Producerea de piese turnate folosind modele de ceară pierdută. Turnare cu ceară pierdută de precizie

Probabil că nu este în întregime corect să numim această postare o recenzie completă, dar, cu toate acestea,

Cel puțin, 2 piese turnate din PLA, 2 piese turnate din PMMA, una

o turnare din ABS și una dintr-un material necunoscut.

Această poveste a început cu o cunoștință online cu Evgeniy Polyutsky

(http://site/blogs/049f55549b/), care s-a întrebat despre posibilitatea de a face casting

unelte mici pentru o mașină cu telecomandă din bronz. Povestea despre unelte și e fericită

Din moment ce nu aveam propria imprimantă (și până acum în procesul de asamblare

:)), un centru local de imprimare 3D a tipărit 4 copii ale echipamentului necesar de la PLA pentru mine.

Rezultatul se vede in fotografie, calitatea imprimarii, mi s-a parut, nu este foarte buna, dar detaliul

mic și eram mai interesat de ceea ce va rezulta din asta.

Ei bine, ceea ce a fost tipărit a fost turnat: D

Apoi această poveste a fost continuată de un anume centru de imprimare 3D din Moscova, cu o propunere

aruncați o imprimare a acestora din PMMA (dacă este cineva interesat, puteți căuta pe google ce fel de material este acesta

și la ce se folosește).

Pe bradul de Crăciun:

Distribuție:

Acest produs nu este foarte funcțional, dar demonstrează perfect capacitățile

tehnologie: este aproape imposibil să eliminați formularul și să obțineți o copie, dar imprimarea și

Ușor de luat o scurgere!

Această cifră a fost primită în schimbul unui casting anterior, tot de la PMMA:

Turnat (aproximativ 980 grame, bronz):

Există unele greșeli, cifra este masivă, dar după a 2-3-a încercare puteți selecta modul de turnare și

era nevoie de birou, care se presupune că era implicat în dezvoltarea unui fotopolimer ars

verificați folosind moduri standard de calcinare și turnare. Va spun imediat ca nu a mers :)

Au fost turnați împreună pe același copac cu produsele noastre de serie, cu ale noastre totul este în

OK - există probleme cu imprimările: găuri, artefacte, suprafață stângace.

Bănuiesc că acest material necesită condiții speciale de calcinare, oh

despre care nu ni s-a spus.

A urmat bunul nostru prieten, pe care i-am promis că îl voi ajuta cu diploma, subiectul

care a fost tocmai imprimarea 3D urmată de turnare, avantaje și

punctele forte ale acestei tehnologii. În general, au fost necesare materiale demonstrative:

Printurile PLA și copiile lor sunt deja în bronz. Ca de obicei, am ajuns până în ultimul minut și am aruncat-o

plânge în reclamele de aici pe portal... Așa l-am cunoscut pe Ilya

(http://site/blogs/eta4ever/), Ilya a tipărit rapid doi azteci și două turbine,

Pentru care îi mulțumesc foarte mult!

Diploma a fost trecută cu triumf, practic nu a existat apărare: D

Și review-ul se termină cu ABS, calitatea turnării este mai proastă decât cea a PLA, dar are drept la viață.

Din moment ce auzisem anterior zvonuri că era imposibil să arunc ceva din ABS.

Acest lucru, desigur, nu este suficient pentru a trage concluzii, dar în general, cred că această tehnologie

își poate găsi nișa. Imprimarea directă pe metal este încă foarte scumpă, dar această metodă

puteți obține piese bune unde produse unice sau foarte

serii mici si mult mai ieftine. Ei bine, sau într-o situație în care trebuie să luați din nou uniforma

imposibil sau foarte dificil.

Dacă aveți întrebări, sugestii, dorințe - scrieți în comentarii, într-un mesaj personal,

VKontakte: https://vk.com/litejka62

Esența turnării cu ceară pierdută este următoarea (Fig. 69). Pe un model sau bloc de mai multe modele 1, din ceară sau un material similar, se aplică mai multe straturi (3-5) de material refractar 2 de consistență cremoasă, stropite cu nisip fin uscat pentru rezistență. După uscarea matriței, modelul este topit din carcasa S, carcasa este calcinată la 800 °C, turnată într-un balon 4 și forma fierbinte este umplută cu metal 5
În acest fel, este posibil să se obțină piese turnate (de la câteva grame până la 2 kg sau mai mult), configurație complexă, cu pereți subțiri (până la 0,3 mm) cu curățenie mare a suprafeței (clasa de curățenie 4-6) și cu dimensiuni sporite. precizie conform clasei 7-9- mu. Astfel de piese sunt de obicei utilizate în structuri și mecanisme fără prelucrare mecanică preliminară, cu excepția suprafețelor de împerechere. Modelele cu ceară pierdută sunt utilizate pentru a produce, de exemplu, pale de turbină ale motoarelor cu turbină de avioane, diverse piese auto (cu o greutate de la 0,3 la 2 kg), piese de instrumente complexe, rotoare ale diferitelor pompe de formă complexă și multe altele. Producția de piese turnate de precizie asigură economiei naționale economii la produse laminate (aproximativ 1,5-2 tone de produse laminate pe tonă de piese turnate) și eliberează un număr imens de echipamente de tăiat metal (mașini-unelte).

Caracteristicile acestei metode de turnare sunt utilizarea de unică folosință a modelelor și matrițelor ceramice, absența conectorilor în matriță, care elimină formarea de distorsiuni și goluri, absența procesului de împingere a modelului, precum și turnarea modelului. aliaj într-o matriță încălzită, ceea ce reduce riscul de solicitări interne în piese turnate și crește capacitatea de umplere. Cu toate acestea, costul turnărilor obținute prin această metodă este semnificativ mai mare decât la turnarea în matrițe de nisip, iar ciclul lor de producție este mai lung. Cu cât producția este mai mecanizată, cu atât piesele turnate sunt mai ieftine, așa că în Rusia se lucrează (GAZ, ZIL etc.) și construiesc noi ateliere cu un grad ridicat de mecanizare și automatizare a proceselor, cu productivitate relativ mare și o producție anuală de 2500- 7000 de tone de piese turnate.
Pentru prepararea compozițiilor model, se folosesc amestecuri de PS (50% parafină și 50% stearina) și PV (70% parafină și 30% ceară); compoziții de CPC (50% colofoniu, 30% polistiren și 20% cerezină) și RE (60% parafină, 22% cerezină, 12% ceară de lignit, 6% fund), etc. Compozițiile model au puncte de topire scăzute (60-100 ° C), coeficienți mici de dilatare volumetrică la încălzire (care asigură o precizie dimensională stabilă a matriței), rezistență relativ mare (23/28) * 10 in5 Pa la îndoire (care nu permite colapsarea pieselor în timpul producției și instalării), bună mobilitate fluidă la presarea lor într-o presă -forme.
Pentru prepararea unei mase model asemănătoare pastei, se folosesc diverse mixere sub formă de băi încălzite cu diverse dispozitive de amestecare 6. În atelierele de operare, masa modelului constă din materiale proaspete (30-50%) și materiale de retur (70-50% ). Modelele sunt realizate prin presarea masei modelului în matrițe metalice (Fig. 69, b) folosind seringi manuale 7 (pentru producția la scară mică) sau pe mașini automate.
Formele sunt realizate din oțel, aliaje ușoare, precum și din materiale nemetalice - materiale plastice, cauciuc etc. Dimensiunile cavității matriței sunt calculate astfel încât să se asigure dimensiunile necesare ale turnării, ținând cont de contracția formei. model cu punct de topire scăzut în matriță (0,9-1,9%), modificări ale dimensiunilor carcasei în timpul încălzirii (0,5-1,0%) și răcire, precum și cantitatea de contracție a materialului de turnare. Formele sunt detașabile mai usor de scos modelul. În funcție de design, unul sau mai multe modele pot fi produse simultan într-o matriță. În fig. 70 prezintă o matriță cu o despicare orizontală pentru a produce mai multe modele 5. Este alcătuită din matrici mobile și fixe 1 și 2, plăci 3, împingătoare 4, canale de răcire 6.

