ЛИТЬЕ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ. Литье по выплавляемым моделям ювелирное


Суть технологического процесса литья по выплавляемым моделям

Суть технологического процесса литья по выплавляемым моделям

В пресс-формах изготавливают модели из воскоподобных материалов (наиболее распространенный вариант техпроцесса) и их компонуют в блоки моделей с литниковой системой. Затем приготовляют суспензию, состоящую из кремнийорганического жидкого связующего и пылевидного огнеупора. Суспензия послойно наносится на блок моделей. Обсыпается зернистым огнеупором и отверждается. Число слоев определяется массой блока и колеблется от 3 до 15. Из полученной формы нагревом удаляют модельный состав, затем ее прокаливают при 800—1000 °C и в горячем состоянии заливают металлом. Отливки отделяют от литниковой системы, очищают в щелочной среде, термически обрабатывают и передают на окончательную отделку, включающую шлифовку, полировку, гальванические покрытия, эмалирование, чернение и пр. (материалы для эмалирования и чернения приведены в Приложении). Приведенный технологический процесс применяется для отливок из металлов и сплавов, температура плавления которых превышает 1100 °C, или для художественных отливок большой массы.

Ювелирные отливки из сплавов на медной, алюминиевой, цинковой основах, а также из серебра и золота выполняются эстрих-процессом, где операции проводят в несколько другой последовательности и применяют другие материалы. Пресс-формы, в которых изготовляют модели из воскоподобных материалов, выполняются из ласила, виксинта или резины. После того как изготовлены модели и получены блоки, их помещают в трубчатые опоки и заливают суспензией, состоящей из огнеупорных материалов (динаса или кристобалита), гипса и воды. После отвердения суспезии опоки помещают в муфельную печь и производят выплавку модельного состава. Затем форму прокаливают при 750–800 °C и заливают расплавленным металлом. Дальнейшие операции выполняются по приведенной выше технологии, за исключением выщелачивания. Удаление формовочной массы производится под струей воды (вспомогательные материалы, используемые при литье по выплавляемым моделям для сплавов с температурой плавления свыше 1100 °C и литье эстрих-процессом, приведены в Приложении).

В нашей стране этот вид литья получил развитие в 1968 г. Тогда были произведены закупки оборудования в ФРГ и Италии. Технология стала высокопроизводительной и экономичной, благодаря чему ювелирные изделия подешевели.

В производстве ювелирных изделий выделяют ручное, точное литье, прокатку в вальцах, штамповку и механическую обработку.

Точное литье по выплавляемым моделям позволяет существенно удешевить производство, копировать и тиражировать ювелирные изделия в любом количестве. Кроме того, механической обработки требуется меньше, и себестоимость изделия в целом оказывается значительно ниже, чем при использовании любого другого метода литья. Все это дает возможность быстро реагировать на изменение рыночной ситуации и обеспечивает литейным ювелирным изделиям большую конкурентоспособность. Поэтому возникает потребность механизации ювелирного дела – от ручной сборки до тиража, выполняемого точным литьем. Кроме того, необходимо специализировать технологические процессы изготовления ювелирных изделий и оснастить рабочие места специализированным оборудованием.

В наше время Россия в числе передовых стран – таких, как Италия, Германия, США, Израиль и Турция, – занимает одно из ведущих мест по производству ювелирной продукции.

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

tech.wikireading.ru

Литье по выплавляемым моделям - Александр

 

Оборудование для литья:

Металл в формы заливают двумя способами: центробежным и вакуумного всасывания. Принудительное заполнение литейных форм при центробежном способе происходит под действием центробежных сил вращающейся печи. Сущность способа вакуумного всасывания заключается в удалении (выкачивании) воздуха из литейной формы во время заливки. Давление в форме понижается до 0,75-2,25 Па против атмосферного, создавая таким образом искусственное избыточное давление жидкого металла на стенки формы.

Какое купить оборудование, какой тип литья предпочтительней, чтобы выдержать растущие требования к качеству литья и при этом достичь высокой производительности по выпуску изделий, технологической гибкости, возможности работать с малыми и большими дозами шихты.

Большинство ювелирных литейных участков по инерции еще продолжают эксплуатировать старого класса ручные поворотные установки с резистивными нагревателями или муфелями. Чтобы обеспечить выполнение заказов в срок приходится отливать на 5-15% продукции больше, чем заявлено, так как некоторые из этих отлитых заготовок снова попадают в переплав по причине невозможности устранения литейных дефектов. При этом, увеличиваются общие затраты производства связанные с повышенной трудоемкостью монтажных операций и исправлением дефектов.

При центробежном способе литья заполнение форм жидким металлом и его кристаллизация происходят под воздействием центробежных сил. Качество литья при этом зависит от умения точно рассчитывать и управлять параметрами разгона и вращения центрифуги. Скорость вращения центрифуги влияет на время заполнения формы и на качество поверхности отливки, а разгон с изменяемым ускорением должен задавать непрерывность течения струи в режиме близком к ламинарному режиму. Для устранения вибраций и механических колебаний необходимо тщательно перед процессом заливки балансировать на машине каждую опоку путем перестановки положения груза - противовеса. Все эти моменты весьма сдерживают процесс продвижения центробежных машин в ювелирную отрасль.

