiť, pretože pórovitosť je veľmi malá a pri vytváraní veľkých objemov vodnej pary môže dôjsť k poškodeniu. Minimálna doba ohrevu na uvedenú teplotu je 8 hodín.Nasleduje ohrev na 200-220 °C, pri ktorom sa odstráni väčšina viazanej vody. Rýchlosť ohrevu 50 °C/h. Pri tejto teplote sa formy udržiavajú až 12 hodín, potom nasleduje zahrievanie na 380 °C rovnakou rýchlosťou, aby sa rozložili amónne soli. Expozícia pri tejto teplote 5 hodín Potom sa formy ochladia na 100 ° C, vyberú sa z pece a pripravia sa na liatie.

Pri výrobe sadrových foriem, ktoré sa majú ohrievať v autokláve alebo penením, sa do zmesi nepridávajú prísady, ktoré zvyšujú priepustnosť plynu, ako je azbest, sklená vata. V tomto prípade sú nadbytočné. Navyše ich použitie zvyšuje drsnosť povrchu foriem. Počas tepelného spracovania sa sadrová forma stane dostatočne priepustnou pre plyny na odstránenie vlhkosti. Počas tohto obdobia sa odstraňuje voľná a dihydrátová voda. Hemihydrátová voda sa odstraňuje počas liatia kovu do formy. Vďaka vysokej plynopriepustnosti formy sú vzniknuté pary odvádzané cez steny bez poškodenia formy.

Tepelné spracovanie foriem ohrevom v autokláve alebo napenením je teda veľmi jednoduché a samotné formy nie sú také citlivé na rýchlosť ohrevu. Tepelné spracovanie foriem sa uskutočňuje pri nízkych teplotách medzi endotermickými vrcholmi v dôsledku straty dihydrátovej a hemihydrátovej vody. Za normálnych podmienok sa táto teplota pohybuje v rozmedzí 180-225 °C. V rozsahu týchto teplôt sa formy (v závislosti od veľkosti) udržiavajú 10-18 hodín.Po vychladnutí sa formy pripravia na liatie.

Porovnávacie testy všetkých troch opísaných metód, ktoré vykonal podnik ZPS v Gottwaldove (Československo), ukázali, že

plynová priepustnosť foriem bola v rozmedzí 48-52 J. N. P. Rovnaká bola aj kvalita povrchu odliatkov a hustota kovu priamo pod kožou odliatku.

Napenovacie formy vyžadujú precízne udržiavanie technologických parametrov: tlaku, teploty a doby zotrvania v autokláve.

Na zvýšenie priepustnosti plynov v dôsledku rozkladu amónnych solí je potrebné pomalé a starostlivé tepelné spracovanie foriem. Objemovú stabilitu takýchto foriem je možné zlepšiť pridaním 1 % síranu hlinitého A12 3. Sadrové formy sa autoklávujú v sériovej výrobe, zatiaľ čo mechanické napeňovanie sa používa v jednotlivej výrobe.

Ak je potrebné mať len určitú časť odliatku s obzvlášť kvalitným povrchom a úzkymi rozmerovými toleranciami, používa sa kombinovaná forma. Do pieskovej formy sa vloží buď sadrové jadro alebo časť sadrovej formy.

Maximálna hmotnosť odliatkov zo zliatin hliníka, ktoré je možné získať v sadrových formách, je 10-160 kg. Minimálna hrúbka steny 1,5 mm, v špeciálnych prípadoch 0,55 - 1,0 mm.

Drsnosť povrchu od 60 do 80 RMS. Tepelná vodivosť sadrových foriem súvisí s tepelnou vodivosťou bežných pieskových foriem 0,65 : 1,0, čo je potrebné brať do úvahy najmä pri odlievaní olovených bronzov. Obsah olova v takýchto bronzoch by nemal byť vyšší ako 2,5 % a obsah uhlíka by mal byť maximálne 7 %; pri vyššom obsahu olova dochádza pri ochladzovaní k segregácii.

formovacie zmesi. Na výrobu foriem a jadier sa používajú rôzne formovacie a jadrové zmesi, ktorých zloženie závisí od spôsobu formovania, druhu zliatiny, charakteru výroby, druhu odlievania, technologických prostriedkov a materiálov, ktoré má k dispozícii. produkcia.

V závislosti od použitia pieskovo-hlinité formovanie zmesi sa klasifikujú takto:

• na nanášanie počas formovania (obloženie, plnenie a rovnomerné);
• podľa stavu formy pred liatím (pre mokré, suché, vysušené a chemicky tvrdnúce formy);
• podľa druhu zliatiny nalievanej do formy (pre liatinu, oceľ a neželezné odliatky).

Obkladová zmes používa sa na obkladanie pracovnej plochy foriem. Hrúbka lícovej vrstvy závisí od zloženia obkladovej zmesi a od rozmerov odliatku (od 20 do 100 mm a viac). Na vrchnú vrstvu obkladovej zmesi sa do baniek naleje plniaca zmes, ktorá je vyrobená z recyklovanej zeminy s prídavkom 5-10% čerstvých materiálov (piesok, hlina).

Jediná zmes slúži na vypchávanie celého objemu formy a používa sa na výrobu malých a stredne veľkých odliatkov v sériovej a hromadnej výrobe. Jednotná zmes sa líši od plniacej zmesi vysokým obsahom čerstvých surovín a určitým množstvom špeciálnych prísad (mleté ​​uhlie, rašelinová smola a pod.).

Zmesi na suché formy líšiť sa od zmesi surových foriem nižší obsah recyklovanej zmesi a zvýšené percento ílu a vody. Formy, ktoré sa podrobujú sušeniu, sú často vyrobené z obkladových a plniacich zmesí a do zmesi sa pridávajú horľavé prísady (piliny, rašelina atď.), aby sa zvýšila ich poddajnosť.

Zmesi suchých foriem majú vo svojom zložení recyklovanú zmes, čerstvé materiály (piesok a hlina) a spojovací materiál (SP, SB). Ako obkladové zmesi sa široko používajú pri výrobe liatinových stredných a veľkých kritických odliatkov. V závislosti od hmotnosti odliatku, na ktorý je forma vyrobená, je doba schnutia 20-60 minút. V moskovskej zlievarni železa Stankolit sa na získanie odliatkov s hmotnosťou do 1000 kg používajú zmesi sušené 30 minút.

Zloženie zmesi sa suší 30 minút(v % objemu)

Sand Lukhovitsky 1K315A (GOST2138-56) 88-89

Formovacia hmota FV-1 1-2

piliny 5

Azbestová drvina 5

Fixátor SB (nad 100%) 1.5

Siričitanovo-alkoholové výpalky (nad 100 %) 2-3

Pri sušení foriem sa na pracovných plochách vytvorí pevná, tvrdá vrstva, ktorá ovplyvňuje výrobu čistého povrchu a zvýšenú presnosť odliatkov.