În condiții de producție în masă, matrițe similare cu mai multe cavități sunt folosite pentru a produce mai multe modele, combinate în unități model, constând din modele ale pieselor în sine, canale de deschidere și secțiuni de ridicare (prin care metalul este turnat după topirea modelelor dintr-o carcasă ceramică) .
În atelierele moderne, procesele de fabricație a modelelor de masă și modele sunt combinate într-o linie comună mecanizată și automatizată. În fig. 71 prezintă o astfel de instalare. Compoziția modelului 1 este plasată în rezervorul 2, încălzit cu apă fierbinte, unde se topește și curge printr-o plasă de filtrare 3 în baia 4, de unde este pompată în rezervorul 6 de către pompa 5. O cantitate măsurată de masă model este turnată în rezervor. 8 cu supapa 7 închisă Masa este pregătită în rezervorul 8 la temperatura și consistența necesară, care este apoi distilată în rezervorul de distribuire 9. Din acest rezervor, masa este alimentată de o pompă pneumatică 10 la dispozitivul de presare 11. vârful dispozitivului de presare este aliniat cu orificiul matriței 12, acesta este umplut cu masa modelului. Formele sunt instalate pe un carusel rotativ 13. După ce masa s-a întărit, matrița se deschide și modelul 14 este împins într-o baie 15 cu apă curentă. Acolo se racesc modelele si apoi se scot pentru a asambla blocurile de modele.

Asamblarea (manuală) constă în combinarea modelelor pe un singur sistem de deschidere, adică pregătirea unui bloc de modele pentru turnarea în grup a mai multor piese într-o matriță, deoarece turnarea fiecărei piese mici separat este neeconomică. Un bloc de modele este uneori obținut prin lipirea modelelor individuale la o verticală. În acest caz, ridicătorul se obține separat prin presarea aceleiași mase într-o matriță specială. Mai des, secțiunile modelului 1 (vezi Fig. 69, I) sunt asamblate pe cadrul metalic al coloanei 8 (vezi Fig. 69, II).
Atașarea modelului la verticală fără lipire permite asamblarea blocurilor pe un transportor. Acest lucru crește productivitatea și îmbunătățește condițiile de muncă. Blocul asamblat este suflat cu aer și transferat (cu ajutorul unui transportor aerian) la operația de aplicare a unui strat rezistent la foc și uscare.
În paralel cu producția de modele, se prepară un strat rezistent la foc. Este alcătuit dintr-un liant și umplutură sub formă de praf sau cuarț SiO2 topit și măcinat sau argilă refractă. La producerea pieselor turnate din aliaje refractare pe bază de nichel, se folosesc zircon, dioxid de titan TiO2, electrocorindon, porțelan și alte materiale care au rezistență crescută la foc și coeficienți de dilatare termică scăzuti, ceea ce reduce dimensiunea matrițelor. La turnarea aliajelor de magneziu, la acoperirea ceramică se adaugă acid boric ca agent de protecție împotriva oxidării metalelor și se folosește Al2O3 sau gips în loc de SiO2, deoarece siliciul interacționează cu magneziul. La turnarea titanului și a aliajelor sale folosind modele de ceară pierdută, grafitul, oxidul de zirconiu, nitratul de zirconiu și electrocorindonul (Al2O3 topit) sunt folosite ca umpluturi refractare. Titanul interacționează cu alți oxizi. Primul strat, de 0,2 mm grosime, este de obicei realizat dintr-un amestec de pulbere de grafit cu un liant pe bază de rășini fenol-barit sau fenol-furfural, diluate cu alcool.
O soluție hidrolizată de silicat de etil și sticlă lichidă sunt utilizate ca lianți. Silicatul de etil (C1H5O)4Si este un amestec de eteri care conțin 29 până la 43% SiO2. Pentru ca silicatul de etil să aibă proprietăți de legare, acesta este supus hidrolizei, care constă în reacția cu apa, acidulat cu acid clorhidric (uneori amestecat cu acid sulfuric) și înlocuirea grupării (C2H5O) cu grupări hidroxil OH. Acidul clorhidric servește ca catalizator și promovează formarea gelului de acid silicic. Pentru a dizolva silicatul de etil, se adaugă alcool în apă, de exemplu alcool tehnic izopropilic (65%) amestecat cu acetonă (35%). Cantitatea de diluant este de obicei calculată astfel încât soluția hidrolizată să conțină 17-20% SiO2. Cu această cantitate de SiO2 în liant, rezistența maximă a filmului ceramic este atinsă în timpul întăririi ulterioare a carcasei. Silicatul de etil, interacționând cu apa conform reacției (C2H5O)4Si + 2H2O → SiO2 + 4C2H5OH, eliberează silice, care apoi se transformă în amorf, iar după calcinare în cristalin (solid).
Învelișul refractar se prepară prin amestecarea liantului și a umpluturii în malaxoare speciale. În funcție de dozarea acestor componente, se obține o suspensie de consistența necesară; De obicei, pentru primul strat se prepară suspensii mai groase (65-70% soluție de cuarț pulverizat și 30-35% soluție de silicat de etil hidrolizat), iar pentru straturile ulterioare, altele mai lichide (soluție de liant 35-45%). Numărul de straturi aplicate modelelor din ceară pierdută depinde de dimensiunea și greutatea turnării rezultate și poate fi de la 3 la 15 cu o grosime totală a carcasei matriței de 2-15 mm.
Acoperirea refractară se aplică prin scufundarea unui bloc de modele într-un rezervor cu o suspensie (timp de 1-2 s), apoi stropită cu nisip de cuarț calcinat sau șamotă de cereale pentru a întări stratul de suspensie de pe model și a preveni scurgerea acestuia în timpul uscării. .