Весьма привлекательно для ювелиров выглядят новые разработки литейных вакуумных машин, в которых индукционную плавку металла проводят в защитной среде, а заливку металла осуществляют в вакуумируемую форму через донную часть тигля. Еще более совершенными выглядят вакуумные индукционные машины, в которых допускается возможность создания избыточного давления для подпрессовки жидкой в фазы металла в момент окончания заполнения формы.

Так же большую роль в ювелирном производстве играет процесс плавки, который во многом зависит от типа используемой печи. Наиболее предпочтительно использование индукционных печей или установок с регулировкой мощности нагрева, которые быстро, с минимальным угаром благородного металла позволяют достигнуть температуры литья металла. При этом, электромагнитное поле индуктора обеспечивает не только нагрев, но и перемешивание жидкого металла, которое дает однородность и гомогенность сплава от низа до верха заливаемой формы. Все это немаловажно для качественного ювелирного литья.

Существуют также метод совместного литья под давлением и вакуумного всасывания и совместное применение центробежного литья и вакуумного всасывания, однако из-за сложности литьевых механизмов они не нашли широкого применения.

В настоящее время применяют литьевые машины, однако из-за высокой цены установок и расходных материалах, большого срока окупаемости и ограничений литьевых машин, чаще всего используют обычную индукционную печь, вакуумный насос и рессивер. Иногда этого достаточно, чтобы делать шедевры.

Эталоном модели называется оригинал - образец будущей отливки.

Металлическая модель снабжается воронкообразным литником и с нее снимается резиновая форма. Материал для изготовления эталона не должен менять свои свойства, разрушаться в процессе вулканизации резиновых пресс-форм, химически взаимодействовать с резиной. Параметр шероховатости поверхности эталона должен быть не ниже требуемого для получаемых по нему отливок: раковины, царапины, вмятины на его поверхности недопустимы. Размеры эталона должны превышать размеры готовой модели (на 5 - 6 %) с учетом общей усадки металла при затвердении отливок и припуска на механическую обработку.

На предприятиях ювелирной промышленности для изготовления эталона обычно используют золото пробы 585, причем поверхность его покрывают родием для нейтрализации действия азотной кислоты, выделяемой в процессе вулканизации. Резиновая пресс-форма предназначена для получения восковых моделей отливок. Пресс-формы изготовляют как из импортных, так и из отечественных сортов резины. Различают разрезные и разъемные пресс-формы.

Процесс изготовления разъемных пресс-форм.

Опоку основанием устанавливают на гладкую опорную поверхность и заполняют пластилином, в пластилин вдавливают (до половины) эталон модели. На первую опоку устанавливают вторую и заливают их водно-гипсовым раствором. Когда гипс затвердеет, опоки переворачивают, пластилин удаляют, а освободившееся пространство опоки заполняют небольшими кусочками сырой резины . Эталон остается (наполовину) в гипсе, в котором делаются углубления для возможности получения в дальнейшем выступов резиновой формы. Опоки устанавливают на вулканизационный пресс, на котором в течение 45 - 60 мин при температуре 150 - 160 °С производят вулканизацию кусочков резины. После вулканизации гипс разбивают и удаляют из опоки. Эталон извлекают и тщательно очищают. Резиновую пресс-форму тоже очищают, посыпают тальком и снова укладывают в нее эталон. Затем опоку устанавливают так, чтобы готовая резиновая пресс-форма находилась внизу, а пространство, занятое до этого гипсом, заполняют кусочками сырой резины. Опоки вновь устанавливают на вулканизационный пресс для вулканизации резины второй части пресс-формы. После этого эталон отделяют от резиновой пресс-формы и прорезают в ней литниковый канал.

Процесс изготовления разрезных резиновых пресс-форм.

Эталон модели помещают между двумя резиновыми пластинами соответствующей толщины, затем производят их вулканизацию под прессом, во время которой эталон вдавливается в разогретую, размягченную резиновую массу. Для отделения эталона пресс-форму необходимо разрезать, что является недостатком этого метода. Восковую модель получают путем заливки резиновых пресс-форм воском в инжекционной установке. Перед запрессовкой пресс-форму тщательно очищают и смазывают эвкалиптовым маслом или водно-глицериновым раствором. Запрессовку модельного состава (воска) в пресс-форму производят при температуре 60 - 85 °С и давлении 2 - 15 Па. После запрессовки пресс-форму в течение 1 - 1,5 мин охлаждают в холодильнике. Готовые модели напаивают в виде елочки вокруг воскового стояка. "Елки" из воска ставят на резиновое основание. Сборный модельный блок обезжиривают в спирте или четыреххлористом углероде и просушивают в естественных условиях. Для обезжиривания можно использовать и мыльный раствор, промыв затем блок в холодной воде и обсушив его в естественных условиях. Последнее время, для материалов модели используют парафин с добавкой 5 полиэтилена при температуре 80° под давлением.

