Литье по газифицируемым моделям

Метод литья по газифицируемым моделям запатентован в 1958 г. в США. Общая технология процесса проста: модель изготовляется из пенопласта с малой плотностью. Окрашенная модель с литниковой системой помещается в опоку, которую заполняют песком или другим опорным материалом. Затем на газифицируемую модель заливают жидкий металл. От тепла металла модель газифицируется, и ее место занимает металл. После охлаждения отливку выбивают, очищают и передают на последующие финишные операции. Такова, общая схема технологического процесса. Тем не менее различают два процесса: процесс, применяемый в индивидуальном производстве, и процесс, осуществляемый при серийном и массовом производстве.

При индивидуальном производстве модели изготовляют путем механической обработки плит и блоков с плотностью 0,01-0,03 г/см3, поставляемых промышленностью.

Механическая обработка пенополистирола может производиться на деревообрабатывающем оборудовании. Пенополистирол хорошо обрабатывается проволокой, нагреваемой электрическим током.

Соединение отдельных элементов литейных моделей осуществляется склеиванием, сваркой и спеканием токами высокой частоты.

Применяются различные клеи, которые не разрушают полистирол, не влияют на газификацию модели и на химический состав металла, а также легко выгорают.

Формовка моделей может осуществляться различными способами: трамбованием, встряхиванием, вибрацией. При этом используют песчано-глинистые, жидкос-текольные, самотвердеющие, цементные смеси. Одним из преимуществ рассматриваемой технологии является возможность формовки в сухой песок, не содержащий связующего. При этом целостность формы сохраняется за счет того, что песок удерживается металлом, замещающим в форме модель, и парами стирола, которые, проникая в форму, скрепляют между собой частички песка. При плавке металла пенополисти-рол вначале быстро расплавляется, затем газифицируется и воспламеняется. Горение паров стирола сопровождается выделением копоти и продуктов разложения модели. При литье в закрытую форму, т. е. без доступа воздуха, горения не происходит. Пенополистирол только плавится и газифицируется, а пары стирола, проникая в форму, конденсируются в ней. Таким образом, в отличие от других методов литья при литье по газифицируемым моделям (моделям из пенопласта) создаются условия, позволяющие не удалять модель из формы перед заливкой. В некоторых случаях модели из пенопласта перед заливкой металла удаляются из формы путем выжигания, возгонки, растворения и т. д.

Благодаря сравнительной простоте механической обработки полистирола и изготовления моделей из этого материала литье по газифицируемым моделям нашло применение для изготовления художественных отливок. Эту технологию целесообразно использовать, когда необходимо изготовить единичный экземпляр несложной по конфигурации отливки, например фирменной или мемориальной доски, различных накладок с несложным орнаментом и т. п.

Процесс, осуществляемый в серийном и массовом производстве, отличается от индивидуального производства. Для изготовления моделей используют гранулы полистирола, которые готовят путем полимеризации стирола с одновременным введением в состав низкокипящих компонентов. Это позволяет при нагреве гранул до 80-100 °С получить пористый полистирол. Одной из важных характеристик гранул суспензионного полистирола, определяющей его свойства и режим переработки, является молекулярная масса. С увеличением молекулярной массы повышается механическая прочность и теплостойкость полистирола. Молекулярная масса может составлять от 30 ООО до 60 000.

Для изготовления литейных моделей гранулы полистирола, как правило, подвергаются предварительному подвспениванию — нагреву, который сопровождается ростом гранул. Предварительным процесс называют потому, что его прерывают и продолжают в дальнейшем при оформлении моделей в пеноформах. При вторичном нагревании гранулы, расширяясь, заполняют все промежутки и пустоты в пеноформе и спекаются между собой под влиянием возникшего давления. В качестве источника нагрева используются горячая вода, водные растворы солей, паровоздушная смесь, токи высокой частоты, горячий воздух.

Комментарии запрещены.