În fig. 72 prezintă o diagramă a liniei de acoperire automată a blocurilor. Blocul 1, care se deplasează pe un transportor cu o viteză de 1,5-2 m/s, se rotește de-a lungul conturului și este scufundat în baia 2 cu o suspensie și apoi în rezervorul 3 cu un strat fluidizat de material pulbere. Un strat fluidizat de nisip este creat prin alimentarea cu aer sub o presiune de 0,4-0,5 MPa într-un rezervor cu nisip, care îl ridică și îl menține în suspensie. În funcție de câte straturi sunt necesare în funcție de tehnologie, se asigură numărul acestor operații (în medie se aplică 4-7 straturi).
Acoperirea aplicată este uscată prin trecerea blocului pe suspensia unui transportor în mișcare printr-o cameră de uscare cu aer sau aer-amoniac la 23-25 ​​°C timp de 60-90 sau, respectiv, 15-20 de minute (adăugând 3% amoniac la aerul accelereaza uscarea). După uscarea ultimului strat de acoperire, blocurile sunt trimise (cu ajutorul unui transportor cu lanț) pentru topirea compoziției modelului.
Trusele de modele cu ridicări metalice atașate la umerasele unui transportor în mișcare continuă sunt introduse într-o baie de apă fierbinte (85-95 °C) cu pâlniile de colectare în sus. După topirea compoziției modelului învelișului, după 5-10 minute, acestea sunt alimentate într-un alt transportor pentru calcinare. Compoziția modelului topită plutește la suprafața băii și este colectată periodic pentru reutilizare.
După topirea compoziției, cojile sunt supuse uscării și calcinării ulterioare (sau turnării și calcinării). La uscare, cojile sunt încălzite la 150-200 ° C timp de 1,5-2 ore. În primul rând, cojile sunt turnate (exterior este umplut cu umplutură) în cutii metalice speciale - baloane sau jachete pentru a crește masa matriței, a încetini încălzirea sau răcirea acesteia și posibilitatea de a turna într-o matriță fierbinte, ceea ce este important în fabricarea pieselor turnate cu pereți subțiri, precum și pentru a preveni distrugerea lor în timpul turnării de la presiune și masa de metal. Ca umplutură se utilizează nisip uscat, minereu de crom de fier, împușcături de metal etc., care sunt furnizate liber balonului din buncăre, turnate în jurul carcasei și compactate folosind vibrații ușoare. Pentru a preveni deformarea învelișului și a menține dimensiunile sale constante înainte și în timpul turnării, umplutura uscată este uneori utilizată cu adăugarea de materiale de legare sub formă de 1-2% borax sau acid boric. Când este încălzit la 600-800 °C, boraxul sau acidul boric se topește și leagă umplutura într-o masă puternică. În același scop, se folosesc materiale de umplutură lichide (consistența smântânii lichide): 10-20% (în greutate) nisip, 80-40% ciment și apă (25-30% peste 100% în greutatea uscată). amestec). Amestecul turnat în balon aderă strâns la suprafața cochiliei, se întărește rapid în aer (sau ca urmare a încălzirii), iar apoi matrițele sunt supuse calcinării.
Calcinarea este ultima și cea mai importantă operație în realizarea matrițelor. Cojile (în baloane cu umplutură) se calcinează timp de 6-8 ore la 850-950 °C în cuptoare cu cameră sau continue încălzite cu gaz sau electricitate. Cojile de grafit destinate turnării de titan sunt calcinate la 1000-1100 °C pentru a îndepărta componentele gazoase ale acoperirii.
În timpul procesului de calcinare, resturile compoziției modelului și impuritățile gazoase ale carcasei sunt arse din matriță, permeabilitatea la gaz a matriței crește și procesul de formare a carcasei ceramice se termină. Calcinarea matrițelor de coajă turnate în baloane folosind o umplutură prelungește semnificativ pregătirea matrițelor pentru turnare, ceea ce este deosebit de nefavorabil atunci când se utilizează o metodă automată în linie pentru producerea de piese turnate. În Rusia, a fost dezvoltată o metodă de calcinare a cochiliilor fără umplere, în urma căreia timpul de calcinare este redus la 0,5-1,0 ore, iar umplerea se face după calcinare prin crearea unei umpluturi în jurul cochiliei încălzite sub formă de fluid fluidizat. strat, similar cu cel prezentat în Fig. 72. În unele cazuri, când masa pieselor turnate și densitatea aliajului sunt mici, turnarea se efectuează fără utilizarea rambleului.
Formele ceramice sunt turnate la anumite temperaturi ale metalelor și matriței, în funcție de masa și configurația pieselor turnate, precum și de proprietățile tehnologice ale aliajelor. Temperatura aliajelor de aluminiu în timpul turnării este de 650-710 °C, iar matrițele 50-300 °C, temperatura bronzurilor de staniu este de 1080-1100 °C și matrițelor 400-500 °C, bronzurilor de aluminiu 1120-1140 °C și matrițe. 650-700 °C , alamă 950-980 °C și matrițe 200-600 °C, aliaje de nichel 1580-1630 °C și matrițe 800-850 °C.
Umplerea formelor cu metal se face de obicei din oale. Dacă aliajele sunt predispuse la formarea peliculei, atunci turnarea se efectuează direct din cuptor. Pentru a obține piese turnate de calitate superioară, matrițe sunt uneori plasate și turnate pe mașini centrifuge cu o axă de rotație verticală. În timpul rotației, ca urmare a forței centrifuge, cavitatea matriței este bine umplută, se asigură solidificarea direcțională și densitatea crescută a turnării. Uneori matrițele sunt plasate în camere închise ermetic și turnarea se face în vid sau într-o atmosferă de gaze inerte (argon, heliu) pentru a preveni oxidarea metalelor.
Formele umplute sunt răcite pe platforme de turnare sau în ramurile transportoare de răcire timp de 1-5 ore.
Formele cu umplutură uscată sunt golite de umplutură folosind basculante mecanice speciale. Formele cu un material de umplutură care conține un liant sunt eliminate cu un ciocan pneumatic sau pe grilaje vibrante.
După scoaterea din matrițe, o parte a stratului refractar rămâne de obicei pe piese turnate, care este îndepărtată la mașini speciale prin vibrație. Piesele turnate sunt separate de covoare și profituri folosind prese, roți abrazive și ferăstraie circulare mecanice și cu bandă, tăiat cu gaz, strunguri și mașini de frezat.
Operația finală este curățarea pieselor turnate de resturile de acoperire ceramică și de calcar prin fierbere în alcalii KOH sau NaOH (soluții 20-40%) la 105-110 °C (leșiere) urmată de spălare în apă fierbinte (într-un tambur rotativ). ). Calitatea pieselor turnate se verifică prin compoziția chimică și proprietățile mecanice ale materialului, prin starea suprafeței și acuratețea dimensiunilor și greutății pieselor vizual, prin examinare cu raze X sau gama, prin control luminiscent, folosind calibre. și standarde.
Principalele tipuri de defecte de turnare în atelierele de turnare de precizie sunt abaterile dimensionale, blocajele și suprafețele deteriorate. Acest defect rezultă din distrugerea sau deformarea carcasei și interacțiunea chimică a matriței cu metalul. Sunt posibile defecte datorate porozității de contracție și scurgeri, care sunt asociate cu alimentarea insuficientă a pieselor turnate, proiectarea necorespunzătoare a sistemului de închidere, precum și umplerea insuficientă, abaterile de la compoziția chimică, fisurile cauzate de solicitările termice și inflexibilitatea matrițelor.
În condițiile de producție, se face distincția între defectele finale și defectele corectabile. Defectele sunt corectate prin sudare, urmărire, decopertare, impregnare și alte metode.
Piesele turnate cu ceară pierdută sunt piese turnate relativ costisitoare din punct de vedere al costului, așa că se străduiesc să minimizeze pierderile cauzate de defecte. În atelierele cu un proces bine stabilit, este posibil să se reducă costul turnării de 1,5-2 ori în comparație cu producția nemecanizată și să se reducă intensitatea muncii de a produce o tone de turnare de 2-4 ori.