Литейные формы (заливка опок)

Литейные формы изготовляют из огнеупорной формовочной смеси на вибровакуумной установке. Операцию выполняют в таком порядке: раствор из формовочной смеси и дистиллированной воды (0,3 - 0,4 л на 1 кг смеси) тщательно перемешивают, а затем для удаления воздуха вакуумируют в течение 2 - 3 мин при давлении не более 0,075 Па; одновременно в металлические опоки устанавливают модельные блоки.

Опоки затем помещают в установку, заливают формовочной смесью и вакуумируют 2 - 3 мин при давлении не выше 0,075 Па .

Через 40 - 60 мин, когда формовочная смесь затвердеет, с опок снимают резиновые уплотнители, а формовочную смесь подрезают на торцах литейной формы; поместив затем литейную форму в сушильный шкаф и выдержав ее там в течение 1 - 3 ч при температуре 90 - 100 °С, выплавляют модельный состав. Воск обычно собирают в поддон из нержавейки, помещенный на дно муфельной печи поддон вынимают, воск используют повторно.

После выплавления модельного состава литейные формы прокаливают в прокалочных печах по особым режимам: нагрев от 20 до 150 °С в течение 0,5 ч, выдержка при температуре 150 °С в продолжение 3 ч; нагрев от 300 до 700 °С в течение 3 ч, выдержка при температуре 750 °С в течение 3 ч.

Отливкa.

Отливки получают следующим образом: прокаленные литейные формы заливают расплавленным металлом на установках для центробежного литья, установках "Вакуум-металл" или специальных вакуумных индукционных литейных машинах - о преимуществах которых знают все ювелиры.

Температура опоки для заливки для сплавов СрМ 875, СрМ 916, ЗлСрМ585-80, ЗлСр750-150 - 400...580 °С, а для сплава ЗлМНЦ-750 - 500...600 °С.

Температура жидкого металла должна быть выше температуры плавления на 50-200 градусов в зависимости от сплава и формы изделий.

Невысокая температура не даст металлу хорошо пролиться, большой перегрев и наличие кислорода дает поры.

В любом случае оптимальную температуру опоки и расплава литейщики подбирают самостоятельно, из собственного опыта, поскольку в большинстве случаев приборы измеряющие температуру имеют погрешности, термопары имеют инерционность и установлены в прокалочных печах по разному.

Не следует пренебрегать рекомендациям поставщиков формовочных смесей и поставщиков лигатуры.

Литейные формы, залитые сплавами золота и серебра, охлаждают в воде, а залитые сплавом ЗлМНЦ - в естественных условиях. После охлаждения отливки выбивают из литниковых форм, очищают от формовочной смеси , а затем отбеливают.

xn----otbfcjiade0a.xn--p1ai

ЛИТЬЕ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ.

Поиск Лекций

ЛЕКЦИЯ№ 6

 

 

 

Технологический процесс литья драгоценных металлов и сплавов, от изготовления модели до получения необходимого количества отливок, делится на следующие стадии:

 

1. Изготовление мастер модели.

2. Изготовление резиновых пресс-форм.

3. Изготовление восковых моделей.

4. Изготовление восковой елочки.

5. Изготовление литейных форм.

6. Заливка металла в опоку.

7. Очистка отливок.

 

Рассмотрим каждую стадию в отдельности.

 

1.Изготовление мастер-модели.

Для дублирования ювелирных изделий методом литья необходимо изготовление мастер-модели будущих изделий. Мастер-модель изготавливается из специального воска, пластика или металла. Модели, изготовленные из модельного воска или пластика, отливают из металла и обрабатывают.

Металл, из которого делают мастер-модель, может быть различным – латунь, медь, золото, серебро, платина или любой другой твердый металл с температурой плавления более 300 градусов Цельсия. Мастер-модель изготавливают с учетом усадки резины, воска и металла. Нельзя допускать ошибки и неточности при изготовлении мастер-модели, так как, все дублированные изделия будут повторять эти ошибки и неточности.

На законченную мастер-модель желательно нанести слой никеля, родия или сплава «олово-никель».

Мастер-модель должна быть толще, чем готовое ювелирное изделие примерно на 10%, что бы учесть усадку резины, воска и золота, а так же припуски на опиловку и полировку. Например, мастер-модель для кольца размером 16 должна быть изготовлена размером 16,5.

После изготовления мастер-модели, к ней припаивают литниковый стержень диаметром 2-3,5 мм. Концы литниковых стержней делают в форме конуса по размеру подходящему к соплу воскового инжектора.

Литниковая система должна обеспечить правильное распределение воска, и в конечном итоге, металла к различным частям отливки, не допустив при этом разрушения формы, а так же завихрения при движении металла по литнику.

 

2 Изготовление резиновых пресс-форм.

 

Для получения резиновой пресс-формы необходимо иметь следующее оборудование и материалы.

1. Вулканизационный пресс.

2. Формовочную резину.

3. Металлическую прямоугольную обойму (формовочную опоку).

4. Формовочный нож.

5. Держатель для пресс-формы.

Вулканизационный пресс состоит из винтовой пары с маховиком, двух нагревательных плит и системы терморегулирования. Пресс предназначен для вулканизации сырой резины, которую устанавливают между двумя нагретыми плитами.

