Montagpena.ru

Строительство и Монтаж
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Точное литье по выплавляемым моделям

Точное литье по выплавляемым моделям

Способ литья по выплавляемым моделям позволяет получать сложные по конфигурации отливки из различных сплавов (в том числе из сплавов с высокой температурой плавления, а также из труднообрабатываемых сплавов) с точностью, при которой полностью устраняется механическая обработка или она сводится только к шлифованию некоторых поверхностей. Поэтому такой способ в настоящее Время служит обычно для получения мелких точных отливок (например, детали счетных и пишущих машин, хирургических инструментов), а также для отливок из специальных сплавов-лопатки газовых турбин, режущие инструменты и т. п.).

Сущность процесса состоит в том, что модель отливки изготовляется путем литья из модельного состава, из пластмассы или из замороженной ртути. После образования на модели корки из огнеупорной массы модельный состав выплавляется и в полученную таким образом полость после прокаливания формы заливается жидкий металл. Благодаря тому, что форма неразъемная и не деформирована расколоткой при удалении модели (как это делается в песчаных формах), полость формы получается в точном соответствии с моделью.

Процесс литья по выплавляемым моделям складывается из следующих операций:

1) изготовление точного эталона отливки;

2) изготовление пресс-формы для получения выплавляемых моделей;

3) заливка моделей;

4) соединение нескольких моделей в комплект с литниковой системой:

5) покрытие поверхностей моделей слоем огнеупорной массы (обычно путем окунания моделей в эту массу);

6) засыпка слоя огнеупорной массы на комплекте моделей мелким песком: и сушка его;

7) формовка модельного комплекта в опоке;

8) сушка формы, вытапливание модельного состава;

9) выжигание из полости остатков модельного состава;

10) заливка горячей формы металлом (свободная, под давлением сжатого газа, центробежным или вакуумным способом).

Точность отливок зависит от их размеров. Приближенно можно считать, что отклонения размеров точного литья соответствуют 11-12-му классам точности по ISA, а чистота поверхности 5-6-му классам PN.

Обычно наносят последовательно 3-4 слоя огнеупорной массы.

Литье по выплавляемым моделям имеет точность размеров, соответствующую 5-7-му классам по ОСТ 1010, 1015 и ГОСТ 2689-54; чистота поверхности литья соответствует 3-6-му классам по ГОСТ 2789-73.

Высокая стоимость литья по выплавляемым моделям оправдывает применение этого способа только для получения точных отливок с весьма сложной конфигурацией или собираемых из многих механически обработанных частей (соединяемых с помощью пайки, винтов и т. п.), а также для отливок, изготовляемых из труднообрабатываемых сплавов. В качестве примеров, такого литья могут служить ротор с лопатками и лопатки газовой турбины (Рис. 1, а), зубчатый сегмент счетной машины (Рис. 1, б). Стоимость литого сегмента приблизительно в 15 раз меньше стоимости сегмента, собранного из отдельных частей.

Читайте так же:
Что такое гидравлический домкрат

Рис. 1. Примеры точного литья по выплавляемым моделям: а — ротор и мелкие детали; б — зубчатый сегмент.

С помощью литья по выплавляемым моделям иногда изготовляют довольно большие тонкостенные отливки, например отливки из жаропрочной стали для авиационных реактивных двигателей (Рис. 2).

Рис. 2. Точное литье по выплавляемым моделям из жаропрочной стали для авиационного реактивного двигателя: а- камера сжигания; б- горелка; «- газовый коллектор.

Автор: Администрация

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Оборудование для литья по выплавляемым моделям

Литье по выплавляемым моделям — это процесс, в котором для получения отливки применяются точные неразъемные керамические оболочковые формы, полученные по разовым моделям с использованием жидких формовочных смесей. Перед заливкой расплава модель удаляется из формы путем выплавления, выжигания, растворения или испарения. Для удаления остатков модели и упрочнения формы ее нагревают до высоких температур. Благодаря прокалке формы перед заливкой достигается практически полное исключение ее газотворности, форма лучше заполняется расплавом.

После заливки и затвердевания металла и охлаждения отливок форма разрушается, отливки отделяют от литников механическими методами, направляют на химическую очистку, промывают и подвергают термической обработке.