Schema cursului

1. Operații de bază pentru obținerea unei turnări.

2. Tehnologie de realizare a modelelor si matrite ceramice. Umple

matrite, taiere si curatare piese turnate.

3. Mecanizarea si automatizarea procesului. Controlul turnării.

Turnare în ceară pierdută (LMC) – o metodă de producere a pieselor turnate în matrițe ceramice dintr-o singură piesă înveliș multistrat, fabricate folosind modele de ceară pierdută, burn-out sau dizolvate de unică folosință.

Esența metodei obtinerea de turnari folosind modele de ceara pierduta consta in faptul ca modelul de turnare si modelul de sistem gating sunt realizate din materiale cu punct de topire redus prin presare sau turnare in matrite. Modelul întărit este scos din matriță și lipit la sistemul de deschidere, formând un bloc model. Pe suprafața blocului model sunt aplicate mai multe straturi de suspensie și acoperire, care, după uscare, creează o înveliș ceramică foarte refractară pe bloc. După topirea compoziției modelului din carcasă, se obține o carcasă cu pereți subțiri a matriței de turnare. Învelișul rezultat este turnat în baloane speciale dintr-o singură bucată, calcinat și umplut cu topitură.

Metoda de producere a pieselor turnate cu ceară pierdută face posibilă:

Primiti piese turnate cat mai apropiate ca forma si marime cu curatenie ridicata a suprafetei;

Produceți piese turnate cu alocație minimă de prelucrare din orice aliaje, inclusiv cele care nu pot fi forjate sau ștanțate și care sunt greu de prelucrat;

Combinați piese individuale în unități compacte dintr-o singură bucată;

Creați structuri (de exemplu, palete de motor cu turbină cu gaz cu cavități labirintice complexe ale traseului gazului) care sunt imposibil de realizat folosind orice alte metode de procesare.

Toate avantajele de mai sus ale metodei de turnare cu ceară pierdută pot fi realizate pe deplin numai dacă piesele sunt proiectate ținând cont de caracteristicile acestei metode, de exemplu. sunt avansate din punct de vedere tehnologic pentru turnarea cu investiții

Sistem de gating-alimentare pentru turnare de investitie

După cum se știe, sistemul gating-feeding (GFS) trebuie să ofere condiții optime pentru umplerea matriței și obținerea de piese turnate fără defecte de turnare, cu un consum minim de metal pentru GFS. Particularitatea LPS în turnarea cu ceară pierdută este că îndeplinește trei sarcini principale:

LPS este o structură de susținere care asigură rezistența blocului model și siguranța modelelor de turnare în timpul tuturor operațiunilor tehnologice premergătoare topirii modelelor din matriță.

În perioada de solidificare a turnării, elementele LPS acționează simultan ca profit și, prin urmare, trebuie atașate la cele mai masive părți ale turnării.

În plus, proiectarea LPS ar trebui să asigure solidificarea direcțională a pieselor turnate de la părțile cele mai subțiri la cele masive.

Confecţionarea matriţelor

La proiectarea matrițelor, trebuie luate în considerare următoarele:

Materialul matriței trebuie să asigure rezistența acestuia, iar modelele trebuie să aibă o precizie ridicată și o rugozitate scăzută a suprafeței;

Matrița trebuie să aibă un număr minim de conectori;

Dispunerea părților interne ale matriței trebuie să fie astfel încât modelele să poată fi îndepărtate în mod fiabil, convenabil și rapid din matriță;

Este necesar să se asigure posibilitatea eliberării libere a aerului din cavitatea matriței în momentul umplerii acesteia cu compoziția modelului;

Designul matriței trebuie să asigure rezistența fixării pieselor sale.

Alegerea tipului de matriță depinde de precizia necesară pentru piese turnate, de proprietățile compoziției modelului și de natura producției. În funcție de complexitatea produselor turnate și de numărul acestora, matrițele pot fi realizate din oțel, aliaje cu punct de topire scăzut, gips, plastic și cauciuc.

Tencuiala Matrite sunt folosite pentru turnarea artistica. În inginerie mecanică, utilizarea matrițelor de gips este recomandată atunci când turnați o serie mică de piese de formă complexă.

Atunci când produc serii mari de piese, acestea folosesc plastic matrite si matrite din aliaje cu punct de topire scăzut prin turnarea pe un etalon.

Cauciuc matrițele fac posibilă producerea de produse complexe și sunt folosite la fabricarea de bijuterii.

În producția de produse în masă și pe scară largă, se folosesc matrițe complexe din oțel sau aluminiu, care fac posibilă producerea mai multor modele conectate printr-un sistem de deschidere într-o singură secțiune într-o singură operație de presare.

Modele și compoziții de modele

Cele mai importante caracteristici ale modelului finit includ caracteristicile mecanice, precizia dimensională geometrică, rugozitatea și duritatea suprafeței. Compozițiile modelelor trebuie să aibă proprietăți care să asigure modele de înaltă calitate și, în consecință, piese turnate. Pentru a obține modele de ceară pierdută de înaltă calitate, compozițiile modelului trebuie să aibă următoarele proprietăți de bază:

Au suficientă rezistență, duritate și rezistență la căldură, nu se înmoaie la temperatura camerei de lucru;

Aveți fluiditatea necesară, umpleți bine cavitatea matriței, reproducând clar suprafața de lucru;

Se întărește rapid în matriță, poate fi îndepărtat cu ușurință din matriță atunci când este dezasamblat și nu interacționează cu materialul matriței;

Este bine să fii umezit de suspensie și să nu interacționezi cu ea;

Fii inofensiv pentru lucrători;

Componentele incluse trebuie să fie ieftine și să nu fie insuficiente.

