Глава 17 Литьё в магнитные формы

Одной из разновидностей литья по газифицируемым моделям является литье в магнитные формы. При литье в магнитные формы операции, связанные с изготовлением моделей, исправлением моделей, исправлением дефектов на поверхности модели, монтаж модельных блоков и окрашивание моделей осуществляются аналогично технологическо- му процессу литья по газифицируемым моделям.

Отличается процесс по газифицируемым моделям от литья в магнитные формы формовкой модели, материалом, в котором производится формовка, и оборудованием.

Формовка производится на установке, имеющей контейнер, расположенный между двумя полюсами магнита (рис. 17.1).

Рис. 17.1. Установка для формовки: 1 — полюс магнита; 2 — стойка вращающегося контейнера; 3 — контейнер из листового дюралюмина; 4 — порошок армко-железо (технически чистое железо); 5 — подставка установки; 6 — модель из листов вспененного полистирола; 7 — конвейер.

Технологический процесс формовки осуществляется следующим образом. В контейнер из немагнитного листового дюралюмина (h < 2 мм) (п. 3) устанавливается модель с литниковой системой, выполненной из вспененного полистирола (п. 6). Модель устанавливают так, чтобы исключались поднутрения со стороны засыпки порошка армко-железа (п. 4). Литниковая система, как и при литье по газифицируемым моделям, облицовывается огнеупорной краской. При засыпке армко-железа контейнер подвергается вибрации. После уплотнения контейнера включают электромагнит и поджигают выступающую чашу модели.

Пенополистирол выгорает, а форма не разрушается, поскольку удерживается магнитным полем.

После выгорания модели производится заливка в магнитном поле художественной отливки. После кристаллизации отливки электромагнит (п. 1) выключается, контейнер поворачивается на 180° и отливка с металлическим формовочным материалом вываливается из контейнера и попадает на конвейер, который транспортирует армко-железо к пневмотранспорту. С помощью пневмотранспорта формовочный пневматический материал возвращается для формовки следующей модели. Отливка с литниковой системой укладывается в контейнер.

В последние годы разрабатывается процесс литья в магнитные формы, в котором металл заливают на модель. Под действием высокой температуры жидкого металла модель выгорает, и ее место занимает заливаемый металл. Однако из-за встречных потоков металла и газов от модели отливка получается насыщенной порами, которые в художественном литье недопустимы.

Глава 18 вакуумная формовка

Процесс разработан в 1976 году в Японии. Его иногда называют процессом пленочной формовки. Схема процесса представлена на рис.18.1.

Рис.18.1. Схема процесса вакуумной формовки.

1 – плёнка, 2 – модельная плита, 3 – ресивер,

4 – опока, 5 – заформованная опока, 6 – литни-

ковая чаша, 7 – груз

Суть процесса: тонкую (до 0,1 мм) полиэтилен-полиацетатную пленку I нагревают для размягчения (рис. 18.1, поз.а) и накладывают ее на модельную плиту 2 (поз. б). Модель и плита имеют отверстия, которыми они сое­динены с полостью вспомогатель­ного ресивера 3. В ресивере соз­дается вакуум. После облегания модели пленку можно окрасить огнеупорной краской. На плиту устанавливают опоку 4 коробча­той формы и вакуумируют. Внут­ренняя часть опоки имеет отвер­стия (поз.1). В опоку засыпают песок и уплотняют его вибрацией. Выравнивают верх песка с ладом опоки и накрывают пленкой. Под действием вакуума песок снизу и сверху плотно сжат пленкой. Затем сбрасывают вакуум и снимают опоку 5 с модельной оснаст­ки (поз. г). Аналогичным обра­зом изготавливают вторую половину формы и собирают их шеста (поз. д). На опоку устанавлива­ют литниковую чашу 6, груз 7 и заливают металлом. Заливку производят, поддерживая в обеих половинках формы вакуум. После отверждения отливки выключают вакуумы, и отливки с песком вываливаются из опоки. Песок вновь используют для формовки.

Вакуумная формовка - молодой процесс технологически доста­точно сложный и имеющий низкую производительность (3-6 форм в час). Однако преимущества его настолько велики, что им занимаются многие страны мира;

- Исключается смесеприготовительное отделение, т.к.используется сухой песок без связующего.

- Исключается сложное формовочное оборудование, т.к. для укло­нения достаточно вибрационного встряхивания.

- Упрощается отделение выбивки, т.к., смесь сыпуча, не комкуется легко высыпается из опоки.

Отливки получаются высокого качества по геометрии и поверх­ности. Возможно, получить отливки со стержнями. Без стержней выполняйся отверстия диаметром до 10 мм при отношении высоты к диаметру, как 2:1

В художественном литье способ вакуумной формовки является самым оптимальным при изготовлении крупногабаритных отливок типа оград, решеток, фигурных ворот, декоративных панелей. В ряде стран специализированные предприятия по изготовлению подобных отливок вакуумной формовой полностью вытиснили литейные, которые отливали их традиционным литьем в разовые песчано-глинистые формы. При этом способе повышается качество литья, и оно обходится дешевле.

Метод вакуумной формовки применяется также и при отливке относительно небольших изделий из сплавов различных видов. Например, в Японии в качестве рекламы отливают сувениры в виде пластины, на которой разбросаны рисовые колосья. На одном из заводов была отлита пластина толщиной 5 мм с габаритами

250х300мм, на которой размещена ветка сосны с шишками и шестерёнка. (рис18.2)

Рис.18.2. Литая пластина, на которой изображена

ветка сосны с шишками и шестерёнкой.

Модель шестерни выполнена без уклона, а ветка сосны имеет поднутрения, и это не мешало получить вполне приличный отпечаток на чугунной отливке. Для равномерного вакуумирования по всей площади модельной плиты была использована вязаная скатерть, рисунок которой хорошо просматривается.

Технология вакуумной формовки применялась для изгото­вления литой фурнитуры для окон и дверей (замочные накладки, шпингалеты, петли и др.) при проведении реставрационных работ Китайского дворца в г. Ломоносове, построенного в XVIII в. по проекту архитектора А. Ринальди. Оригиналы изготавливались из бронзы и латуни с последующей чеканкой. На них высверливалось большое число отверстий диаметром от 0,3 до 0,7 мм. В качестве наполнителя использо­вался кварцевый песок со средним размером зерен 0,16 мм, противопригарная краска состояла из талька, этилового спирта и поливинилбутироля. Применялась синтетическая пленка толщиной 0,05 — 0,1 мм. Отливки карцевали и полировали.

При воссоздании высокохудожественных уникальных изделий первоначально отливаются алюминиевые модели, которые после доработки служат для вакуумно-пленочной формовки. Корпуса старинных часов, как правило, состояли из нескольких частей. Их формовали специальным способом с "перекидкой" и с гипсовой подложкой. Несмотря на большую подготовительную работу, производственный цикл изготовления отливок часов способом вакуумной формовки значительно короче, чем при других способах литья. Формовку проводили в опоках 600 х 450 х 100 мм с использованием пленки СЭВИЛЕН толщиной 0,05 мм. Изготовленная отливка имела лицевую поверхность, практически не требующую дочеканки. Она только полировалась резиноабразивными кругами.

В связи с растущим интересом к различным предметам "под старину", выпуском мебели с металлической фурнитурой, строительством офи­сов, коттеджей ставится задача насыщения рынка художественными отливками из бронзы, латуни, мельхиора, нейзильбера, чугуна. Изделия, которые в основном имеют плоскую конфигурацию с несложным разъемом, целесообразно изготавливать методом вакуумной формовки.