С помощью этого метода литья изготавливают детали для приборостроительной, авиационной и другой отраслевой промышленности, а также используют при литье жаропрочных труднообрабатываемых сплавов (лопатки турбин), коррозионно-стойких сталей, углеродистых сталей в массовом производстве (автомобильная промышленность). Литье по выплавляемым моделям обеспечивает получение точных и сложных отливок из различных сплавов массой от 0,02 до 15 кг с толщиной стенки от 0,5 до 5 мм.

Основные технические характеристики

Диаметр резервуара, мм

Ø 550 × высота 525

Ø 600 × высота 700

Конструктивные особенности

В состав комплекса входят:

  • восковая инжекционная машина;
  • смеситель для приготовления суспензии;
  • L-образный смеситель;
  • обсыпочная установка;
  • автоматический автоклав для выплавки воска;
  • машина для регенерации модельной массы;
  • машина для плавления и кондиционирования модельной массы;
  • выбивная машина в звукоизоляционном корпусе;
  • мокрый скруббер.

Восковая инжекционная машина вертикальная

Вертикальная восковая инжекционная машина предназначена для изготовления небольших восковых моделей. Эта машина также может использоваться для производства восковых моделей литников и выпоров.

Восковая инжекционная машина горизонтальная

Эта гидравлическая автоматизированнная инжекционная машина с 4-мя опорами, вертикальным зажимом и горизонтальным впрыском воска предназначена для изготовления восковых моделей большого размера.

Читайте так же:
Станок для заточки бензоцепей

Смеситель для приготовления суспензии

Смеситель используется для приготовления и перемешивания первичной суспензии перед загрузкой в рабочий резервуар для суспензии.

L-образный смеситель

L-образный смеситель предназначен для изготовления керамических оболочек путем погружения модельных блоков в суспензию. Суспензия постоянно перемешивается в процессе использования, чтобы предотвратить оседание или отделение более тяжелых огнеупоров.

Обсыпочная установка

Обсыпочная установка предназначена для быстрой и равномерной обсыпки модельных блоков огнеупорным материалом при изготовлении керамических форм. Машина создает «псевдокипящий слой», в который помещают смоченные в суспензии восковые блоки.

Автоматический автоклав для выплавки воска

Автоматический автоклав предназначен для вытопки модельного состава из керамических форм. Устройство полностью автоматическое, параметры температуры, давления и напряжения задаются с помощью сенсорной панели. Весь цикл удаления воска может быть запрограммирован.

Машина для регенерации модельной массы

Система регенерации модельной массы предназначена для восстановления модельной массы для повторного использования.

Машина для плавления и кондиционирования модельной массы

Машина предназначена для доведения до определенной температуры модельной массы перед подачей в шприц-машины.

Выбивная машина

Выбивная машина имеет звукоизоляционный корпус и предназначена для выбивки отливок из керамических форм. Выбивка осуществляется с помощью пневмомолота в каретке для прижима залитых форм. Все механизмы закреплены на тяжелой стальной раме. Форма помещается в машину вручную и зажимается между неподвижной частью и движущимся молотовым инструментом. Высокочастотные колебания ломают керамическую форму и выбивают отливки. Залитый блок с отливками вручную извлекается из машины.

Мокрый скруббер

Пылесборник со скруббером состоит из корпуса скруббера и барабана с водой. Пыль из засасываемого воздуха (штукатурной машины для нанесения осадков / штукатурной машины с псевдоожиженным слоем) всасывается и проходит через впускной порт скруббера.

Аддитивные технологии в литье по выплавляемым моделям: 3 практических примера

Как уже было сказано во вступительной статье нашего «литейного» цикла, при оболочковом литье используются одноразовые модели и формы. Сегодня мы рассмотрим, как аддитивные технологии повышают эффективность процесса литья по выплавляемым моделям. Это один из наиболее точных литейных методов современной индустрии, позволяющий получать изделия с допусками 100-200 микрон.