Ca materii prime se folosesc parafina, stearina, ceara, colofonia, ceresina, polistirenul etc. Compozițiile model utilizate sunt împărțite în:

În funcție de punctul de topire - cu punct de topire scăzut și refractar;

În funcție de starea la introducerea în matriță - lichid și pastă;

Conform metodei de îndepărtare din coajă - topit, ars și solubil.

Ceară pierdută compușii cu punct de topire scăzut sunt utilizați pentru modelele de piese turnate mici și sunt preparați în principal din parafină și stearina. Avantajul unei astfel de compoziții de model este comoditatea modelelor de topire, posibilitatea de a reutiliza compoziția modelului topită din matrițe, dezavantajul este temperatura scăzută de înmuiere și rezistența scăzută a modelelor. Compozițiile modelelor refractare sunt utilizate pentru modele de piese turnate mari cu precizie dimensională și rezistență la suprafață crescute. Uleiul de ricin, ceara de polietilenă, etilceluloza etc. sunt folosite ca aditivi care măresc rezistența, rezistența la căldură și reduc fragilitatea. Solubil compozițiile model sunt preparate pe bază de uree tehnică cu adăugarea de acid boric 2% ca plastifiant. Inclus ars compozițiile model includ materiale termoplastice spumante pe bază de polistiren.

Procesul de pregătire a unei compoziții model. Bucăți de parafină, stearina și deșeuri, curățate de impuritățile mecanice, în anumite proporții, se pun în rezervorul de lucru al băii electrice și se topesc. Acestea sunt supraîncălzite cu 5...10 ºС peste temperatura de topire a compoziției modelului și ținute timp de 2...7 minute pentru a depune contaminanții. După ținere, topitura este filtrată și turnată într-un agitator. Aici compoziția modelului este răcită până la o stare asemănătoare unei paste, după care este furnizată pentru modele de presare.

Realizarea modelelor.

Modelele din ceara pierduta sunt realizate in matrite prin umplerea cavitatii acestora cu o compozitie model. Compoziția modelului este introdusă în cavitatea matriței în stare lichidă prin turnare liberă sau presare. Metoda de umplere liberă a cavității matriței cu o compoziție de model lichid este simplă, nu necesită utilizarea de echipamente speciale și face posibilă obținerea de modele durabile, mari. Cu toate acestea, are și dezavantaje semnificative, cum ar fi:

Performanță scăzută

Posibilitati limitate de obtinere a modelelor cu relief clar al suprafetei interioare a matritei.

Prin urmare, pentru a obține modele de piese critice, precum și în producția de turnări de artă și bijuterii, cea mai comună metodă de producere a modelelor din ceară pierdută este prin presarea în compoziția modelului. Cu această metodă, modelele obțin un relief mai clar de suprafață. În plus, această metodă de umplere a matrițelor este mai productivă, deoarece permite utilizarea compozițiilor model într-o stare de pastă (răcită). Pentru a presa în compoziția modelului, se folosesc echipamente speciale, acestea sunt seringi de mână, unități de injecție, prese pneumatice, hidraulice și pârghii.

După ce modelul s-a întărit și răcit, acesta este îndepărtat din cavitatea matriței, iar suprafața modelului este curățată de fulgerări și cusături. După aceea, modelele sunt asamblate în blocuri fie prin lipire cu un fier de lipit electric, fie prin lipire. În producția de turnare cu ceară pierdută, produsele mici sunt turnate mai multe piese într-o matriță (4...12 bucăți în inginerie mecanică; până la 100 de piese în producția de bijuterii).

Atunci când lipiți modelul pe verticală, trebuie să luați în considerare:

Puterea montării modelului pe verticală;

Posibilitatea eliberării complete a compoziției modelului lor la topirea modelului;

Stabilitatea poziției blocului model în timpul uscării și depozitării.

Fabricarea cochiliilor ceramice Baza matriței de turnare pentru LVM este o carcasă ceramică multistrat dintr-o bucată, realizată după modele unice. Carcasa este de obicei realizată prin aplicarea secvenţială de straturi de suspensie (de obicei etil silicaţi) şi pulberi de bază refractare (cuarţ pulverizat, electrocorindon, zircon) pe blocuri model. Granulația stratului de acoperire este de 0,1...1,5 mm. Fiecare strat al cochiliei este uscat până când umezeala este îndepărtată. De obicei, se aplică 3...8 straturi pentru a obține o înveliș cu rezistența necesară.

După care compoziția modelului este topită:

În băi cu apă fierbinte;

Folosind aer încălzit sau abur direcționat în vasul de colectare;

În cuptoarele utilizate pentru calcinarea matrițelor.

Înainte de turnare, învelișul ceramic este încălzit pentru a topi ceara și apoi calcinat la temperaturi ridicate (până la 1000 ºC). Carcasa rezultată este ignifugă, are rezistența și permeabilitatea la gaze necesare, are o cavitate de lucru cu o rugozitate a suprafeței foarte scăzută și dimensiuni precise, reproducând clar configurația piesei turnate.

O astfel de înveliș poate fi singura parte a matriței sau poate fi combinată cu o umplutură de susținere, care este utilizată pentru a întări carcasa.

Operații de bază pentru obținerea unei turnări

Esența turnării cu ceară pierdută este utilizarea unui model de o singură piesă precis, conform căruia o matriță ceramică dintr-o singură bucată este realizată din amestecuri lichide de turnare. Înainte de turnarea topiturii, modelul este scos din matriță prin topire, ardere, dizolvare sau evaporare; Pentru a îndepărta reziduurile de model și pentru a le întări, matrița este încălzită la temperaturi ridicate. Un model sau o legătură de modele este fabricat într-o matriță despicată, a cărei suprafață de lucru are o configurație de turnare cu toleranțe pentru contracție și prelucrare.

Modelul este realizat din materiale cu punct de topire scăzut (ceară, parafină, stearina), capabile să se dizolve (uree) sau să se ardă fără formarea de reziduuri solide (polistiren). Modelele finite sau o legătură de modele sunt asamblate în blocuri, ale căror sisteme de blocare sunt realizate din același material ca și modelele. Un bloc de modele este scufundat într-un recipient cu un amestec lichid de turnare - o suspensie pentru matrițe de coajă, constând din cuarț praf sau electrocorindon și un liant. Pentru a întări acest strat și a-i crește grosimea, se aplică un strat de material granular rezistent la foc (nisip de cuarț, electrocorindon, argilă de foc). Operația de aplicare a suspensiei și stropire se repetă până se obține învelișul de grosimea necesară (3–10 straturi).