Zmesi na chemické vytvrdzovanie foriem vyrobené z kremenného piesku s prídavkom 4,5-6,5% tekutého skla a 1,5% hydroxidu sodného s koncentráciou 10-20%. Pridanie lúhu sodného do zmesi (pozri str. 25) umožňuje zachovať technologické vlastnosti po dlhšiu dobu, ako aj zvýšiť pevnosť zmesi po chemickom vytvrdnutí. Pre liatinové odliatky s hmotnosťou od 1000 do 5000 kg v závode Stankolit sa používa chemicky tvrdnúca zmes nasledujúceho zloženia.

Zloženie chemicky tvrdnúcej zmesi(v % objemu)

Sand Lukhovitsky 1K315A (GOST 2138-56) 88-89

Formovacia hmota FV-1 3-4

Mleté uhlie GK 8

Tekuté sklo (nad 100%) s modulom rovným 2,6-2,7 6

15% roztok hydroxidu sodného (hustota 1300 kg / m 3) 075-1,0

Zmesi tekutého skla stvrdnúť pri fúkaní oxidom uhličitým (CO 2). Keď k tomu dôjde, rozklad kremičitanu sodného a tvorba uhličitanu sodného a oxidu kremičitého. Oxid kremičitý sa spája s vodou a vytvára chemikáliu nazývanú gél kyseliny kremičitej.

Gél kyseliny kremičitej, ktorý obklopuje zrnká piesku v zmesi, má schopnosť vytvrdnúť, keď sa stratí časť pripojenej vody. Gélové filmy, ktoré sú medzi zrnkami piesku, ich preto po krátkom čase bez prívodu tepla spoja do pevnej a suchej hmoty. Keď sa zmes tekutého skla fúka oxidom uhličitým, dlhý tepelný cyklus odparovania vlhkosti a tuhnutia zmesi je nahradený zrýchleným procesom chemickej väzby vody so zložkami tekutého skla.

V súčasnosti sú široko používané samotvrdnúce obkladové zmesi. Náplňou týchto zmesí je výroba stredných a veľkých odliatkov.

Hotová samotvrdnúca zmes sa naleje na model. Pri výrobe foriem na veľké odliatky je model vyložený zmesou a čiastočne zhutnený.

Po zasypaní plniacej zmesi sa vykoná jej strojové zhutnenie. Plniaca zmes pri výrobe veľkých foriem je zhutňovaná pieskovačkou s prípadným následným predlisovaním ubíjačkami. Po naplnení formy "samotvrdnú" na prehliadkovom ihrisku alebo na dopravníku.

Lícová vrstva formy zo samotvrdnúcej zmesi má vysokú pevnosť a priepustnosť plynov, čo zabezpečuje výrobu vysoko kvalitných odliatkov.

Takéto formy natrieme samoschnúcimi nepriľnavými farbami.

V tabuľke. 7 ukazuje typické zloženie formovacích pieskov.

Umelecké odliatky sú veľmi rôznorodé z hľadiska zložitosti, hmotnosti a materiálu, z ktorého sú vyrobené. Takže vo výrobe iba jedného závodu Kasli na Urale nájdete odliatky s hmotnosťou od niekoľkých gramov do niekoľkých ton, vo veľkosti od centimetra po niekoľko metrov, v hrúbke steny od milimetra po desiatky milimetrov. Prirodzene, požiadavky na odlievacie formy takýchto rôznych odliatkov tiež nie sú rovnaké. Napríklad pevnosť steny v tvare sochy vážiacej 5 ton sa nemôže rovnať sile steny v tvare prelamovanej krabičky alebo náramku na hodinky. Preto sa pre každý odliatok vyberajú formovacie piesky.

Obkladová zmes v kontakte s modelom a s odliatkom. Obkladová zmes, ktorá reprodukuje odtlačok povrchu modelu, ako prvá preberá teplotné účinky kovu liateho do formy a musí mať dobrú pevnosť, ťažnosť, požiarnu odolnosť a priepustnosť plynov. Preto obsahuje spravidla viac čerstvých formovacích hmôt a ako najdrahšie sa vo forme používa v malom množstve (s vrstvou 20–30 mm na povrchu modelu).

Výplňová zmes pozostáva prevažne z recyklovanej zmesi s malým množstvom čerstvých materiálov.

Formovacie piesky pri strojovom formovaní architektonických odliatkov sa kvôli zvláštnostiam procesu formovania používajú súčasne ako obkladová a plniaca zmes a sú tzv. jednotlivé zmesi.

prirodzené, alebo prírodné, zmesi sú ílovité piesky tried P0063 a Zh005 s obsahom ílu 12 až 30 %. Prírodné formovacie piesky sú široko používané pri výrobe tenkostenných prelamovaných a skriňových liatinových a neželezných odliatkov pre formy liate v mokrej forme a po vysušení. Tieto zmesi majú dobrú plasticitu, zelenú a suchú pevnosť.

umelé, alebo syntetické, zmesi najčastejšie pri výrobe umeleckých a architektonických odliatkov. Sú to zmes piesku a ílu alebo niekoľko pieskov s väčším alebo menším obsahom ílu a odpadová zmes. Piesky a recyklovaný piesok sa miešajú v takom pomere, že výsledkom je formovací piesok s potrebnými vlastnosťami.

Formovacie piesky na formy zo železných odliatkov. Zloženie formovacích pieskov (tab. 72) závisí od zložitosti konfigurácie a povrchu odliatkov, hrúbky ich stien a stavu odlievacej formy pred odlievaním.