Модельная резина, используемая для изготовления пресс-форм, не должна вызывать коррозию мастер-модели и должна обладать хорошими эластичными свойствами. Резины используемые для изготовления пресс-форм бывают каучуковые и силиконовые. Кроме того, они подразделяются на усадочные и безусадочные.

Прямоугольная обойма (формовочная опока) изготавливается в разборном и цельном вариантах из легкого металла, например алюминия. Размеры отверстий опок могут быть различными в зависимости от формы мастер-модели. Кроме того, формовочная опока должна иметь широкие стенки, что бы она не ломалась при давлении вулканизатора.

Формовочный нож – это нож с лезвиями хирургического типа со стальной или пластмассовой ручкой, в которой имеются пазы для закрепления лезвий. Для разрезки формы применяют три типа лезвий – прямые заточенные с одной стороны, прямые заточенные с двух сторон и кривые. При разрезке резиновых пресс-форм очень важно, что бы лезвие было остро заточенное. Тупое лезвие приводит к облоям, создает заусеницы на восковках.

Держатели используются при разрезке резиновых пресс-форм. Они изготавливаются из металла и имеют обычно форму бельевой прищепки с острыми зубцами. Держатель крепко схватывает резину, что позволяет оттягивать ее при разрезке.

 

Силиконовые резины.

Силиконовые резины разработаны для изготовления пресс-форм, с использованием вулканизатора с температурой вулканизации 165-177 градусов Цельсия.

 

Технология изготовления резиновых пресс-форм из силиконовой резины.

 

1. Закрепить мастер-модель в формовочную опоку.

2. Разметить заготовки сырой резины.

3. Нарезать заготовки сырой резины.

4. Заполнить опоку резиной.

5. Установить опоку между двумя металлическими пластинами.

6. Вулканизировать опоку в течении 30-90 минут в зависимости от толщины при температуре 165-177 градусов Цельсия.

7. Извлечь пресс-форму из опоки.

8. Разрезать пресс-форму на две части.

9. Извлечь модель из пресс-формы.

 

Жидкие силиконовые резины.

Жидкие силиконовые резины разработаны для изготовления резиновых пресс-форм без использования вулканизатора. Затвердевание жидкой резины при комнатной температуре позволяет изготавливать модели, для которых температура и давление оказывают пагубное воздействие. Жидкие резины затвердевают около суток и практически не дают усадки.

В России с использованием импортных компонентов производится жидкая силиконовая резина ЛАСИЛ-Т. Это прозрачная высокопрочная двухкомпонентная резина холодного отверждения. Прозрачность резиновых форм изготовленных из ЛАСИЛ-Т существенно облегчает их разрезку, а также позволяет контролировать заливку воска.

 

Технология изготовления резиновых пресс-форм из жидкой резины.

 

1. Подготовить модель к заливке резиновой смесью. Для этого надо очистить ее поверхность от посторонних частиц, смазать вазелином или мыльным раствором для облегчения последующего отделения резины от модели.

2. Смешать компоненты резины согласно рекомендации производителя.

3. Тщательно перемешать компоненты шпателем, избегая при этом перегрева смеси выше 35 градусов Цельсия.

4. Вакуумировать смесь 1-2 минуты для удаления пузырьков воздуха. Для этого необходимо поместить смесь в вакуумную камеру, добиваясь «поднятия» смеси (увеличения объема) и последующего «опадания».

5. Аккуратно залить приготовленную смесь в формовочную опоку поверх модели, избегая при этом захвата воздушных пузырьков. При комнатной температуре смесь полимеризуется за 18-24 часа. При повышении температуры смесь полимеризуется существенно быстрее, но при этом заметно увеличивается усадка резины.

6. Извлечь резиновую пресс-форму из формовочной опоки.

7. Разрезать пресс-форму на две части и извлечь модель.

 

3. Литье воска под давлением.

 

Воск нагнетается в резиновую пресс-форму при помощи воскового инжектора.

 
 

 

 

крышка

 
 

Сжатый воздух

 
 

воск

Сопло трансформаторное масло

 
 

 

 

Нагревательный элемент

 

 

Схема воскового инжектора

 

Для повышения качества изготовления восковых моделей, многие процессы в современных восковых инжекторах автоматизированы. Литейщик только один раз подбирает все необходимые параметры для заполнения пресс-формы воском. В последующем все операции, включающие в себя сжатие половинок пресс-формы, доставка ее к соплу, центровка и заполнение формы воском происходит автоматически. Кроме того, инжектора снабжаются вакуумным блоком, с помощью которого внутри пресс-формы создается разрежение, что способствует лучшему растеканию воска в полости пресс-формы. Разборка пресс-формы и извлечение восковой модели производится вручную. Современные восковые позволяют:

· Контролировать температуру воска с точностью до 1©.

· Удалять воздух из пресс-формы, обеспечивая безупречное ее заполнение воском.

· Обеспечивать получение любых восковых моделей, как толстых, так и тонких, и любой степени сложности.

· Уменьшить процент отходов воска.

Инжекторные воски.

Сырьем для получения восковых моделей являются инжекторные воски различных марок, выпускаемые в плитках и гранулах, различающиеся по свойствам и соответственно по цвету.

Все сорта инжекторных восков безопасны, не токсичны и не канцерогенны.