Fiecare strat este uscat în aer sau în vapori de amoniac, care depinde de liant. După ce matrița de coajă s-a uscat, modelul este îndepărtat din acesta prin topire, dizolvare, ardere sau evaporare. Pentru a o întări înainte de turnare, matrița de coajă este plasată într-un recipient și acoperită cu material refractar. Pentru a îndepărta resturile de model și pentru a întări liantul, recipientul cu matrița de coajă este plasat într-un cuptor de calcinare. Forma calcinată este umplută cu metal. După ce turnarea s-a solidificat și s-a răcit la o anumită temperatură, matrița este demontată, piesele turnate sunt curățate de reziduurile ceramice și spru-urile sunt tăiate.

Secvența operațiunilor în fabricarea matrițelor de coajă folosind modele de ceară pierdută este prezentată în Fig. 1.25. Absența operațiunii de despărțire a matriței, utilizarea materialelor pentru fabricarea modelelor care fac posibilă nu dezasamblarea matriței la îndepărtarea modelelor, rezistența mare la foc a materialelor matriței, încălzirea acesteia la temperaturi ridicate înainte de turnare fac posibilă. pentru a obține piese turnate de cea mai complexă configurație, cât mai apropiate de configurația piesei finite, prin urmare, modelele de turnare în ceară pierdută se referă la materiale progresive și procese tehnologice care economisesc forța de muncă de prelucrare a metalelor.

Tehnologie de realizare a modelelor si matrite ceramice.

Turnare matrițe, tăiere și curățare piese turnate

Realizarea modelelor. Pentru fabricarea modelelor de ceară pierdută se folosesc amestecuri și aliaje de materiale cu punct de topire scăzut, cel mai adesea de origine organică. Ceară de lignit, cerezină, parafină, stearina, colofoniu, etilceluloză etc. sunt utilizate ca materii prime Compozițiile model trebuie să aibă următoarele proprietăți:

punct de topire 60–100 °C;

temperatura de înmuiere 35–45 °C;

buna fluiditate;

contracție liniară și volumetrică minimă;

conținut minim de cenușă și neaderență la suprafața matrițelor;

umectabilitate bună cu compuși de acoperire;

eliberare minimă de vapori în timpul încălzirii și arderii;

posibilitatea utilizării repetate.

Procesul tehnologic de pregătire a unei compoziții model depinde de componentele sale constitutive. Cel mai adesea, pregătirea compoziției modelului și topirea returului se realizează în termostate speciale cu încălzire a apei.

Umplerea matriței cu compoziția modelului se realizează prin turnarea liberă a masei topite, presarea în stare de pastă, turnarea și presarea sub presiune înaltă. Principala metodă de realizare a modelelor este să presați compoziția în cavitatea de lucru a matriței. Acest lucru asigură o bună acuratețe și finisare a suprafeței modelelor. Pentru efectuarea acestei operațiuni se folosesc instalații în care se realizează automat prepararea pastei dintr-o topitură lichidă și presarea masei modelului în matrițe.

În fig. Figura 1.26 prezintă o diagramă de presare a masei modelului într-o matriță. Înainte de presarea în masa modelului, pereții matriței sunt lubrifiați cu ulei de ricin sau de transformator amestecat cu alcool etilic. Modelele finite sunt depozitate în apă curentă rece sau în termostate. Concomitent cu producerea modelului de turnare, se realizează modele ale elementelor sistemului de închidere: colțul și pâlnia. Apoi modelele sunt asamblate în blocuri („copaci”) prin lipirea modelelor de turnare la modelele de sistem de porți. Realizarea cochiliei. Procesul de realizare a unei matrițe de turnare include pregătirea materialelor, formarea unei carcase refractare pe suprafața modelelor, îndepărtarea modelului din carcasă, turnarea carcasei în umplutură și calcinarea matriței.

Materiile prime pentru fabricarea cochiliei sunt nisip de cuarț, cuarț pulverizat, o soluție hidrolizată de silicat de etil și o soluție de 15% alcalin caustic.

Silicatul de etil este un compus chimic complex pe bază de ester al acidului ortosilicic care conține până la 45% oxid de siliciu. Pentru a conferi proprietăți astringente silicatului de etil, hidroliza se efectuează într-un amestec de apă, alcool etilic sau acetonă și acid clorhidric. Ca urmare a hidrolizei, se formează un sol de acid silicic, care are proprietăți astringente ridicate.

Se recomandă prepararea suspensiei refractare în malaxoare speciale. Cuarțul sub formă de praf este încărcat în rezervor și se adaugă un liant - o soluție hidrolizată de silicat de etil. Amestecul este bine amestecat până când toate bulele de aer sunt îndepărtate.

Suspensia se aplică blocurilor model prin scufundarea lor într-o baie de suspensie, iar blocurilor și modelelor mari prin turnarea lor peste. În funcție de natura producției și de gradul de mecanizare, un bloc de modele este scufundat în baie manual, folosind manipulatoare sau dispozitive de copiere pe transportoare cu lanț. Blocul este scufundat astfel încât bulele de aer să poată fi îndepărtate de pe suprafața modelelor, în special din cavitățile și găurile oarbe. Blocul de modele scos din suspensie este rotit în direcții diferite, astfel încât suspensia să fie distribuită uniform pe suprafața modelelor, iar excesul său curge înapoi în rezervor. După aceasta, blocul model este imediat stropit cu nisip; Între aplicarea suspensiei și stropirea cu nisip, nu trebuie să treacă mai mult de 10-15 secunde, deoarece suspensia se usucă rapid și nisipul nu se combină cu ea. Suspensia din rezervor este agitată continuu pentru a preveni depunerea materialului refractar. Pentru a aplica nisip pe stratul de suspensie, blocul model este scufundat într-un strat de nisip „fierbinte”.

Instalația pentru stropirea unui bloc de modele într-un strat de nisip „fierbe” (Fig. 1.27) constă dintr-un recipient cu nisip, în partea inferioară se află o cavitate 2 în care este alimentat aer comprimat. Cavitatea este separată de recipientul cu nisip cu 1 plasă, pe care este așezat un strat de pâslă. Aerul, care trece prin pâslă, pune nisipul în suspensie, iar nisipul stropește modelul bloc 3.

După aplicarea fiecărui strat de suspensie și stropire, se usucă în curent de aer sau în vapori de amoniac. Durata uscării și stropirii fiecărui strat de suspensie în aer este de 2-4 ore, iar în vapori de amoniac - 50-60 de minute. Uscarea se realizează în uscătoare cu mai multe niveluri verticale sau orizontale.