Tabuľka 72

Zloženie a vlastnosti formovacích pieskov pre formy železiarskeho umenia a architektonické odliatky

odliatky	Špeciálne požiadavky na odliatky	Pred plnením vytvarujte stav	Zmes	Vlastnosti zmesi
Pevnosť v tlaku, MPa	Priepustnosť plynu, c.u.	Vlhkosť, %	Hlina	Čerstvé doplnky	Pracovná zmes
Tenkostenné prelamované výrobky (rakvy, vázy, taniere atď.)	Vylepšená povrchová úprava	Surové	United	0,03–0,035	80–90	3–4	12–20	10–12	Oddych
Skriňa (stolové busty, figúrky atď.)	Čistota a mäkkosť povrchu (odliatky sú žíhané)	Suché	Obklad	0,085–0,09	19–21	9–10	25–30	60–70	30–40
Plnenie	0,055–0,06	20–25	6–8		–
Sochy (sochy a pamätníky)	Povrchová úprava	Suché	Obklad	0,08–0,09	20–25	5–6
Plnenie	0,068–0,07	26–30	6–7	2,4	12,5	87,2
Architektonické (mriežky, stĺpy, stĺpiky, basreliéfy atď.)	Povrchová úprava	Surové	Obklad, vykurovací olej	0,02–0,025	30–50	4–6	12–15
Plnivo, bentonitová emulzia	0,02–0,03	66–70	4–6	10–12

Zmesi pre formy prelamovaných odliatkov so zložitým povrchom, tenkou stenou a veľkým počtom medzier tvoriacich prelamovaný povrch, by mali zabezpečiť získanie komplexného povrchu modelu vo forme číreho odtlačku a pevnosti najmenších polotovarov, ktoré dať medzery v odliatku. Navyše, liatina, keď sa naleje do formy, má vyššiu teplotu ako neželezné zliatiny. Formovacie piesky na formy liate liatinou preto musia mať dostatočnú žiaruvzdornosť.

Zvýšenie teploty liatia liatiny vedie k intenzívnejšiemu odplynovaniu pri zahrievaní formy - formovacie piesky musia mať dobrú priepustnosť plynov. Formovacie piesky na formy liate liatinou s dostatočnou pevnosťou musia byť teda plynopriepustné a žiaruvzdorné.

Formovacie piesky na odlievanie foriem z neželezných zliatin. Zliatiny mosadze, bronzu a hliníka používané pri výrobe umeleckých odliatkov majú nižšiu teplotu liatia a väčšiu tekutosť ako liatina. Preto je pri výrobe odlievacích foriem možné použiť jemnozrnné formovacie piesky, ktoré dávajú odliatku čistý a hladký povrch.

Formovacie piesky na mokré formy, používané pri výrobe foriem na tenkostenné a prelamované odliatky (basreliéfy, prelamované taniere, vázy, detaily figúrok a pod.).

Aby sa dosiahol dobrý odtlačok vo forme, zložitý povrch modelu a pevnosť malých ingotov, ktoré tvoria medzery v odliatku, formovacie piesky takýchto foriem musia mať dobrú priepustnosť pre plyny, plasticitu a musia byť dostatočne pevné. Preto sa pri príprave zmesí používajú jemnozrnné piesky s vysokým obsahom ílu (prírodný íl a obohatený o ílové prísady ako samostatná zložka zmesi).

Zmesi pre formy liate za mokra sa používajú aj pri výrobe foriem pre architektonické odliatky. V tomto prípade veľká hmotnosť odliatku a veľkosť foriem vyžadujú použitie väčších pieskov do formovacích zmesí a prísad, ktoré zvyšujú požiarnu odolnosť zmesi.

Formovací piesok na formy nasypaný po vysušení. Odlievacie formy na sochy a busty sú oveľa zložitejšie ako bežné odliatky. Na ich výrobu sa spravidla používa zložité tvarovanie hrudiek. Formovač pri rozoberaní formy na vybratie modelu sa zároveň nezaoberá polovičnými formami upevnenými stenami banky, ale časťami formy vo forme lisovaných kúskov formovacieho piesku. Prirodzene, takéto formy by mali byť vyrobené z odolnejších formovacích pieskov.

Zmesi na tvarovanie hrudiek musia odolať tlaku najmenej 0,09 MPa na povrch formy. Plynová priepustnosť takýchto zmesí v surovej forme je nízka (20–25 arb. jednotiek) v dôsledku obsahu veľkého množstva ílu v nich. Preto nie je možné odlievacie formy vyrobené z týchto zmesí odlievať v surovej forme, pretože zvýšené množstvo pary a plynu nebude voľne vystupovať z formy cez jej steny. Priepustnosť plynov pri formách vyrobených z mastných formovacích pieskov sa zlepšuje ich sušením. Počas procesu sušenia sa v dôsledku odparovania vlhkosti a vyhorenia prísad zvyšuje pórovitosť formy. Plynová priepustnosť zmesi vo forme po vysušení sa zvyšuje na 60–70 konvenčných jednotiek.

Jedna vyčerpaná zmes sa používa ako plnivo zmesi. Osviežte ho, berúc do úvahy prítomnosť značného množstva nespálených kúskov foriem vypchatých z mastnej obkladovej zmesi.

Špeciálne piesky . Pri výrobe umeleckých odliatkov sú časté prípady, kedy si zložitosť odlievania vyžaduje použitie špeciálnych metód na výrobu formy, použitie špeciálnych formovacích pieskov.

Tekutý piesok používa sa pri formovaní sochárskych odliatkov na nanášanie lícovej vrstvy na povrch voskového modelu a výrobu vo forme tyče. Kvapalná zmes sa nanáša na povrch modelu striekaním modelu. Pri výrobe jadra sa zmes naleje do dutiny sadrovej formy. Zloženie kvapalnej zmesi zahŕňa kremenný piesok, práškový kremeň, cement a vodu. Suspenzia na báze etylsilikátového spojiva sa používa na nanesenie vrstvy na povrch modelu zatavenia, ktorá po natavení tvorí celistvú keramickú formu - škrupinu na odlievanie.

Spojivom suspenzie je hydrolyzovaný roztok etylsilikátu, plnivo je práškový kremeň (marshallit) triedy KP1, KP2, kalcinovaný pri teplote 850–900 °C, so špecifickým povrchom najmenej 5 m 2 /g.

Zmesi piesku a živice používané pri výrobe odliatkov získaných v škrupinových formách. Zloženie zmesi ako plniva zahŕňa kremenný piesok so zrnami menšími ako 0,2 mm. Ako spojivo sa používa termosetová živica. Aby sa ušetrili drahé živice, škrupiny polovice foriem sa vyrábajú v dvoch vrstvách. V týchto prípadoch sú zmesi piesku a živice rozdelené na obkladové a plniace. Obklad je pripravený s vysokým obsahom živíc, výplň - s menej.

Jadrové zmesi v procese odlievania sú formy v ťažších podmienkach ako formovacie, preto musia byť odolnejšie, plynopriepustné, ohybné, žiaruvzdorné, menej hygroskopické, s dobrým vyrazením z odliatku (tabuľka 73).

Hlavnými materiálmi na prípravu jadrových zmesí, ako aj na formovanie, sú piesok a hlina. Veľké množstvo ílu potrebné na zvýšenie pevnosti však zhoršuje priepustnosť plynov, ohybnosť a vyrazenie zmesi a zvyšuje jej priľnavosť k stenám odliatku. Na zlepšenie kvality jadrovej zmesi sa do jej zloženia namiesto ílu zavádzajú spojivá. Patria sem rôzne druhy olejov, dextrín, tekuté sklo a iné špeciálne materiály.

