Технология литья по выплавляемым моделям

В основе литейного процесса по выплавляемым моде­лям лежит использование легкоплавких материалов: модель отливки и ее литниковая система делается из воска, парафи­на или стеарина. Любой из этих легкоплавких материалов в горячем режиме заливают в пресс-форму, а после затвер­дения получают восковую модель и покрывают ее специаль­ным составом. После просушивания на модели образуется ог­неупорная оболочка — керамическая форма, из которой выплавляют модельный состав и получают тонкостенную ли­тейную форму, которую после прокалки заливают расплавлен­ным металлом. Для получения нескольких одинаковых моделей из воска применяют эластичную форму, используя для ее изготовления столярный клей или технический желатин. Второй материал более предпочтителен как в качественном отношении, так и по срокам приготовления. Если желатин набухает за полчаса (150 г желатина на 15 мг воды при регулярном перемешивании), сто­лярный клей замачивают водой на сутки. Желатин после неко­торой добавки воды разбухает, но при нагревании обретает прежний объем. Желатиновую массу варят до состояния одно­родной, напоминающей по виду густую сметану, добавляют 708 мл горячей воды с пластификатором (3-4 г глицерина) и тщательно перемешивают. Чтобы полученную массу уберечь при хранении от плесени, в нее вливают полграмма антисепти­ка — формалина или фенола. После массу остуживают до 50°С и запивают ею образец. Чтобы эластичная форма не деформи­ровалась после застывания, ее с тыльной стороны дополнитель­но укрепляют гипсом. При формовке гипсовой модели в фор­ме из клея, ее обезжиривают, протерев тальком, и дважды задубливают 20% раствором алюминиевых квасцов. С целью тиражирования восковых моделей для отливки одинаковых деталей, например литых украшений для ограды усадьбы, изготавливают резиновую пресс-форму. Пресс-формы подразделяют на разъемные и разрезные. Разъемные снабжают подшипниковыми шариками, которые служат замками-фиксаторами частей формы, и укладывает их на нижней части резиновой формы так, чтобы они не препятствовали извлечению восковой модели. В разрезной пресс-форме необходимость в подшипниковых шариках отсутствует. Из сырой резины вырезают листы по размеру металлических зажимных пластин, промывают бензином и складывают в стопы, которые наслаиваются в зависимо­сти от размера модели. Сама пресс-форма состоит из двух по­ловин, между которыми укладывается металлическая модель, резина вокруг которой натирается тальком. После этого пакет располагается на талькированной зажимной плите, накрыва­ется второй плитой и зажимается в струбцине вулканизатора на 40-50 минут при температуре 140-150'С. После вулканиза­ции освобожденный пакет вместе с пластинами охлаждается под водой. Если на образце литник отсутствовал, то его выре­зают прямо в пресс-форме. Резиновая пресс-форма очень удобна при изготовлении большого количества одинаковых деталей — звеньев цепи, браслета, элементов разъемного орнамента и других деко­ративных изделий, поскольку для их отливки требуется много восковых моделей. Различают легкоплавкие и тугоплавкие составы для со­здания моделей. Первые более податливы, их изготавливают на парафиновой и стеариновой основе.В пресс-форму модельный состав запрессовывается под давлением пресс-шприца, который литейщик легко изгото­вит сам. Для этого необходимы отрезок трубы, 2 штуцера, поршень, алюминиевая трубка. Способ изготовления таков. С одной стороны трубу зава­ривают или запаивают. Из алюминия вырезают поршень по отверстию трубы, который необходимо снабдить ручкой (стер­жень при этом равен длине трубы). В заделанной части трубы сверлят отверстие, в которое впаивают штуцер под резиновый шланг, другой конец которого снабжают штуцером-наконечни­ком, соответствующим диаметру литника пресс-формы. Заполненный модельным составом, пресс-шприц окунают в кипящую воду до готовности расплава, который тщательно пе­ремешивают и охлаждают до пастообразного состояния при температуре 55-60°С и запрессовывают в талькированную пресс-форму. Так же, под давлением в пресс-форму подаешь и расплавленный металл. Также литейщик может, самостоятельно смастерив еще одно необходимое для работы приспособление — ручную центрифугу. В деревянную ручку нужно пропустить стальной стержень диаметром 7 мм, к нему неподвижно прикрепит серьгу (при этом ручка должна свободно вращаться на стержне). Подставкой для опоки будет служить сталь­ной цилиндр, дно которого составляет не более 100 мм. в диаметре. К подставке при­варивают скобу с кольцом по­средине, которое соединя­ется с серьгой коромыслом (40 см) из прочной проволо­ки с надежными кольцами на концах. Опока должна сво­бодно умещаться в подстав­ке и по форме дублировать ее — тот же цилиндр, но без дна. Формовка модели про­изводится таким образом. Расплавленным воском к мо­дели крепят стальные иглы — литниковые штифты, кото­рые должны пересекаться в одной точке, где они также скрепляются воском. Исходя из размеров модели, опоку выби­рают такой высоты, чтобы между ее дном и моделью был зазор не менее сантиметра, а вверху в формовочной массе можно бы­ло бы вырезать литниковую чашу для плавки металла. Готовой формовочной массой заполняют опоку на огне­упорном листе (асбесте). Взяв модель за штифт, ее погружа­ют в незастывшую формовочную массу, слегка покачивая из стороны в сторону, чтобы не попадал воздух. После затверде­ния массы (при наличии замедлителя — не раньше, чем через час) в верхней части опоки вырезают ситниковую чашу и вытаскивают штифты. Литниковые каналы должны находиться в цен­тре чаши. Операция выплавления (удаления) восковой модели такова: опоку ставят в зажженную духовку газовой плиты и по­степенно, чтобы не повредить форму, около двух часов повы­шают температуру до 350°С; затем опоку вынимают и кладут по­очередно одним или другим боком на горелку, предварительно подложив асбестовую плитку, и окончательно выплавляют воск.

Получение отливки

Как только бока опоки раскалятся докрасна, ее помещают в ручную центрифугу, а литниковую чашу загружают металлом с добавкой соответствующего флюса и плавят на пламени го­релки. После полной расплавки начинают вращать центрифу­гу, в результате чего жидкий металл устремляется в полость формы, заполняя ее и кристаллизуясь приблизительно за 20 оборотов центрифуги. Процесс завершается охлаждением в воде и выемкой готовой отливки, то есть изделия художест­венного литья.