În funcție de materialul modelelor, se folosesc diverse metode pentru a le îndepărta din carcasă. Modelele din ceara pierduta se scot din matrita prin scufundarea blocului de model in apa fierbinte sau intr-o baie care contine compozitia modelului. Această metodă este cea mai utilizată în producție. Modelele arse din polistiren sunt îndepărtate din matrițe prin ardere sau dizolvare în benzen sau acetonă. Arderea este însoțită de eliberarea de cantități mari de vapori de stiren, hidrocarburi și funingine. În toate cazurile, la arderea sau dizolvarea modelelor din polistiren, trebuie asigurată o bună alimentare și ventilație de evacuare, cu purificarea ulterioară a aerului eliminat în atmosferă.

După îndepărtarea compoziției modelului cu punct de topire scăzut din bloc, cojile sunt turnate într-un balon termorezistent; umplutura se toarnă, se compactează, iar apoi matrița este calcinată în cuptoare cu gaz sau electrice la o temperatură de 850–900 °C și menținută la această temperatură timp de cel puțin două ore, după care matrițele sunt trimise în zona de turnare.

Efectuarea turnărilor. Umplerea matrițelor cu metal se poate face în diferite moduri, în funcție de dimensiunea și greutatea pieselor turnate, de compoziția aliajului și de scopul pieselor turnate. Umplerea poate fi: liberă - metalul umple matrița sub influența propriei greutăți; la mașinile centrifuge - metalul umple matrița și se întărește sub influența forțelor centrifuge.

După răcirea matrițelor, piesele turnate sunt demontate pe instalații speciale cu baloanele rotite la 180°, astfel încât umplutura să se reverse din baloane. Separarea pieselor turnate de porți se realizează în următoarele moduri: folosind instalații de vibrații; prin presarea coloanei cu piese turnate printr-o matriță de tăiere; tăiere cu ferăstrău circular și cu bandă; tăierea cu torțe cu gaz.

Curățarea pieselor turnate de stratul refractar este o operație foarte intensă de muncă. În practică, se folosesc vibrații, sablare, hidrosablare, chimio-termic în soluții de alcali și acizi, precum și în săruri topite și alte metode. Mecanizarea si automatizarea procesului. Controlul turnărilor Turnarea cu ceară pierdută este un proces multi-operațional.

Operațiunile de manipulare în fabricarea și asamblarea modelelor, aplicarea unei suspensii modelului și altele sunt destul de complexe și necesită multă muncă, ceea ce complică automatizarea procesului. Procesul constă dintr-o serie de operații de lungă durată care determină productivitatea: formarea strat cu strat și uscarea straturilor de mucegai de coajă pe model, calcinarea matriței.

Calitatea turnărilor obținute prin această metodă depinde în mod semnificativ de stabilitatea calității materiilor prime pentru realizarea modelelor, suspensiei, matriței, precum și de stabilitatea condițiilor tehnologice ale procesului.

Acest lucru complică automatizarea controlului procesului. În funcție de natura producției (singură, în serie, în masă), de gama de piese turnate și de cerințele pentru acestea, problema automatizării producției este rezolvată diferit. În producția de masă, se realizează automatizarea operațiunilor individuale, cum ar fi producția de modele sau piese de blocuri de model, pregătirea suspensiilor etc. În producția de masă de piese turnate se folosesc linii automate care efectuează următoarele operații: pregătirea de compoziții model; realizarea de modele; prepararea suspensiilor; producția de scoici; calcinarea lor; turnare la topire; curățarea pieselor turnate. Astfel de linii fac posibilă automatizarea completă a întregii producții.

Testați întrebări și sarcini

1. Descrieți operațiunile tehnologice de realizare a matrițelor pentru turnarea cu ceară pierdută.

2. Ce materiale se folosesc la realizarea modelelor din ceară pierdută?

3. În ce scopuri sunt folosite matrițe în procesul de turnare cu investiții?

4. Numiți compoziția nisipului lichid de turnare - suspensie pentru formarea cochiliei.

5. Descrieți procesul de fabricare a cochiliei în turnarea de investiții.

6. Care sunt cerințele pentru compozițiile modelului?

7. Numiți metodele de umplere a matrițelor cu o compoziție model.

8. De ce este hidrolizat silicatul de etil în timpul fabricării cochiliilor?

9. La ce temperaturi se topește compoziția modelului și se calcinează matrițele înainte de turnare?

10. Descrieți avantajele și dezavantajele turnării cu investiții.

Cursul 18

Nu este întotdeauna posibil să se producă piesa de oțel necesară prin ștanțare sau prelucrare prin strung. Acest lucru este valabil mai ales pentru piesele de prelucrat cu pereți subțiri de formă complexă. În acest caz, se folosește folosind modele de ceară pierdută. O descriere a tehnologiei va fi utilă nu numai pentru dezvoltarea generală - poate fi adaptată pentru munca la domiciliu.

Schema generala

Principiul turnării modelului este producția preliminară a unei matrițe, care, după o anumită prelucrare, este umplută cu metal. Dar mai întâi trebuie să decideți cu privire la etapele principale ale acestui proces.

Schema tehnologică generalizată

Primul lucru care precede turnarea este realizarea matriței. În condițiile fabricii, se folosesc matrițe din aluminiu despicate pentru aceasta. Configurația lor corespunde formei viitoarei piese de prelucrat, dar are dimensiuni mari. De obicei, piesele matriței sunt realizate prin presarea semifabricatelor din aluminiu.

Model

Materialul folosit pentru realizarea matriței primare este un material cu punct de topire scăzut: parafină, stearina, ceară sau etilceluloză. În acest caz, temperatura de turnare nu trebuie să depășească 100°C. În stare solidă, compoziția modelului are un grad suficient de plasticitate pentru a umple întreg spațiul matriței.

Cu o configurație complexă a produsului, pot fi fabricate mai multe modele, care sunt conectate între ele prin încălzirea ușoară a părților de capăt.

Forma umplută

Formă

O compoziție specială pe bază de ceramică este aplicată deasupra modelului. Pentru o mai bună rezistență termică, se stropește cu nisip cu granulație fină cu adaos de zirconiu. În funcție de dimensiunile produsului, acest proces poate fi repetat de la 3 la 7 ori. Grosimea minimă a matriței ceramice trebuie să fie de 7 mm.

Tratament ceramic

În această etapă, este important să respectați următoarele condiții:

• Distribuție uniformă a compoziției pe întreaga suprafață a modelului.
• Fără goluri interne. Acestea vor duce la configurarea incorectă a produsului.
• Temperatura critică la care matrița nu își schimbă dimensiunile trebuie să fie mai mare decât temperatura metalului topit. De obicei, aceasta este de la 900 la 1200°C.