Tabuľka 73

Jadrové zmesi pre umelecké a architektonické odliatky

odliatky

Vlastnosti zmesi

Obsah zložiek v zmesi, hm. %

Priepustnosť plynu, c.u.

Vlhkosť, %

Pevnosť v ťahu, MPa

Suché prísady

Kvapalné kompozície

pod kompresiou

v napätí

Pracovná zmes

piesku

Hlina

LST

Dextrín

Tekuté sklo

2K 2 O 2016

F 2 01

1T 1 O 1 016

1K 1 O 1 01

3K 3 O 3 02

Skriňa (stolové busty, figúrky a skupiny)

3–4

0,018–0,03

0,2

–

–

–

–

–

–

–

6–7

0,02–0,03

0,2

–

–

–

–

–

–

–

–

Architektonické (stĺpy, podstavce, dekoratívne vázy atď.)

5–6

0,03–0,035

0,07–0,15

–

–

–

–

–

–

3–4

0,015–0,03

0,3–0,5

–

–

–

–

–

5–7

Pieskovo-hlinité zmesi majú dostatočnú pevnosť v surovej forme, používajú sa na jadrá jednoduchých foriem umeleckých odliatkov vyrábaných v surovej forme. Pieskovo-olejové zmesi sa používajú na prúty hrudkovitých foriem, ktoré sa po vysušení sypú.

V technologickom procese výroby prútov tvorí významnú časť času ich sušenie. Zložitosť a trvanie procesu sušenia tyčiniek sú úplne eliminované alebo znížené na minimum, ak sa používajú v zmesiach jadra ako spojivo tekutého skla (5–7 %). Tyče z takýchto zmesí tvrdnú na vzduchu bez úpravy, po prefúknutí oxidom uhličitým CO 2 . Používajú sa v plastovom a tekutom stave. Účinnejšie sú samotvrdnúce zmesi (ZhSS, PSS).

Na zlepšenie poddajnosti a priepustnosti plynu sa do zmesí jadra piesku a ílu pre veľké jadrá sochárskych odliatkov pridáva nasekaná slama, piliny a rašelina.

Pre malé figúrkové prúty sa niekedy namiesto špeciálnej jadrovej zmesi používa zmes dyhy na tvarovanie hrudiek.

Zmesi na odlievanie šperkov

Na odlievanie šperkov zložitej konfigurácie zo zliatin medi ( T pl do 1 100 °C) tzv anti-proces pomocou kristobalitovo-sadrových foriem. Používajú tak importované formovacie hmoty ("K-90", "Satinkast", "Supercast" - tabuľka 74, "Investright" - tabuľka 75), ako aj domácu formovaciu hmotu "Jewellery". Dovážané formovacie piesky majú vysokú chemickú čistotu zložiek: 70–75 % zmesi β-cristobalitu a β-kremeňa; 25–30 % vysokopevnostnej α-sadry CaSO 4 1/2H 2 O. Veľkosť kristobalitových a sadrových práškov v týchto zmesiach nepresahuje 100 mikrónov.

Tabuľka 74

Chemické zloženie formovacích hmôt na odlievanie šperkov

Pokračovanie tabuľky. 74

Tabuľka 75

Zloženie a vlastnosti zmesi "Investrite"

Dovážané formovacie hmoty využívajú suroviny s obsahom cristobalitu z ložiska San Cristobal (Mexiko) alebo umelý produkt výpalu pri teplote 1 150 – 1 200 °C amorfný oxid kremičitý získaný rozkladom prírodných minerálov v alkalickom prostredí.

Hlavnými znakmi moderného procesu sú nasledujúce technologické operácie:

1. Využitie vákua a vibrácií pri výrobe vodných suspenzií a monolitov odlievacích foriem na odstránenie bublín plynu adsorbovaných časticami sadry a povrchu voskových modelov.

2. Použitie technologických prísad, ktoré spomaľujú tuhnutie sadry a predlžujú dobu tekutosti formovacích suspenzií:

a) v zmesi "K-90" - približne 2 % H3BO3 10H20 alebo 0,5 % Na2B407;

b) v zmesi "Supercast" - asi 3 % Na2Si03 a H3BO3 10H20;

c) v zmesi Satincast - asi 1 % Na2Si03 a H3BO3 10H20.

3. Použitie cristobalitovej sadry ako kompenzátorov zmrašťovania, ktorej premena prebieha v teplotnom rozmedzí 250–300 °C je sprevádzaná výrazným vplyvom objemovej rozťažnosti. Medzi výhody dovážaných formovacích pieskov patrí vyrobiteľnosť formovania, vyrazenie a čistenie odliatkov. Nevýhodou je vysoký obsah sadry, ktorá má tendenciu sa rozkladať pri teplote 650°C a vyššej.

Zmes "K-90" obsahuje 25% sadry, 35% kremeňa, 40% cristobalitu. Kyselina boritá, azbest a kremičitan sodný sa používajú rovnakým spôsobom ako tvrdiace prísady. Avšak pri presnom odlievaní vosku, keď sa Na2Si03·9H20 + H3BO3 zavedie do formovacieho materiálu, sa pozoruje zníženie kvality povrchu.

V našej krajine VNIIyuvelirprom vyvinul lisovaciu hmotu na šperky pozostávajúcu z dinasu a sadry. Ako žiaruvzdorné plnivo sa používa dinas prášok z triedy dinas ED, ktorý má v porovnaní s inými druhmi najnižší a obmedzený obsah CaO, Fe 2 O, najväčšie množstvo SiO 2 - 96 %. Formovacie piesky z prášku Dinas ED s frakciami 0,08 mm, menej ako 0,08 mm a prášok nepreosiaty na frakcie majú podobné hodnoty tekutosti a doby tuhnutia (tabuľka 76).

Tabuľka 76

Technologické parametre formovacích pieskov

z prášku dinas rôznej disperzie

Poznámka Mineralogické zloženie dinasu: a-kremeň + a-cristobalit + g-tridymit.

Technické údaje formovacieho piesku na šperky sú nasledovné: 80–88 % dinas, 20–12 % sadra, miešadlom je voda s kyselinou fosforečnou (do 5 ml na 1 liter vody). Množstvo konsolidátora na 1 kg práškovej časti je 380 ml: tekutosť podľa Suttarda je 140 mm; tuhnutie, začiatok (koniec) v 14 min, koniec v 24 min; drobenie - 0,27 %.

Na presné odlievanie neželezných kovov do formovacích pieskov sa ako spojivo používa vysokopevnostná sadra. Pri hydrotermálnej úprave sadrového kameňa nasýtenou vodnou parou v uzavretých aparatúrach (autokláve) vzniká α-hemihydrát (vysokopevná sadra) a v otvorených nádobách β-hemihydrát (stavebná sadra). Pri zmiešaní práškovej sadry s vodou vzniká dihydrát CaSO 4 2H 2 O - pevná látka podobná kameňu. Chemická reakcia rozkladu sadry (dihydrát síranu vápenatého) teoreticky prebieha pri teplote 107 °C:

CaS04 2H20 \u003d CaS04 0,5 H20 + 1,5 H20

V rozmedzí teplôt 170–200 °C dochádza k ďalšej strate kryštalizačnej vody sadrou, vzniká tzv. rozpustný anhydrit CaSO 4, ktorý sa aktívne zlučuje s vodou. Pri teplote 200–400 °C sa pozoruje takmer úplné odstránenie kryštalickej vody zo sadry. Vznikne zmes nerozpustného a rozpustného anhydritu. Pri teplotách nad 450 °C prechádza sadra do tesne páleného anhydritu sadry CaSO 4 . Pri teplotách 750–800 °C vzniká estrichová sadra.

Po zmiešaní práškovej sadry s vodou a vytvorení telesa podobného kameňu dosahuje pevnosť sadry maximum pri vysušení do konštantnej hmotnosti. Tuhnutie sadry možno spomaliť pridaním haseného vápna (1–2 %), ako aj kyseliny boritej (1,0–2,5 %) a iných zlúčenín.

V domácom formovacom piesku "Yuvelirnaya" sa používa prášok dinas ako žiaruvzdorná výplň, ktorá sa získava frézovaním uralitových tehál dinas triedy ED. Elektrodinas má obmedzený obsah CaO a Al 2 O 3, najnižší obsah zlúčenín železa a najvyšší SiO 2 (96 %).

Zlieváreň je pomerne jednoduchý a rozšírený technologický proces na výrobu odliatkov rôznych veľkostí a tvarov. Výroba dielov odlievaním sa vykonáva v automobilovom priemysle, výrobe obrábacích strojov, automobilov a mnohých ďalších odvetviach strojárstva. Na získanie dutých alebo viacotvorových odliatkov sa používajú jadrové a formovacie piesky rôzneho zloženia. Použitie pieskovo-hlinených foriem v hromadnej výrobe je ekonomicky opodstatnené.

Zloženie zmesi závisí od:

• metóda tvarovania:
  1. Manuálny;
  2. stroj;
• druh kovu:
  1. oceľ;
  2. liatina;
  3. neželezné kovy a ich zliatiny;

• typ výroby:
  1. slobodný;
  2. seriál;
  3. hmotnosť;

• typ odlievania;
• technologické vybavenie.

Materiály používané na výrobu formovacích pieskov sú rozdelené do nasledujúcich skupín:

• pieskovec;
• rôzne druhy hliny;
• pomocný:
  • viazacie materiály;
  • Nelepivé mazivá a nátery;
  • žiaruvzdorné;
  • špeciálne.

Ílové piesky môžu vo svojom zložení obsahovať až 50% ílu. Podľa obsahu ílu sa delia na:

• chudá - do 10%;
• tučné - až 20%;
• mastné - do 30%;
• veľmi mastné - až 50%.

Používajú sa aj kremenné piesky. Kremičitanový základ umožňuje formovať taveninu, ktorej teplota dosahuje 1700C.

Výroba vysoko kvalitných odliatkov vyžaduje použitie nepriľnavých povlakov a jemných materiálov, aby sa zabránilo tvorbe pórov vo forme.

Druhy a zloženie zmesí

Na formovacie piesky na odlievanie sa kladú tieto požiadavky:

• mechanická pevnosť;
• tepelná vodivosť;
• priepustnosť plynu;
• požiarna odolnosť;
• tepelná kapacita.

Formovacie a jadrové zmesi majú rovnaké vlastnosti. Na tyče sú ale kladené vyššie nároky, pretože roztavený kov na ňu vyvíja väčší tlak.

Formovacie piesky sú rozdelené do troch typov:

1. uniforma;
2. obkladanie;
3. plnenie.

Jedna zmes je určená na vyplnenie celého objemu formy. Plne sa využíva pri strojnom lisovaní, keď sa odliatky vyrábajú vo veľkých množstvách. Na jeho prípravu sa používa veľké množstvo nespotrebovaných materiálov.

Obkladová zmes je navrhnutá tak, aby sa získala vrstva formy v priamom kontakte s taveninou. Jeho hrúbka závisí od typu zmesi a náročnosti odliatku a je 20-100 mm. Na doplnenie zostávajúceho objemu sa používa plniaca zmes.

Zloženie formovacieho piesku priamo závisí od tvaru a spôsobu jeho výroby. K tvorbe pieskovo-ílových foriem dochádza dvoma spôsobmi, v dôsledku čoho sa získajú suché a mokré formy. Pre ich ohybnosť počas tvorby sa do zmesi zavádzajú horľavé plnivá - rašelina alebo piliny. V zložení sušených foriem sa okrem hliny a piesku ukladá spojivo, drvený azbest a bard.

Okrem nich sa používajú:

• rýchle vytvrdzovanie;
• samovytvrdzovanie;
• tvrdnutie počas chemickej transformácie;
• tekuté kompozície.

V rýchlo vytvrdzujúcich zmesiach pôsobí tekuté sklo ako spojivo. Ak je na sušenie tekutého skla potrebné fúkanie za tepla, potom v tomto prípade dochádza k vytvrdzovaniu v dôsledku ferochrómovej trosky.

Samotuhnúce formulácie sú v pôvodnom stave tekuté. Potom sa do nich zavedú povrchovo aktívne látky a pieskové plnivo. Takáto kompozícia si zachováva tekutosť nie dlhšie ako 10 minút. Preto sa pripravujú vo formovacích staniciach.

Chemicky tvrdnúce zmesi majú krátku životnosť. V dôsledku toho sa do zmesi pridá lúh sodný.

Odrody z tekutého skla sa po vytvorení sušia fúkaním oxidom uhličitým. Počas procesu sušenia dochádza k chemickým reakciám: tvorba kyseliny kremičitej a uhličitanu sodného.

Na výrobu tyče, napríklad prvej triedy, zmes pozostáva výlučne z kremeňa a spojív. Na vytvorenie veľkých tyčiniek sa používa 1/3 použitého a obnoveného zloženia.