Основные этапы литья по выплавляемым моделям

  1. Создается образец модели.
  2. Образец присоединяется к центральному литнику.
  3. Образец и центральный литник несколько раз опускают в огнеупорный материал, создавая форму вокруг образца.
  4. Образец удаляется из огнеупорной формы. Форма готова для заливки металлом.
  5. Металл заливается в форму.
  6. После охлаждения материал формы удаляется посредством механической обработки, химической очистки или растворения в воде.
  7. Части отрезают от центрального литника и слегка зачищают.
Читайте так же:
Пропановая горелка для сварки металла

Создание новой продукции, и в особенности литейных деталей, – самая трудоемкая и дорогостоящая часть технологического процесса. В стандартном производстве для новой итерации изделия часто требуется и новая литейная оснастка, поскольку модернизировать существующую либо слишком затратно, либо невозможно.

Аддитивные технологии недаром называют революционными: они позволили сократить сроки изготовления изделий для опытного производства в разы и даже десятки раз. К примеру, прототип блока цилиндров автомобильного двигателя можно напечатать на 3D-принтере всего за две недели, тогда как его производство традиционными методами занимает полгода. 3D-печать не только экономит время, но и позволяет вырастить модели и формы любой сложности. У литья в этом смысле возможности ограничены.

Когда речь идет о точности детали, применение 3D-печати также не имеет себе равных. Наибольшее распространение эта технология получила в ювелирном деле, стоматологии, приборостроении – в тех отраслях, где в приоритете небольшие размеры и сложная геометрия изделия. При изготовлении таких объектов, как мелкие детали машин, ювелирные изделия, стоматологические протезы или имплантаты, востребована особо высокая точность и качество отливок.

Модель, напечатанная на 3D Systems 2500W

Главные преимущества 3D-печати в сравнении с традиционными технологиями

  • Высокая производительность;
  • повышенная точность;
  • высокое качество;
  • возможность круглосуточной эксплуатации;
  • применение материалов для 3D-печати с качествами, оптимизированными для конкретных задач.

Модель для отливки и готовое изделие

Построение моделей в 3D-принтере выполняется по технологии MJP (MultiJet Printing), основанной на многоструйном моделировании с помощью воска или фотополимера. Это дает возможность получать модели с высокой детализацией и превосходным качеством поверхности.

Примеры применения 3D-печати на производстве

Модель и отливка компонента газотурбинных двигателей

Американская компания Turbine Technologies, Ltd. разработала модификацию двигателей внутреннего сгорания, на которые устанавливаются турбины высокого давления. Компания приобрела 3D-принтер для печати восковых моделей и получает готовую отливку в течение 3-4 дней. Восковые модели теперь изготавливаются непосредственно из 3D-моделей CAD, а литейный цех Turbine Technologies производит компоненты прототипов газотурбинных двигателей с большей точностью и меньшими расходами.

Золотая монета

А вот уникальный пример: к 40-летию короля южноафриканского племени зулусов Гудвилла Цвелитини была отлита монета из 18-каратного золота. Ее диаметр 100 мм, толщина 7 мм, а вес составляет чуть менее 0,5 кг. Перед производителем стояла задача напечатать монету в кратчайшие сроки, и благодаря выдающимся возможностям 3D-печати она была изготовлена всего за неделю.

Читайте так же:
Уони 13 55 характеристики гост

Мастер-модель сувенирного изделия

У воска для печати есть свои недостатки. Все затраты на выращивание восковой модели ложатся на конечное изделие, так как модель одноразовая и ее нельзя использовать повторно. Специалисты iQB Technologies решили немного модифицировать процесс, что позволило снизить издержки производства. На одном из российских предприятий была создана модель металлического сувенирного изделия (см. фото 5). Чтобы не платить за весь воск, который тратится на каждое изделие, модель была напечатана на 3D-принтере не из воска, а из пластика (фотополимерной смолы). Дальнейшее создание мастер-моделей выполнялось путем выплавления воска и литья по выплавляемым моделям.

Остановимся на этом примере, чтобы поэтапно рассмотреть весь технологический процесс.

Монтаж на плите

Установка опок

Заливка формы силиконом

Полимеризация силикона

Снятие опок

Извлечение мастер-модели

Сборка в елочку

Готовое изделие

А как аддитивные технологии применяются в процессе литья по выжигаемым моделям? Читайте в нашем блоге!

Описание технологии

Литьем по выплавляемым моделям называется способ получения отливок в оболочковые формы, изготовляемые методом нанесения огнеупорного покрытия на легкоплавкие модели. Последние затем выплавляются, в результате чего в оболочковой форме образуются полости, соответствующие контурам будущей отливки.

