Литье по выплавляемым моделям — точное литье
Для изготовления отливок повышенной точности применяют различные способы литья. В том числе литье в металлические формы под давлением, литье по выплавляемым моделям — точное литье.
Применение техпроцесса литья по выплавляемым моделям — точного литья
Литье по выплавляемым моделям — точное литье хотя и применимо для любых металлов и сплавов, но имеет преимущественное значение для изготовления отливок из сплавов с высокой температурой плавления.
История литья по выплавляемым моделям
Этот способ является развитием применявшегося с древних времен способа изготовления литых художественных и ювелирных изделий по восковым моделям.
Модели из воска или сала применялись при отливке колоколов, украшений на старинных пушках, а также при изготовлении различных памятников.
По восковым моделям отлиты исторические памятники Петру 1 «Медный всадник» в С.Петербурге, Минину и Пожарскому в Москве и др.
Несмотря на то, что этот способ давно известен, широкого распространения изготовления отливок не получил до развития газовых турбин.
Использование ЛГМ — точного литья в промышленности
В связи с развитием газовых турбин и необходимостью использовать для турбинных лопаток жаропрочные сплавы не поддающиеся обработке давлением и резанием.
Потребовалось применить такую технологию литья, которая обеспечивала бы получение мелких отливок, имеющих повышенную точность и высокое качество поверхности.
Применение воска для литья по выплавляемым моделям — точного литья
Для создания такой технологии изготовления точных отливок и была использована идея литья по восковым моделям. Но этот способ пришлось полностью переработать для обеспечения постоянства размеров и качества поверхности получаемых отливок к условиям промышленности.
Изыскание дешевых модельных и формовочных материалов, способов изготовления моделей и форм, методов плавки и заливки, а также применение специального оборудования значительно удешевило процесс.
Сделало его более доступным для различных отраслей машиностроительной промышленности. В связи с этим процесс литья по выплавляемым моделям применяется для изготовления самых разнообразных деталей.
В настоящее время литье по выплавляемым моделям применяют для изготовления сложных отливок из любых сплавов. С наименьшей толщиной стенок около 1 мм и с небольшими допусками.
В отдельных случаях могут быть получены отливки с еще меньшей толщиной стенок. Этот технологический процесс имеет следующие основные преимущества:
1) возможность получения отливок из стали с размерами до 5-го класса точности при шероховатости поверхности по4-6 классам.
Поэтому многие поверхности деталей, требующие механической обработки при других способах изготовления, могут не обрабатываться и применяться в литом виде;
2) применимость различных сплавов, в том числе труднообрабатываемых как на металлорежущих станках, так и давлением.
3) возможность объединения нескольких деталей в одну общую сложную конструкцию (цельно литой узел);
4) оперативность процесса, что позволяет при создании новых или измененных конструкций деталей сравнительно быстро их изготовлять;
5) возможность изготовления художественных отливок из любых сплавов (в том числе из стали) с литым рисунком на поверхности, ранее получаемым чеканкой.
Применение отливок по выплавляемым моделям для деталей изготавливавшихся ранее путем сложной механической обработки уменьшает на 80-90% механическую обработку.
Сокращает в 1,5-2 раза расход металла и снижает себестоимость готовых деталей в 2-3 раза. Кроме того, значительно сокращаются работы по оснащению механообрабатывающих цехов приспособлениями и инструментом (режущим и мерительным). А также улучшается использование производственных площадей.
Этот способ следует применять в первую очередь для изготовления сложных деталей из стали и труднообрабатываемых сплавов с высокой температурой плавления, требующих длительной и трудоемкой механической обработки.
Он может быть применен также для получения сложных отливок из цветных сплавов и для различных художественных отливок.
Вес отливок, обычно изготавливаемых этим способом находится в пределах от нескольких граммов до 50 кг при габаритах до 500 мм. В отдельных случаях изготавливаются и более крупные отливки.
Литье по выплавляемым моделям применяют для деталей самолетов, тракторов, мотоциклов, автомобилей, охотничьих ружей, велосипедов и т.д.
Возможности использования литья по выплавляемым моделям очень велики. Этот способ целесообразнее применять вместо других процессов-литья под давлением и механической обработки на станках – автоматах.
Для получения отливок необходимо изготовить металлическую пресс-форму или из другого материала, имеющую полость похожую на конфигурацию будущей отливки.
Для литниковых систем- каналов по которым металл достигает полость формы, тоже изготавливают пресс-сформы.
В пресс-формы запрессовывают легкосплавный модельный состав: материал для изготовления моделей. Полученные модели собирают с моделями литниковых систем-модельный комплект готов. На модели наносится огнеупорное покрытие, состоящее из нескольких слоев, потом продолжают изготовление следующими способами:
Оболочковый – при котором выплавляют модели, остается огнеупорное покрытие в виде оболочки, являющаяся литейной формой. Оболочку прокаливают, для выжигания остатков модельного состава и удаления газообразующих веществ.
Далее оболочки заливают металлом, при необходимости заформовывают (засыпают снаружи песком) в специальных ящиках (жакетах) и подают на заливку.
Оболочково-опочный способ— при котором тоже выплавляют модели, потом полученную оболочку заформовывают, устанавливают в специальный ящик с дном и засыпают песком, прокаливают и подают на заливку.
Этот способ отличается от первого тем, что прокаливание оболочки проводят в опоке вместе с песком, который который поддерживает оболочку и служит опорным материалом для нее, предупреждающим разрушение оболочки во время заливки металлом.
Опочный способ – при котором модели с нанесенным на них огнеупорным покрытием заформовывают в опоках, потом выплавляют модели и прокаливают форму.
Полученную горячую форму заливают металлом. Этот процесс отличается от предыдущего тем, что модели выплавляются после формовки.
После кристаллизации и охлаждения залитого металла формы выбиваются и отливки отделяются от литников. Если требуется по техпроцессу отливки подвергают термообработке, затем их очищают и проводят контроль.
Литье по выплавляемым моделям имеет особенности:
- Используют одноразовые модели, которые удаляют из формы выжиганием или выплавлением.
- Отсутствие линии разъема в форме, которые имеются в других техпроцессах.
- Огнеупорный слой наносится на модель, а не на форму и стержни
- Формы прокаливаются и горячими заливаются металлом.
Но для такого техпроцесса требуется специальное оборудование.