Для достижения оптимальных результатов необходимо правильно выбирать сорт воска, учитывая при этом характеристики формы и производственные требования. К каждой разновидности форм и к каждому сорту воска предъявляются свои требования относительно давления, температуры и времени выдержки. Правильная комбинация этих составляющих может быть найдена только экспериментальным путем.

Кроме того, надо учитывать, что характеристики формы меняются при повторном нагнетании в нее горячего воска. Правильная комбинация данных для холодной формы может оказаться неправильной при повторном использовании. Таким образом, промежуток времени необходимый для охлаждения пресс-формы между нагнетаниями в нее воска, так же является одной из составляющих процесса изготовления восковых моделей.

 

Технология изготовления восковых моделей.

1. Заполнить инжектор воском.

2. Включить инжектор и расплавить воск.

3. Установить температуру воска необходимую для заполнения конкретной формы. (62-72©).

4. Установить на входе регулирующего клапана инжектора необходимое давление (0,2-1,0 кг/кв.см.) в зависимости от формы и толщины модели.

5. Заполнить пресс-форму модельным воском.

6. Охладить пресс-форму в течение 2-3 минут и извлечь восковую модель.

7. Для получения большого количества восковых моделей процесс повторяется многократно.

Восковую модель из пресс-формы необходимо удалять сразу же после затвердевания, то есть через несколько минут после нагнетания. Если оставить восковую модель в резиновой пресс-форме надолго, то он высыхает. При этом портится пресс-форма, а воск становится слишком хрупким и ломким, что приводит к порче восковой модели.

 

Дефекты восковых моделей.

Вид дефекта Причина возникновения Способ устранения
Воздушные пузырьки в модели Недостаточное количество воска в инжекторе Заполнить инжектор воском
Воск слишком горячий или холодный Отрегулировать температуру воска
Недостаточный контакт между пресс-формой и соплом инжектора Установить пресс-форму параллельно плоскости основания инжектора
Давление слишком высокое Понизить давление
Форма не заполняется Давление слишком низкое Повысить давление
Воск холодный Повысить температуру воска
Литниковый канал слишком мал Увеличить литниковый канал
Инжектор забит Очистить сопло инжектора
Форма не заполняется Недостаточный отвод воздуха из формы (воздушные пробки в форме) Подправить надрезы в форме
Надрезы формы заплавлены, засорены или забиты воском Очистить надрезы формы
Форма переполняется Давление слишком высокое Понизить давление
Форма не закрыта должным образом Закрыть форму правильно
Воск слишком горячий Понизить температуру воска
Время нагнетания воска слишком велико Сократить время нагнетания
Восковая модель липкая, легко деформируется Форма вскрыта слишком рано Увеличить время остывания формы
Воск слишком горячий Понизить температуру воска
Усадки выше нормы Форма слишком холодная Нагреть форму
Температура воска слишком высокая Понизить температуру воска
Давление слишком низкое Повысить давление
Время нагнетания воска слишком мало Увеличить время нагнетания воска
Неправильно выбран сорт воска Заменить воск
Недостаточная чистота поверхности Форма слишком холодная Нагреть форму
Температура воска слишком низкая Увеличить температуру воска
Воск оплавляется (заусенцы на поверхности модели) Давление слишком высокое Понизить давление
Форма не собрана должным образом Правильно собрать форму
Половинки формы слабо сдавлены между собой Придавить форму сильней
Воск слишком горячий Понизить температуру воска
Надрезы формы заплавлены, засорены или забиты воском Очистить надрезы формы
Недостаточно надрезов Сделать дополнительные надрезы
Трещины в восковой модели Время остывания восковой модели слишком велико Сократить время остывания
Выбран хрупкий сорт воска Выбрать более пластичный воск
Форма разрезана не должным образом. Извлечение восковой модели затруднено Переделать пресс-форму для достижения легкого извлечения модели
Оседание (для крупных моделей) Неправильно выбран сорт воска Выбрать воск с меньшей степенью усадки
Время нагнетания воска слишком мало Увеличить время нагнетания воска
Давление слишком низкое Повысить давление
Слишком узкое литниковое отверстие Увеличить литниковый канал
Воск слишком горячий Понизить температуру воска

 

4. Изготовление воскового дерева.

 

Изготовленные восковые модели собираются в единый блок – восковое дерево. Для изготовления воскового дерева требуется следующее оборудование и материалы.

· Восковый стояк

· Резиновая подставка - уплотнитель

· Держатель для воскового дерева

· Электрошпатель

Для изготовления воскового стояка используется специальный (литниковый) воск, который при выжигании выгорает быстрее, чем воск, из которого изготовлены модели. Это способствует свободному вытеканию восковых форм из литьевой опоки.

Стояк должен быть достаточно толстым (диаметр 5-7мм.), что бы жидкий металл, прежде чем затвердеть, смог достичь самых тонких частей модельной полости. Восковый стояк предназначен: для крепления (припаивания) восковых моделей; удаления воска при выжигании и вытапливании; движения расплавленного металла в модельную полость; подпитки отливок в процессе кристаллизации; уменьшения турбулентности при движении расплавленного металла по полости литейной формы. Изготавливается восковый стояк путем нагнетания литникового воска в металлическую пресс-форму при помощи воскового инжектора.