Для получения высокой чистоты поверхности отливок оболочковые формы прокаливаются при температуре При этой же температуре форма заливается жидким металлом.

Для предотвращения деформаций и разрушения тонкой оболочковой формы последняя перед обжигом засыпается песком или другим наполнителем.

Литьем по выплавляемым моделям можно получать отливки любой сложности с различной толщиной стенок, почти или вовсе не требующие механической обработки. Этим методом отливаются детали из любых черных и цветных сплавов, включая высоколегированные жаропрочные и сверхтвердые сплавы. Отливки получают с точностью размеров в среднем классов и шероховатостью поверхности классов.

Недостатком этого способа является высокая себестоимость отливок. Поэтому его следует применять только для изготовления таких деталей, которые невозможно получить другими методами литья (например, мелкие тонкостенные детали из труднообрабатываемых сплавов со сложной конфигурацией). Литьем по выплавляемым моделям получают, как правило, мелкие сложные стальные отливки массой до 1,5 кг.

Материалом для изготовления легкоплавких моделей может служить, например, смесь парафина и стеарина в соотношении 1:1. Эта смесь готовится в специальных агрегатах, где происходит расплавление составляющих, очистка и перемешивание их до мазеобразного состояния при температуре

В последнее время широкое применение получили модельные составы Р-2 и Р-3. Состав Р-2 рекомендуется для ручного изготовления моделей и для шприц-установок, состав Р-3 — для полуавтоматических машин.

Читайте так же:
При охлаждении стальной детали
Материалы и параметрыР-2Р-3
Парафин11,6%11,6%
Синтетический церезин7,4%5,0%
Кубовые остатки крекинга парафина1,0%1,0%
Буроугольный воск2,4%
Повторно используемый состав (возврат)80%80%
Температура запрессовки
Линейная усадка

Легкоплавкие модели получают методом запрессовки модельного состава при температуре в металлические водоохлаждаемые пресс-формы. Процесс изготовления моделей включает подготовку пресс-форм, запрессовку в ее полость модельного состава, выдержку до затвердевания, извлечение модели и ее охлаждение в проточной воде с последующей зачисткой. Такие «восковые» модели собираются на общем стояке, образуя своеобразную «елку» (рис.1а). Чтобы упростить сборку, модели изготавливают в многогнездных пресс-формах звеньями (или целой «елкой»).

Рис. 1. Изготовление формы по выплавляемым моделям.

Огнеупорное покрытие наносится методом окунания «елки» в ванну с обмазкой (смесь маршалита — тонкомолотого кварцевого песка — с гидролизованным раствором этилсиликата), после чего мокрая «елка» обсыпается сухим кварцевым песком (рис.1б). Покрытие состоит из трех-четырех слоев.

После нанесения каждого слоя «елка» сушится в течение двух часов на воздухе. Сушка блоков может осуществляться в конвейерных сушильных камерах конструкции НИИТАвтопрома. Для ускорения процесса сушки устанавливаются вентиляторы, обеспечивающие движение воздуха внутри камеры со скоростью 0,33 м/с.

Модельный состав выплавляют при температуре горячим воздухом, горячей водой или паром в специальных камерах. После выплавления модельного состава «елки» помещают в специальные опоки, засыпают песком и направляют на обжиг в печах при температуре (рис.1в).

Заливка оболочковых форм производится из обычных литейных ковшей сразу после обжига «елок».

Для обеспечения заполнения форм мелких тонкостенных отливок и получения качественных изделий металл для литья по выплавляемым моделям должен быть хорошо раскислен и нагрет до температуры не менее чем на 150° выше температуры плавления.

Выбивка форм заключается в высыпании из опок песка вместе с «елкой», для чего используются поворотные выбивные устройства. Для финишных операций и термообработки применяется оборудование, устанавливаемое в очистных отделениях литейных цехов (наждачные станки, прессы, печи нормализации).

Обрубка и очистка литья производится на специальных обрезных прессах (рис. 2) или виброустановках. Под действием вибрации отливки отваливаются от стояка, затем их зачищают на наждаках, а остающиеся в углублениях остатки огнеупорного покрытия удаляют с помощью выщелачивания в специальных ваннах.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector