Получение отливок эстрих-процессом

Язык труда и переводы:
УДК:
621.74.043.2
Дата публикации:
30 мая 2022, 11:49
Категория:
Литейное и сварочное производство
Авторы
Лившиц Виктор Борисович
МИРЭА — Российский технологический университет
Кушнир Александр Петрович
НЦ НВМТ РАН филиал Института машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук
Мамедова Ирина Юрьевна
МИРЭА — Российский технологический университет
Аннотация:
Рассмотрены вопросы изменения в технологическом процессе литья из цветных сплавов изделий, которые сильно упрощают существующий технологический процесс литья по выплавляемым моделям в оболочковые формы с принудительной заливкой, который в настоящее время называют эстрих-процессом. Преимуществом эстрих-процесса по сравнению с литьем по выплавляемым моделям в оболочку, является его высокая производительность, дешевизна, связанная с отсутствием дорогостоящего этилсиликата, и высокая размерная точность при малой шероховатости. Лучшие показатели достигнуты при использовании силоксанового герметика, типа Виксинт У-1-18.
Ключевые слова:
технологический процесс, цветные сплавы, принудительная заливка, эстрих-процесс, высокая производительность
Основной текст труда

Сообщается о некоторых изменениях в технологическом процессе литья из цветных сплавов изделий, которые сильно упрощают существующий технологический процесс по выплавляемым моделям в оболочковые формы с принудительной заливкой, который в настоящее время называют эстрих-процессом. Данные изменения хорошо себя зарекомендовали при изготовлении единичных изделий, как с технической, так и с эргономической точки зрения, поэтому процесс часто применяют для изготовления отливок художественного назначения.

Если модель изготавливают из специального воска (отечественные марки состава: 68 % парафина, 12 % церезина, 20 % Д47ХА) или лепят вручную (25 % вощина, 60 % церезина, 15 % канифоли), то с целью получения эластичной пресс-формы для мастер-модели используют жидкий виксинт.

Лучшие показатели достигнуты при использовании силоксанового герметика, типа Виксинт У-1-18.  

При изготовлении виксинтовой формы используют пасту У-1  и катализатор № 18. Пасту наносят кистью на модель (толщина слоя около 1 мм), покрытую в качестве защитного слоя цапонлаком. Дают некоторое время для неполного отверждения. Затем на не затвердевший виксинт укладывают слой марли, на который наносят еще один слой виксинта до полного покрытия им марлевого слоя. Общая толщина виксинтовой оболочки эластичной пресс-формы не должна превышать 2,5–3 мм. Обычно на 100 частей пасты У-1 необходимо 0,4 массовой доли катализатора № 18. Режим вулканизации: продолжительность 72 ч, температура 25 °С. Мастер-модель с виксинтовым слоем заливают гипсом, предусматривая возможность разборки пресс-формы и фиксируют в ней оболочку. Затем эластичную оболочку разрезают скальпелем на необходимое число частей для лучшего извлечения модели.

Формовку модели или 2–3 моделей, собранных в блок, производят в опоках с применением огнеупорных материалов: 85 % динаса ЭД и 15 % β-гипса или 80 % динаса ЭД и 20 % α-гипса, иногда применяют импортные  «Инверстрайт» или «Суперкаст».

Обычно изготовление литейных форм производят следующим образом: сухую формовочную смесь (на 1 кг смеси 400–420 мл воды) замешивают в сосуде в течение 2–2,5 мин в вибровакуумной установке; заливают суспензию в опоку с модельным блоком в течение 2,5 мин; блок затвердевает в течение 3–4 ч; выдерживают перед вытопкой и прокалкой не менее 0,5–1 суток; затем прокаливают от 7,5 до 11,5 ч.

В целях ликвидации вибровакуумирования суспензии формовочной смеси ее наносят на поверхность модели кистью и дают некоторое время для затвердевания получившегося тонкого слоя толщиной 1 мм огнеупорной массы. Затем  опоку заливают до верхнего среза суспензией формовочной смеси [1–6].

Модельный состав из затвердевшей литейной формы удаляют в сушильном шкафу при температуре 150 °С.

Литейную форму вытапливают в муфельной печи, температура которой должна быть не менее 900 °С. Режим прокаливания обусловлен превращениями, которые происходят в кварце при различных температурах.

Прокаливание проводят по следующему режиму: медленный нагрев до 300 °С за 4–5 часов с выдержкой при 230–250 °С 2–3 часа, далее нагрев до 480 °С за 1–1,5 часа, а затем нагрев до 800 °С за 2,5–3 ч с выдержкой при 730–760° С 2ч. Охлаждение до 600 °С за 1–1,5 часа.

Принудительное заполнение каналов литейной формы осуществляют с помощью: ручных центро­бежных устройств, центробежных машин или заливают на машине «Вакуум-металл». После охлаждения опоки до 600°С отливку выбивают вместе с формовочной массой, которую вымывают струёй проточной воды. От полученного блока отливок, последние отрезают и передают на механическую обработку. Преимуществом эстрих-процесса по сравнению с ЛПВМ в оболочку является его высокая производительность, дешевизна, т. к. нет дорогостоящего этилсиликата, и высокая размерная точность при малой шероховатости. Недостаток: невозможность отливать сплавы, температура плавления которых, превышает 1100 °С, из-за распада гипса во время прокалки при 800 °С.  

 

Литература
  1. Campbell J. Complete Casting Handbook. Metal Casting Processes, Metallurgy, Techniques and Design. Elsevier Ltd., 2015, 1054 p.
  2. Liu Y., Bakhtiyarov S.I., Overfelt R.A. Numerical modeling and experimental verification of mold filling and evolved gas pressure in lost foam casting process. Journal of Materials Science, 2002, vol. 37 (14), pp. 2997–3003. https://doi.org/10.1023/A:1016029300243
  3. Лившиц В.Б., Кушнир А.П. Исследование структуры и свойств отливок из силуминов. Литейное производство, 2021, № 4, с. 19–22.
  4. Лившиц В.Б., Кушнир А.П. Особенности формирования поверхностного слоя отливки при контакте с покрытиями формы. Литейное производство, 2022, № 1, c. 7–9.
  5. Kridli G.T., Boileau J.M. Manufacturing processes for light alloys. Materials Design and Manufacturing for Lightweight Vehicles. Woodhead Publishing, 2020, 504 p.
  6. Лившиц В.Б., Казачкова О.А., Бобкова Е.С. Защитные покрытия пресс-форм для получения отливок. Литейное производство, 2018, № 9, c. 29–31.
Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.