Литье в оболочковые формы

Сущность процесса сводится к тому, что расплав заливают в тонкостенную форму толщиной 6−10 мм, изготовленную из песчано-смоляной формовочной смеси на основе термопластичных и термореактивных связующих смол. В сравнении с литьем в песчано-глинистые формы способ имеет повышенную точность литейной формы и позволяет в два раза снизить припуск на механическую обработку. Получаемые отливки имеют толщину стенки 3−15 мм, массу 0,3−300 кг. Этим способом обрабатывают чугуны, углеродистые и легированные стали, алюминиевые, медные, магниевые, цинковые сплавы. Его особенности обусловлены свойствами связующего, в качестве которого обычно используют смесь фенолформальдегидной смолы с 8% уротропина. В исходном состоянии смола термопластична, в присутствии уротропина она становится термореактивной, полимеризуется и затвердевает необратимо.

Схематично технология получения оболочковых форм выглядит следующим образом. Металлическую модель 2 (рис. 7.25, а), закрепленную на модельной плите 1, нагревают до 200−250°С. Затем ее покрывают формовочной смесью 3 и выдерживают 10−30 с (рис. 7.25, б). Смола формовочной смеси расплавляется, склеивает песчинки и дополнительно полимеризуется, образуя оболочку 4 толщиной 5−20 мм. Непрореагировавшую смесь ссыпают с модели (рис. 7.25, в) и образовавшуюся оболочку 4 снимают с помощью специального толкателя 5.

Рис. 7.25. Схема получения оболочковых форм:

1 — модельная плита; 2 — металлическая модель; 3 — формовочная смесь; 4 — оболочковая полуформа; 5 — толкатель; б — оболочковая форма; 7 — опока-контейнер; 8 — кварцевый песок Для окончательного отверждения смолы и получения полуформ оболочки помещают в печь, нагретую до 300−350°С, и выдерживают 1−1,5 мин. При сборке в одну gолуформу устанавливают стержни и накладывают вторую полуформу. Затем полуформы, находящиеся в горячем состоянии, склеивают синтетическим клеем. Полученную оболочковую форму 6 помещают в опоку-контейнер 7 и засыпают кварцевым песком 8 или металлической дробью (рис. 7.25, г) для предохранения от преждевременного разрушения при заливке расплавленного литейного материала. На рис. 7.26 показаны оболочки с отвердевшими отливками перед их разрушением.

Рис. 7.26. Оболочки после заливки и отверждения металла.

Расход формовочной смеси при литье в оболочковые формы в 8−10 раз меньше, чем при литье в песчано-глинистые формы. Следует отметить обстоятельства, сужающие область применения этого способа: ограничение размеров форм ввиду снижения жесткости и коробления; возможность насыщения металла в поверхностных зонах углеродом, что делает нежелательным использование таких форм при производстве отливок из низкоуглеродистых сталей; выделение токсичных фенолсодержащих газов, для удаления которых требуется мощная вентиляция.

Рациональная область использования — серийное и крупносерийное производство отливок средней сложности, точных по размерам и с чистой поверхностью. Например, ребристые цилиндры для мотоциклов, коленвалы для автомобильных двигателей.

Литье по выплавляемым моделям

Сущность способа состоит в том, что модель изготовляют из материала, который можно выплавить или растворить и получить неразъемную форму, что обеспечивает высокую точность отливок. Чаще всего используют легковыплавляемую воскообразную массу. Литьем по выплавляемым моделям получают отливки сложной конфигурации с толщиной стенки до 0,5 мм в основном из стали, титана и жаропрочных сплавов, трудно обрабатываемых механически. Другие преимущества этого способа: получение высокой точности размеров и малой шероховатости поверхности, что в ряде случаев устраняет механическую обработку и открывает возможности получения узлов изделий, которые при обычных способах литья пришлось бы собирать из отдельных деталей.

Технология литья по выплавляемым моделям является многоопtрационной (рис. 7.27).

Рис. 7.27. Схема процесса изготовления отливок по выплавляемым моделям:

1 — отливка; 2 — пресс-форма; 3 — модель; 4 — литниково-питающая система; 5 — паяльник Специфические операции: изготовление разовой неразъемной модели самой отливки и литниково-питающей системы; сборка их в единые блоки; приготовление суспензии из связующего и пылевидного огнеупорного наполнителя; формирование на модельных блоках огнеупорной оболочки; удаление моделей из оболочки без нарушения ее целостности; упрочнение оболочки прокаливанием.