Резиновая подставка уплотнитель предназначена для уплотнения литейной формы (опоки), предотвращения вытекания формовочной массы и крепления воскового дерева внутри литейной формы. Представляет собой резиновый круг с наружными стенками, соответствующими по внутреннему диаметру наружному диаметру опоки, и глухим отверстием в середине круга предназначенным для крепления воскового дерева. Изготавливается путем вулканизации сырой резины в специальных, заданных размеров и конфигурации формах.

Держатель для воскового дерева предназначен для удобного припаивания восковых моделей на восковый стояк. Держатель устроен так, что бы при сборке воскового дерева, восковый стояк с уплотнителем можно было поворачивать вокруг нескольких осей. Это обеспечивает, при сборке дерева, доступ электрошпателем к любой точке воскового стояка, исключая повреждение уже напаянных восковых моделей.

Электрошпатель предназначен для припаивания восковых моделей к восковому стояку. Представляет собой обыкновенный паяльник с набором наконечников различной конфигурации и устройством для регулировки температуры.

Технология сборки воскового дерева.

1. Изготовить восковый стояк.

2. Закрепить восковый стояк на резиновую подставку – уплотнитель.

3. Установить восковый стояк с уплотнителем на держателе.

4. Прикрепить к стояку по кругу восковые модели при помощи электрошпателя. Угол между восковым стояком и литником восковой модели должен быть равен от 45 до 80 градусов. Расстояние между ближайшими точками соседних моделей не менее 3 мм. При креплении восковок к литнику необходимо сначала сделать в нем лунку с помощью электрошпателя. Затем вставить в эту лунку литник восковой модели, и пропаять, проводя наконечником нагретого электрошпателя вокруг места контакта литников.

 

Рекомендации к изготовлению воскового дерева:

1. Восковое дерево должно собираться из восковых моделей приблизительно одинаковой толщины стенок в сечениях. Это необходимо потому, что при заливке металла в опоку в зависимости от толщины стенок восковых моделей устанавливается температура заливки сплава, то есть для моделей с толстыми стенками температура заливки меньше, чем для моделей с тонкими стенками.

2. Если все же необходимо отливать модели с тонкими и толстыми стенками одновременно, то тонкие модели следует располагать на вершине елочки и ближе к стволу, а толстые внизу и ближе к внешней стороне. Огнеупорная смесь (формовочная масса) у краев опоки имеет более низкую температуру (что нужно для толстых моделей), чем в центре опоки.

3. Толстые восковые модели не должны размещаться на елочке своими большими поверхностями близко друг к другу. Надо устанавливать модели так, что бы малые поверхности одних моделей располагались около больших поверхностей других. Когда металл залит в опоку, большие поверхности, расположенные близко друг к другу, будут дольше остывать из-за излучения тепла друг от друга. Это может привести к порам в отливке.

4. При изготовлении воскового дерева модели следует располагать под острым углом к восковому стояку. Такое расположение облегчает выжигание воска, а так же способствует плавной заливке расплавленного металла по всем полостям литейной формы.

5. Расстояние от верхушки литниковой чаши до нижнего ряда восковых моделей должно составлять не менее 10мм. Нижний ряд воскового дерева, расположенный непосредственно около литниковой чаши, не всегда хорошо заполняется металлом, то есть, возможно образование недоливов.

 

6. Изготовление литейных форм.

 

Следующий этап работы заключается в том, что восковое дерево, помещают в опоку и заливают огнеупорной гипсовой смесью (формовочной массой).

Формовочная масса состоит их химически чистого кристоболита, высокопрочного гипса, кремнезема, а так же модифицирующих веществ (замедлителей), регулирующих скорость затвердевания гипса.

Кристоболит – это минерал вулканической породы, его получают, нагревая кремнезем до температуры 1470-1670©. Формовочная масса, содержащая кристоболит не растрескивается при заливке расплавленного металла.

Гипс – используется в формомассе как связующий материал.

Кремнезем – это двуокись кремния SiO2. Он действует на огнеупорную смесь как стабилизирующий фактор при нагревании для выжигания воска и охлаждения непосредственно перед отливкой.

Модифицирующие вещества – это специальные добавки (борная кислота, сернокислый алюминий, мочевина и т.д.) которые снижают окисляемость сплавов, а так же замедляют схватывание гипса.

При выборе формовочной массы необходимо обращать внимание на следующие ее характеристики:

1. Формомасса должна выдерживать требуемую для ее прокаливания температуру (760©), не давая при этом трещин.

2. Формомасса должна выдерживать температуру заливки металла (для золота около 1020©), а так же давление расплавленного металла, который затекает в форму с большой скоростью.

3. Формомасса не должна содержать химически вредных веществ, которые могут привести к коррозии или окислению опоки и отливок.

4. Формомасса должна позволять быстрое и легкое извлечение отливок из опоки после литья.

В настоящее время имеются превосходные формовочные смеси, выпускаемые различными зарубежными фирмами:

 

1. KERRCast (США)

SatinCast 20

Предназначена для работы с золотом и серебром. Имеет мелкозернистую структуру. В силу своих превосходных характеристик, на сегодняшний день является самой используемой ювелирами. Позволяет легко отделять форму в холодной воде.