Teplota topenia neželezných kovov je oveľa nižšia ako u ocelí a liatiny. Z tohto dôvodu majú formovacie piesky nižšiu žiaruvzdornosť. Na odlievanie zliatin bronzu a medi sa formovacie kompozície pripravujú pomocou ílovitého piesku triedy II. Na odlievanie hliníka sa používajú plnivá ako kyselina boritá, sírová farba alebo fluoridová prísada. Zabraňujú aktívnej oxidácii taveniny.

Požadované vlastnosti

Na získanie vysokokvalitného odliatku je potrebná odlievacia forma vyrobená z prísad vybraných na odlievanie konkrétneho kovu. Formovací piesok na odlievanie musí mať určitý obsah vlhkosti. Pri nízkej vlhkosti je forma náchylná na drobenie, čo sťažuje formovanie.

Zlá priepustnosť plynu vyvoláva tvorbu defektov v odliatku - plynových pórov a škrupín. Kvôli čomu je potrebný hrubý piesok (viac ako 50%).

Odlievanie do pieskovo-hlinenej formy

Vysoká pevnosť formy a jadra neumožňuje zmenu geometrie odliatku. Na jeho získanie sa používajú špeciálne väzbové materiály.

Miešanie

Proces prípravy formovacích a jadrových pieskov prebieha v troch etapách. Prvá etapa je prípravná. Tu sa pripravujú nepoužité materiály. Vykoná sa sušenie, drvenie a následné preosievanie.

V druhej fáze sa pripraví použitá kompozícia. To vám umožní ušetriť na materiáloch. Proces začína na chladiacich bubnoch. Nastáva knockout, brúsenie, chladenie.

Formovacie piesky na odlievanie sa pripravujú v tretej etape v miešačkách. Modely valčekov našli široké uplatnenie. Používajú sa na prípravu takých kompozícií, ako sú:

• uniforma;
• jadrové zmesi;
• obkladanie;
• s prísadami:
  • viskózne;
  • kvapalina;
  • rozdrvený.

Pri veľkých objemoch produkcie je výroba automatizovaná. Mechanizácia procesov sa prejavuje v znižovaní nákladov na výrobu.

Odlievanie strateného vosku (LWM) je priemyselný proces nazývaný aj odlievanie vosku alebo odlievanie do zničiteľnej formy. Pleseň sa zničí pri odstránení produktu. Modely strateného vosku sú široko používané v strojárstve aj v umeleckom odlievaní.

Oblasť použitia

Vlastnosti procesnej technológie umožňujú použiť metódu LVM v širokom rozsahu: od veľkých podnikov až po malé dielne. Odlievanie strateného vosku je možné aj pre domáce, osobné a komerčné účely na výrobu detailných figurín, suvenírov, hračiek, konštrukčných dielov, šperkov. Ako plnivo možno použiť takmer všetky kovy:

• ocele (legované a uhlíkové);
• neželezné zliatiny;
• liatina;
• zliatiny, ktoré sa nedajú opracovať.

Technológia je však univerzálna - je celkom možné vyrábať pomerne veľké štruktúry zložitých tvarov. Na uľahčenie technického procesu sa používajú špecializované zariadenia na investičné odlievanie a 3D modelovanie pomocou špecializovaných programov.

Odlievanie do keramických foriem

V závislosti od požiadaviek na výrobky sa používajú rôzne, najvhodnejšie technológie. Presné investičné liatie (TLVM) vám umožňuje získať odliatky s najkomplexnejšou konfiguráciou s vysokou presnosťou, s minimálnou hrúbkou steny a drsnosťou povrchu. Pre TLVM je voskový model ponorený do tekutej zmesi na keramickej báze. Keramická zmes zasychá a tvorí škrupinu formy. Tento postup sa opakuje, kým sa nedosiahne požadovaná hrúbka. Vosk sa potom odstráni v autokláve. Tento spôsob sa však vyznačuje vysokou cenou, trvaním technologického procesu, uvoľňovaním škodlivých látok vo výrobnom priestore a znečistením životného prostredia zvyškami keramických foriem.

Odlievanie do foriem od XTS

V mnohých prípadoch, keď sa vyrábajú domáce remeslá, nie sú kladené požiadavky na nízku drsnosť na odliatky so zložitou konfiguráciou a pre množstvo umeleckých odliatkov je povrch s rovnomernou drsnosťou nielen prijateľný, ale je aj dizajnovým rozhodnutím. V tomto prípade je vhodné použiť investičný odliatok.

Technológia vyvinutá pre produkty, ktoré nevyžadujú hladké povrchy, je pomerne jednoduchá. Takýto povrch je možné získať odlievaním do foriem zo zmesí tvrditeľných za studena (CTS). Tento proces je oveľa jednoduchší, lacnejší a šetrnejší k životnému prostrediu.

Tento spôsob odlievania však neumožňuje získavanie zložitých odliatkov pomocou zatavovacích modelov. Vysvetľuje sa to tým, že pri vykresľovaní figúrok zostáva značná časť modelovej kompozície v dutine formy a možno ju odstrániť iba kalcináciou. Kalcinácia, to znamená zahrievanie na teplotu vznietenia, modelovej kompozície vedie k deštrukcii živicového spojiva CTS. Keď sa kov naleje do formy so zvyškami kompozície modelu, tieto sa spália, čo vedie k emisiám kovov z formy.

Použitie zmesí tekutého skla

Na vyrovnanie nedostatkov technológie CTS pri výrobe niektorých typov odliatkov umožňuje liatie na investičné liatie do zmesí kvapalina-sklo s kvapalným katalyzátorom (LCG). Tieto zmesi obsahujúce tekuté sklo v množstve 3-3,5% a katalyzátor asi 0,3% hmotnosti pieskového základu sa začali v zahraničí používať začiatkom 80. rokov a používajú sa dodnes. Podľa výskumu sa tieto zmesi na rozdiel od prvej generácie JSS vyznačujú čistotou prostredia, dobrým vyrazením a miernymi stopami po vypálení na odliatkoch.

Investičné liatie: technológia

Proces LVM zahŕňa operácie prípravy modelových kompozícií, výrobu modelov odliatkov a vtokových systémov, dokončovanie a kontrolu rozmerov modelov a ďalšiu montáž do blokov. Modely sú spravidla vyrobené z materiálov, ktoré sú viaczložkovými kompozíciami, kombináciami voskov (zmes parafín-stearín, prírodné tvrdé vosky atď.).

Pri výrobe modelových kompozícií sa využíva až 90 % vratiek zozbieraných pri tavení voskových modelov z foriem. Návrat modelovej kompozície by mal byť nielen osviežený, ale aj periodicky regenerovaný.

Výroba modelu pozostáva zo šiestich krokov:

• príprava formy;
• zavedenie modelovej kompozície do jej dutiny;
• držanie modelu až do vytvrdnutia;
• demontáž formy a vytiahnutie modelu;
• ochladením na izbovú teplotu.

Vlastnosti procesu

Podstata LVM spočíva v tom, že silikónový alebo voskový model sa zahrievaním vytaví z obrobku a uvoľnený priestor sa vyplní kovom (zliatinou). Proces má niekoľko funkcií:

• Pri výrobe formovacieho piesku sa vo veľkej miere používajú suspenzie pozostávajúce zo žiaruvzdorných jemnozrnných materiálov, ktoré drží pohromade roztok spojiva.
• Na odlievanie kovov (zliatin) sa používajú jednodielne formy, získané nanesením žiaruvzdorného náteru na model, jeho vysušením, následným roztavením modelu a žíhaním formy.
• Na odliatky sa používajú jednorazové modely, pretože sa počas procesu výroby formy zničia.
• Vďaka jemnozrnným žiaruvzdorným prachovitým materiálom je zabezpečená dostatočne vysoká kvalita povrchu odliatkov.

Výhody LVM

Výhody investičného liatia sú jasné:

• Všestrannosť. Na odlievanie výrobkov môžete použiť akékoľvek kovy a zliatiny.
• Získanie konfigurácií akejkoľvek zložitosti.
• Vysoká povrchová úprava a presnosť výroby. To umožňuje o 80-100% znížiť následné nákladné spracovanie kovov.

Nevýhody LVM

Napriek pohodliu, všestrannosti a slušnej kvalite výrobkov nie je vždy vhodné používať investičný odliatok. Nevýhody súvisia najmä s nasledujúcimi faktormi:

• Trvanie a zložitosť procesu výroby odliatkov.
• Predražený formovací materiál.
• Veľká záťaž pre životné prostredie.

Príklad výroby produktu doma: prípravná fáza

Odlievanie strateného vosku doma nevyžaduje hlboké znalosti v metalurgii. Najprv si pripravíme model, ktorý chceme zopakovať v kove. Hotový výrobok sa zobrazí ako rozloženie. Figúrka môže byť tiež vyrobená nezávisle z hliny, sochárskej plastelíny, dreva, plastu a iných hustých plastových materiálov.

Model inštalujeme do skladacej nádoby upevnenej svorkami alebo puzdrom. Je vhodné použiť priehľadnú plastovú škatuľu alebo špeciálnu formu. Na vyplnenie formy použijeme silikón: poskytne vynikajúce detaily, prenikne aj do najmenších trhlín, dier, priehlbín a vytvorí veľmi hladký povrch.

Druhý krok: plnenie silikónom

Ak sa vyžaduje presné odlievanie, tekutá guma je na výrobu formy nevyhnutná. Silikón sa pripravuje podľa návodu zmiešaním rôznych zložiek (zvyčajne dvoch) a následným zahriatím. Na odstránenie najmenších vzduchových bublín je vhodné umiestniť nádobu s tekutou gumou na 3-4 minúty do špeciálneho prenosného vákuového prístroja.

Hotovú tekutú gumu nalejte do nádoby s modelom a znovu vákuujte. Následné vytvrdnutie silikónu (podľa návodu) potrvá. Použité priesvitné materiály (nádoby a samotný silikón) umožňujú osobne pozorovať proces tvorby plesní.

Zachytenú gumu s modelom vo vnútri vyberieme z nádoby. Za týmto účelom uvoľníme svorky (plášť) a oddelíme dve polovice krabice - silikón sa ľahko vzdiali od hladkých stien. Úplné vytvrdnutie tekutej gumy bude trvať 40-60 minút.

Tretia etapa: zhotovenie voskového modelu

Investičné liatie zahŕňa roztavenie taviteľného materiálu a nahradenie výsledného priestoru roztaveným kovom. Keďže vosk sa ľahko topí, používame ho. To znamená, že ďalšou úlohou je vyrobiť voskovú kópiu pôvodného použitého modelu. To si vyžiadalo vytvorenie gumenej formy.

Opatrne pozdĺžne rozrežte silikónový polotovar a vyberte model. Tu je malé tajomstvo: aby sa následne presne spojil tvar, odporúča sa, aby rez nebol hladký, ale cikcak. Pripojené časti formulára sa nebudú pohybovať pozdĺž roviny.

Vzniknutý priestor v silikónovej forme vyplníme tekutým voskom. Ak sa výrobok pripravuje sám pre seba a nevyžaduje vysokú presnosť párovaných častí, môžete naliať vosk samostatne do každej polovice a potom po vytvrdnutí tieto dve časti spojiť. Ak je potrebné presne zopakovať siluetu modelu, gumové polovice sa spoja, zafixujú a do vzniknutej dutiny sa pomocou injektora načerpá horúci vosk. Keď vyplní celý priestor a vytvrdne, silikónovú formu rozoberieme, voskový model vyberieme a nedostatky opravíme. Bude slúžiť ako prototyp hotového kovového výrobku.

Štvrtá fáza: formovanie

Teraz je potrebné z vonkajšieho povrchu voskovej figuríny vytvoriť tepelne odolnú odolnú vrstvu, ktorá sa po roztavení vosku stane formou pre kovovú zliatinu. Vyberme si metódu vytaviteľného liatia pomocou kristobalitovej zmesi (modifikácia kremeňa).

Model formujeme v kovovej valcovej banke (zariadenie, ktoré drží formovací piesok počas jeho zhutňovania). Do banky nainštalujeme spájkovaný model s vtokovým systémom a naplníme zmesou na báze cristobalitu. Aby sme vytlačili vzduchové vrecká, umiestnime ich do vibro-vákuového prístroja.

Záverečná fáza

Keď zmes zhustne, zostáva roztaviť vosk a naliať kov do voľného priestoru. Proces investičného liatia doma sa najlepšie vykonáva pomocou zliatin, ktoré sa topia pri relatívne nízkych teplotách. Perfektný je zlievárenský silumin (kremík + hliník). Materiál je odolný proti opotrebeniu a tvrdý, ale je krehký.

Po naliatí roztaveného siluminu počkáme, kým stuhne. Potom výrobok vyberieme z výkopu, odstránime vtok a očistíme ho od zvyškov formovacieho piesku. Pred nami je takmer hotová časť (hračka, suvenír). Okrem toho sa dá brúsiť a leštiť. Ak sú zvyšky zlievarne pevne uviaznuté v drážkach, musia sa odstrániť vŕtačkou alebo iným nástrojom.

Investičné liatie: výroba

LVM sa vykonáva trochu inak pri výrobe kritických častí, ktoré majú zložitý tvar a (alebo) tenké steny. Odlievanie hotového kovového výrobku môže trvať týždeň až mesiac.

Prvým krokom je naplnenie formy voskom. Na tento účel podniky často používajú hliníkovú formu (analóg silikónovej formy uvedenej vyššie) - dutinu, ktorá má tvar časti. Výstupom je voskový model o niečo väčší ako finálny diel.

Ďalej bude model slúžiť ako základ pre keramickú formu. Mal by byť tiež o niečo väčší ako finálna časť, pretože kov sa po ochladení zmenší. Potom sa pomocou horúcej spájkovačky na voskový model prispájkuje špeciálny vtokový systém (tiež vyrobený z vosku), pozdĺž ktorého sa bude horúci kov liať do dutiny formy.

Výroba keramickej formy

Potom sa vosková štruktúra ponorí do tekutého keramického roztoku nazývaného sklz. Robí sa to ručne, aby sa predišlo chybám v odliatku. Pre pevnosť sklzu je keramická vrstva spevnená nástrekom jemným zirkónovým pieskom. Až potom je obrobok „dôverovaný“ automatizácii: špeciálne mechanizmy pokračujú vo fázovom procese striekania hrubšieho piesku. Práca pokračuje, kým keramicko-piesková odolná vrstva nedosiahne stanovenú hrúbku (zvyčajne 7 mm). V automatizovanej výrobe to trvá 5 dní.

Casting

Teraz je obrobok pripravený na roztavenie vosku z formy. Na 10 minút sa umiestni do autoklávu naplneného horúcou parou. Vosk sa roztopí a úplne vytečie zo škrupiny. Na výstupe dostaneme keramickú formu, ktorá úplne zopakuje tvar dielu.

Keď keramicko-piesková forma vytvrdne, vykoná sa investičné liatie. Predbežne sa forma zahrieva 2-3 hodiny v peci, aby nepraskla pri liatí kovov (zliatin) zahriatych na 1200 ˚C.

Roztavený kov vstupuje do dutiny formy, ktorá sa potom nechá pri izbovej teplote postupne vychladnúť a vytvrdnúť. Chladenie hliníka a jeho zliatin trvá 2 hodiny, pre ocele (liatina) - 4-5 hodín.

Dokončovanie

Investičný casting tu vlastne končí. Po vytvrdnutí kovu sa obrobok umiestni do špeciálneho vibrátora. Od jemných vibrácií keramická základňa praská a drobí sa, pričom kovový výrobok nemení svoj tvar. Nasleduje finálne spracovanie kovového polotovaru. Najprv sa odreže kovový liaci systém a miesto jeho kontaktu s hlavnou časťou sa starostlivo vyleští.

Nakoniec kontrolóri skontrolujú, či rozmery výrobku zodpovedajú rozmerom uvedeným na výkrese. Hliníkové diely sa merajú za studena (pri izbovej teplote), oceľové diely sa predhrievajú v peci. Špecialisti používajú na kontrolné a meracie práce rôzne nástroje: od jednoduchých šablón až po zložité elektronické a optické systémy. Ak sa zistí nesúlad s parametrami, dielec sa odošle buď na revíziu (opraviteľné manželstvo) alebo na pretavenie (neodstrániteľné manželstvo).

Hradlový systém

Konštrukcia vtokového podávacieho systému hrá vedúcu úlohu v LVM. Je to spôsobené tým, že vykonáva tri funkcie:

• Pri výrobe škrupín foriem a blokov modelov sú vtokové systémy nosné konštrukcie, ktoré držia škrupinu a modely na sebe.
• Prostredníctvom systému vtokových kanálov sa tekutý kov privádza do odliatku počas odlievania.
• Počas tuhnutia systém plní funkciu zisku (podávací prvok, ktorý kompenzuje zmršťovanie kovu).

odlievacia škrupina

V procese LVM je kľúčom vytváranie vrstiev plášťa tvaru. Proces výroby škrupiny je nasledujúci. Na povrch bloku modelov, najčastejšie máčaním, sa nanesie súvislý tenký film suspenzie, ktorý sa následne posype pieskom. Suspenzia, ktorá priľne k povrchu modelu, presne reprodukuje svoj tvar a piesok sa zavádza do suspenzie, zvlhčuje sa a fixuje kompozíciu vo forme tenkej lícovej (prvej alebo pracovnej) vrstvy. Nepracujúci drsný povrch škrupiny tvorený kremenným pieskom prispieva k dobrej priľnavosti nasledujúcich vrstiev suspenzie k predchádzajúcim.

Dôležitými ukazovateľmi, ktoré určujú pevnosť formy, sú viskozita a tekutosť suspenzie. Viskozitu je možné upraviť pridaním určitého množstva plniva (plnosti). Zároveň s nárastom plnosti kompozície klesá hrúbka medzivrstiev roztoku spojiva medzi časticami prášku, znižuje sa zmršťovanie a ním spôsobené negatívne vplyvy a zvyšujú sa pevnostné vlastnosti plášťa formy.

Použité materiály

Materiály plášťa sa delia do nasledujúcich skupín: základné materiály, spojivá, rozpúšťadlá a prísady. Medzi prvé patria prašné, používané na prípravu suspenzií a piesky určené na kropenie. Sú to kremeň, šamot, zirkón, magnezit, vysokohlinitý šamot, elektrokorund, chromomagnezit a iné. Kremeň je široko používaný. Niektoré materiály na báze škrupín sú pripravené na použitie, zatiaľ čo iné sú predsušené, kalcinované, mleté, preosievané. Významnou nevýhodou kremeňa sú jeho polymorfné premeny, ktoré sa vyskytujú pri teplotných zmenách a sú sprevádzané prudkou zmenou objemu, čo nakoniec vedie k prasknutiu a zničeniu škrupiny.

Hladké zahrievanie foriem na zníženie pravdepodobnosti praskania, ktoré sa vykonáva v nosnej výplni, prispieva k predĺženiu trvania technologického procesu a dodatočným nákladom na energiu. Jednou z možností zníženia praskania pri kalcinácii je nahradenie práškového kremenného piesku ako plniva dispergovaným kremenným pieskom polyfrakčného zloženia. Súčasne sa zlepšia reologické vlastnosti suspenzie, zvýši sa odolnosť foriem proti praskaniu a znížia sa odpady v dôsledku upchatia a rozpadu škrupín.

Záver

Metóda LVM získala najširšiu distribúciu. Používa sa na získanie zložitých dielov v strojárstve, pri výrobe zbraní, klampiarskych výrobkov a suvenírov. Na výrobu šperkov z drahých kovov sa používa investičné liatie.