Глава 15 литье в резиновые формы(микролитье)

Cуть процесса состоит в следующем.

На резиновый вулканизированный диск с отпечатком, повторяющий контур будущей несложной модели иногда совместно с центральной литниковой системой, устанавливают второй, который представляет собой верхнюю полуформу. В центральной части последней имеются литниковая чаша и стояк, который связан с литниковой системой, расположенной в плоскости разъема резиновой формы. Литниковая система представляет собой веер из нескольких «лучей», которые соединяются заливаемым металлом с отпечатками будущих отливок. Таких лучей может быть до 10.

Резиновые формы изготовляют из силиконового полимера с наполнителем — аэросилом. Жидкий металл заливают в литейную форму, вращающуюся со скоростью до 240 об/мин. Заливка и кристаллизация сплавов проходи! под действием центробежных сил.

Заливаемые сплавы имеют температуру плавления от 180 до 320 °С. Это обусловлено термостойкостью резины. Как правило, используют сплавы оловянно-свинцовые, лигированные медью, сурьмой, мышьяком и висмутом. При заливке цинковых сплавов стой кость формы уменьшается. Сейчас за рубежом проводят разработку новых составов резин, стойких к термоокислительному старению до 450 °C, с тем чтобы в них можно было отливать отливки из более высокотемпературных сплавов, например цинка.

В Санкт-Петербурге создана полуавтоматическая установка П-118, предназначенная для изготовления отливок из низкотемпературных сплавов в резиновые формы (рис. 2.15.1).

Рис. 2.15.1. Схема установки П-118 для изготовления мелких отливок в резиновых формах: 1 — черпак; 2 — нагревательный элемент; 3 — тигель; 4— металлопровод;

5 — резиновая форма; 6— матрица.

Сплав расплавляется в печи с нихромовыми нагревателями. Поддержание температуры от 200 до 600 °C осуществляется автоматически. Перед разливкой металла в тигель опускается черпак, у которого сбоку имеется отверстие. Для заливки формы черпак поднимается из ванны вверх. Когда его отверстие совместится с отверстием металлопровода, жидкий металл начинает поступать в литейную форму, которая к этому времени вращается с заданной скоростью. Количество поступающего металла определяется временем выдержки черпака в верхнем положении. Управление работой печи осуществляется в ручном и автоматическом режимах.

В случае индивидуального литья процесс литья в резиновые формы осуществляется так. Сплав предварительно расплавляется в автономной печи сопротивления. Затем ручным черпаком сплав заливают во вращающуюся форму, выполненную из силиконового полимера с аэросилом. Управление работой оборудования осуществляется в ручном режиме.

На рис. 2.15.2 приведена центробежная машина с вертикальной осью вращения для отливки мелких отливок.

Рис. 2.15.2. Центробежная машина с вертикальной осью вращения для отливки мелких деталей: 1 — сварная рама; 2 — мотор; 3 — ступенчатый шкив мотора; 4 — кронштейн; 5 — вращающийся вал центробежной машины; 6 — подпятник; 7 — ступенчатый шкив, находящийся на вращающемся валу центробежной машины; 8 — вращающийся стол; 9 — откидные болты; 10 — стальной диск; 11 — клинья; 12 — кожух; 13 — силиконовая пресс-форма.

Показана наиболее простая центробежная машина, применяемая для отливки мелких деталей. На чугунной плите (п. 1) укреплен кронштейн (п. 4), в который упирается вал вращающегося стола (п. 5); вал этот одним концом упирается в подпятник (п. 6), а другой ввинчен во вращающийся стол (п. 8).

Через нарезку вращающегося стола и шпинделя пропущены два дополнительных винта, скрепляющие их. Перед заливкой металла на вращающийся стол помещают резиновую форму (п. 13), а на нее накладывают стальной диск (п. 10), имеющий три наружных выреза, через которые пропускают откидные болты (п. 9). В верхней части откидных болтов имеются сквозные прямоугольные вырезы, в которые забивают клинья (п. 11) для того, чтобы зажать форму между вращающимся столом и верхним диском машины. В центре диска (п. 10) имеется отверстие диаметром 60 мм, через которое металл заливается в форму. Очень важно, чтобы высота формы была выдержана; если высота формы будет меньше или больше высоты опоки, то клинья плохо зажмут ее и при вращении стола центробежной машины форма может сорваться. Большое внимание следует уделять центрированию формы по отношению к вращающемуся столу и верхнему диску. Для этого перед накладыванием диска форму помещают на стол центробежной машины и медленно вращают его рукой; форму при этом передвигают рукой до тех пор, пока литниковое отверстие ее не будет совпадать с центром вращающегося стола машины.

После того как форма закреплена на вращающемся столе, на центробежную машину надевают кожух (п. 12), предохраняющий литейщика от попадания на него брызг металла.

В центре кожуха имеется отверстие, совпадающее с отверстием верхнего диска. Через эти отверстия в форму заливается расплавленный металл. Вращающийся стол приводится в движение мотором (п. 2) мощностью 0,5 кВт с числом оборотов 1400 в минуту. На шпинделе вращающегося стола и мотора укреплены ступенчатые шкивы (п. 3 и 7). Передача движения от мотора к вращающемуся столу осуществляется с помощью клиновидного ремня.

Образцы художественных отливок из легкоплавких сплавов, полученных литьем в резиновые формы (микролитьем), приведены на цветной вкладке фото 2.15.1—2.15.11 (дипломные работы выпускников кафедры компьютерного дизайна МГУПИ, музей МГУПИ).