Основные характеристики:

Время работы:……………………………..9-10мин.

Время затвердевания опоки:……………..11-12мин.

Время прокаливания опоки:……………...не менее 6 часов.

Максимальная температура обжига:……..не более760©.

Температура металла при заливке:………не более 1093©.

 

2. Hoben International (Англия)

GoldStar 21 и GoldStar Ultima

Представляют собой формовочные смеси повышенной термической стойкости. При характеристиках близких к SatinCast 20 имеют более низкую цену. GoldStar Ultima специально разработана для высокотемпературных сплавов, таких как белое золото и другие сплавы температура плавления которых не превышает 1300©.

Основные характеристики:

GoldStar 21

Время работы:……………………………..7,5-9мин.

Время затвердевания опоки:……………..10-11мин.

Время прокаливания опоки:……………...не менее 6 часов.

Максимальная температура обжига:…….не более740©.

Температура металла при заливке:………не более 1100©.

GoldStar Ultima

Время работы:……………………………..9-11мин.

Время затвердевания опоки:……………..10-11мин.

Время прокаливания опоки:……………...не менее 6 часов.

Максимальная температура обжига:…….не более850©.

Температура металла при заливке:………не более 1300©.

 

3. SRS Ltd (Англия)

Eurovest-exstra, Eurovest-standart, Eurovest-E2

Имеют уникальный состав, разработанный для повышения устойчивости к термоудару во время циклов нагревания и охлаждения. У них высокие прочностные характеристики, они легко смачиваются и разводятся водой, давая при этом тонкую, жидкую консистенцию. Это приводит к образованию поверхностей высокого качества и позволяет использовать эти формомассы для всех металлов и их сплавов. Их можно использовать как для отливки крупных изделий, так и для тонкой филигранной работы.

Основные характеристики:

Время работы:……………………………..8-9мин.

Время затвердевания опоки:……………..11-12мин.

Время прокаливания опоки:……………...не менее 6 часов.

Максимальная температура обжига:…….не более 750©.

Температура металла при заливке:………не более 1100©.

 

 

Подготовка воскового дерева для заливки формовочной массой.

Прежде чем залить формовочную массу в опоку, глее установлено восковое дерево, необходимо провести обезжиривание восковых моделей.

Обезжиривание воскового дерева проводят в спирте или четыреххлористом углероде. Обезжиривание производится путем окунания воскового дерева 5-6 раз в ванну с раствором. Затем просушить восковое дерево на воздухе.

Обезжиривание воскового дерева можно производить так же и с помощью мыльного раствора. Его готовят, растворив 7-8 граммов стирального порошка в 1 литре теплой (35-40©) воды. После этого восковое дерево промывают в холодной воде и просушивают с помощью вентилятора.

Для обезжиривания можно так же использовать препараты изготовленные специально для этих целей:

Film-o-wax раствор, снижающий поверхностное натяжение. Наносится на восковые модели с помощью мягкой кисти или пульверизатором.

Rio-vacu-film смачивающий раствор, предотвращающий образование воздушных пузырьков на поверхностях моделей во время заливки формомассы.

На многих предприятиях не пользуются смачивающими растворами, считая, что хорошее вакуумирование опок достаточно для получения хорошего результата. Однако практика показывает – без использования смачивающих растворов – нельзя получить качественные отливки.

 

Опоки для литья.

Опоки для литья это трубы из нержавеющей стали разного диаметра и разной высоты. Опоки для вакуумного литья имеют более сложную форму. На поверхности этих опок имеется множество отверстий, через которые происходит всестороннее вакуумное всасывание и быстрое остывание краев опоки после заливки расплава.

Опоки должны плотно входить в резиновые уплотнители, что бы не было утечки формомассы. Перед использованием, опока должна быть тщательно очищена от остатков старой формомассы, а внутреннюю ее поверхность необходимо очистить от ржавчины с помощью железной щетки. Размеры опок выбирают в зависимости от количества отливок, их габаритов и возможностей литейной машины. Опока размером 100x150 означает, что она имеет диаметр 100мм. и высоту 150мм.

 

Технологический процесс получения литейных форм

Состоит из следующих технологических операций:

1. Приготовление водяной суспензии.

2. Перемешивание смеси.

3. Вакуумирование смеси

4. Вибровакуумирование.

5. Вытапливание воска.

6. Отжиг опоки.

 

Приготовление водяной суспензии.

Для приготовления водяной суспензии рекомендуется соотношение «порошок-вода» 100-40 или 100-38. Это означает, что для приготовления суспензии следует 100 грамм порошка смешивать с 40 мл. или с 38мл. воды. Соотношение 100-38 используют для обычного литья, а 100-40 для литья тонких филигранных изделий. Воду отмеряют с помощью мерительной емкости, а порошок взвешивают на весах.

Температура суспензии должна быть около 20©.

Для определения массы воды требуемой для заполнения опоки, содержащей восковые модели, надо осторожно залить опоку водой комнатной температуры, а затем вылить воду в мензурку. Если известна масса воды, требуемой для заливки в опоку, то массу порошка можно вычислить следующим образом:

Заливаем опоку

Перемешивание смеси

Перемешивают порошок с водой, с целью получить однородную массу при помощи миксера. При длительном и тщательном замешивании ускоряется процесс схватывания, и получаются качественные отливки с более гладкими поверхностями. Нельзя перемешивать смесь слишком быстро. Это приводит к поднятию воды в верхнюю часть опоки, поскольку она легче, чем порошок формомассы и как следствие, к образованию дефектов на отливках.

 

Вакуумирование смеси.

 

Полученная суспензия помещается под вакуумный колпак для удаления воздуха из суспензии. Если воздух из суспензии не удалить, то он прилипает к восковым моделям в виде воздушных пузырьков, что приведет к дефектам на отливках. Вакуумирование производится при давлении 1400Па в течение 2-3 минут.

При вакуумировании суспензии, воздух из-под колпака удаляется за счет снижения давления. Когда давление над суспензией достаточно понизится, суспензия в емкости начнет кипеть, что приведет к полному удалению из нее воздуха. Затем суспензию медленно, что бы не поломать восковые модели заливают в опоку до тех пор, пока уровень суспензии не поднимется не менее чем на 10мм. выше восковых моделей.

Опоки, залитые суспензией помещают под вакуумный колпак, установленный на вибрационном столе. Вибрация и одновременное вакуумирование позволяют суспензии полностью обтекать восковые модели, и окончательно удаляет пузырьки воздуха. Процесс продолжается от 1 до 2 минут при давлении 1400 Па. За это время суспензия снова сильно поднимается, затем оседает и начинает кипеть.

Современное оборудование позволяет объединить операции приготовления, вакуумирования, перемешивания и заливки опок суспензией в единую операцию при помощи вакуумного миксера. Вакуумный миксер удаляют газы из компонентов перед смешиванием, смешивает и вакуумирует суспензию, имеет устройство для заливки и вакуумирования опок. Он позволяет менять скорости перемешивания в зависимости от типа формомассы, а так же программировать время перемешивания, параметры вакуумирования и виброобработки.

 

Вытапливание воска и обжиг опоки.

 

После того как формомасса затвердеет, надо снять с нее резиновую подставку уплотнитель и удалить излишки формомассы на ее краях и боковых стенках. Модельный воск вытапливается паром, или в прокалочной печи во время обжига опоки. Операция вытапливания воска с последующим обжигом является важнейшей фазой в литейном деле. Поэтому обжиг опок необходимо проводить в строгом соответствии с разработанными режимами прокаливания формовочных масс. Рекомендуемый изготовителем режим прокаливания обычно прилагается к каждой упаковке с формовочной массой. При отклонении от указанных режимов прокаленные опоки могут дать трещины, неровности и другие дефекты на отливках. При температуре 90-100© большая часть воска расплавляется и вытекает через литниковое отверстие. Пар, образующийся в результате нагревания опоки с влажной формомассой, помогает удалению воска из полостей формы. Оставшаяся часть воска при последующем нагревании до 550© превращается в сажу. При температуре 750© сажа соединяется с кислородом воздуха, образуя газообразное соединение, и полностью удаляется. При этом печь должна вентилироваться. В современных производствах используются прокалочные печи с программируемыми регуляторами температуры. Преимущества таких печей заключаются в том, что они позволяют экономить рабочее время. Запрограммировав печь, можно прокаливать опоки в нерабочее время, подготавливая их к заливке на следующий день.

Рекомендуемые правила обжига опок.

1. Опоки, залитые формовочной массой нельзя долго хранить в холодной печи. Если залитые опоки нужно хранить долго, то их заворачивают в мокрые тряпки. Если формомасса высохнет, то при вытапливании воска из опоки он будет впитываться в поры формомассы, осложняя в последствии процесс заливки опок расплавленным металлом.

2. При вытапливании воска из опоки ее необходимо медленно прогреть до 200©. В противном случае, если прогревание вести быстро, то пар, образовавшийся в модельных полостях, расширяется быстрее, чем выходит через литниковое отверстие, и как следствие может произойти деформация модельных полостей, что приведет к браку отливок.

3. Камера печи, где происходит обжиг опок, должна вентилироваться. При этом печь должна вентилироваться. Недостаточная вентиляция прокалочной печи, приводит к забиванию пор формомассы золой, в особенности при большом количестве одновременно прокаливаемых опок, или при очень кратковременных циклах обжига опок.

4. Нельзя нагревать опоку выше максимальной температуры указанной фирмой изготовителем (как правило, 760©), При превышении максимальной температуры происходит разрушение гипсовой связки, кроме того, металл, залитый в такую опоку, будет медленно остывать, что приводит к пористости и плохой чистоте поверхности отливок.

Рекомендуемые циклы обжига опок.

KEER полный цикл 100х200мм.

 

2 часа 149©

2 часа 371©

2 часа 482©

4 часа 732©

2 часа температура заливки (580©)

 

При литье по выплавляемым моделям с принудительной заливкой металла в форму применяются различные литейные установки и устройства: центробежные литейные установки, ваккумные литейные установки, центробежно-ваккуумные литейные установки.

 

poisk-ru.ru


Смотрите также