Odată ce formarea este completă, trebuie făcute găuri pentru a îndepărta materialul de ceară. Formele sunt introduse într-un cuptor, unde parafina se evaporă sub influența temperaturilor ridicate. Dacă este necesar, se efectuează o post-ardere suplimentară a matriței ceramice.

Turnare terminată

Principala problemă cu turnarea cu ceară pierdută la domiciliu este apariția frecventă a defectelor de mucegai atunci când metalul topit este turnat în ea. Prin urmare, suprafața sa este mai întâi încălzită la temperatura masei umplute. În acest caz, tratamentul termic trebuie efectuat uniform pe întreaga suprafață a piesei ceramice.

Metalul este turnat în gâtul format anterior. Răcirea are loc la temperatura camerei. Răcirea forțată a produsului nu este permisă.

Turnarea metalului

După 4-6 ore, învelișul ceramic de suprafață poate fi îndepărtat. În condiții industriale, pentru aceasta se folosește o mașină de vibrații. Etapa principală este tăierea sprue. Ulterior, produsul poate fi prelucrat cu aer comprimat și lustruit.

Aplicații

O descriere generală a tehnologiei nu oferă o idee despre aplicarea practică a acestei scheme. În prezent, este utilizat în inginerie mecanică și în fabricarea structurilor complexe. Având în vedere precizia ridicată a pieselor rezultate și costul relativ scăzut al producției lor, turnarea cu ceară pierdută este utilizată activ în următoarele domenii:

• Inginerie mecanică, construcții navale și fabricare de instrumente. A fost folosit relativ recent, deoarece în timpul producției au existat probleme cu calitatea formei formate. Apariția silicatului de etil a făcut posibilă atingerea stabilității termice și a vâscozității necesare.
• Industria de bijuterii. Deoarece punctul de topire al aurului, argintului și bronzului este mult mai scăzut decât cel al oțelului, cerințele de calitate pentru semifabricate ceramice fac posibilă turnarea acasă.
• Proteze dentare.

Cele mai izbitoare exemple de utilizare a metodei de turnare cu ceară sunt monumentele din Sankt Petersburg - Petru cel Mare și „Îmblânzitorul de cai”, instalate pe podul Anichkov. Respectarea tehnologiei și utilizarea compozițiilor adecvate ne permit să realizăm producția de piese de înaltă precizie, bijuterii și opere de artă.

Este utilizat pentru turnarea oțelului, precum și pentru producerea pieselor turnate din metale neferoase și aliaje ale acestora cu piese de dimensiuni mici (de exemplu, piese de mașini de cusut, unelte de tăiere de forme complexe din materiale foarte dure, părți de pistoale, mici piese ale mașinilor de numărat). Această metodă oferă un grad foarte ridicat de precizie de până la ±0,005 mm pe 25 mm lungime de turnare, după care aproape nu este necesară nicio reprelucrare mecanică.

Esența metodei este că modelul este realizat din materiale ușor fuzibile: stearina, parafină, ceară, colofoniu sau mai des dintr-un amestec al acestor materiale.

Dupa obtinerea matritei, prin uscarea si calcinarea acestor matrite, modelul din matrita se topeste si compozitia lui este turnata din matrita, astfel matrita este dintr-o bucata, solida, ceea ce asigura o precizie ridicata a turnarilor. Amestecul de turnare constă din nisip fin pulverizat, o cantitate mică de caolin și o soluție apoasă de sticlă lichidă (Na 2 O·SiO 2), adică. reprezintă o masă cremoasă. Modelul parafină-stearic, realizat în forme speciale pentru obținerea formei, este scufundat în acest amestec. Ca urmare, pe suprafața modelului se formează o crustă subțire de mucegai (0,5÷2 mm grosime), care este stropită cu nisip fin.

Această matriță finită cu modelul înăuntru este uscată la aer timp de 5-6 ore și apoi plasată într-un cuptor special de uscare cu sistemul de închidere în jos, unde la temperaturi de până la 200°C modelul se topește și curge din matriță. Pentru a întări matrița, se pune apoi într-un cuptor, unde se calcinează la 3800–900°C. În acest caz, compoziția rămasă a modelului se arde. Pentru a preveni distrugerea matriței în timpul turnării metalului, aceasta este plasată în cutii speciale din tablă de oțel și acoperite cu nisip. Sistemul de închidere se face de obicei după ce matrița în sine a fost primită. Mai mult, datorită dimensiunilor reduse ale pieselor, mai multe matrițe sunt blocate și conectate într-un sistem comun de deschidere. După turnarea metalului lichid într-o astfel de matriță și întărirea acesteia, matrița este distrusă.

Pentru a separa mai bine nisipul de turnare de turnare, turnarea este scufundată în soluții alcaline, unde nisipul de turnare se dizolvă și în final este separat de turnare.

Formele sunt realizate din aliaje de plastic, metale neferoase, stoarcendu-le si presandu-le pe un model special din otel, numit standard la P = 1,5÷2 atm (0,15...0,2 MPa).

Procesul tehnologic de fabricare a pieselor turnate folosind turnarea cu ceară pierdută constă în următoarele operațiuni principale.

Realizarea modelelor

O compoziție model constând din două sau mai multe componente cu punct de topire scăzut: parafină, stearina, acizi grași, cerezină etc., este presată într-o matriță într-o stare asemănătoare pastei (Figura 2.5, a). În funcție de tipul de producție, ca materiale de matriță se folosesc gips, materiale plastice, metale cu punct de topire scăzut, aliaje, oțel sau fontă, în funcție de tipul de producție. După ce compoziția modelului s-a întărit, matrița se deschide și modelul (Figura 2.5, b) este împins într-o baie de apă rece.

Figura 2.5 – Secvența operațiunilor procesului de turnare:

1 – mucegai; 2 – compoziția modelului; 3 – model; 4 – bloc model;
5 – recipient cu suspensie ceramică; 6 – instalatie speciala pentru stropire; 7 – nisip de cuarț; 8 – rezervor de apă; 9 – dispozitiv pentru încălzirea apei; 10 – cuptor electric; 11 – scoici; 12 – balon termorezistent;
13 – oală cu metal topit

Asamblarea blocurilor model

Pentru a face acest lucru, modelele sunt asamblate în blocuri de model (Figura 2.5, c) cu un sistem de porți comun. De la 2 la 100 de modele sunt combinate într-un singur bloc. Modelele sunt conectate într-un jig prin fixarea sau lipirea mecanică a acestora. În același timp, sistemul de porți este turnat.

Pentru a asambla modelele în blocuri, în jig sunt plasate niște coloane metalice din aluminiu, pe acestea se construiește un strat de compoziție de model de 25 mm grosime și modelele sunt atașate de acesta. Această tehnică duce la o creștere a rezistenței blocului, o reducere a consumului de compoziție și asigură ușurința transportului, depozitării și uscării blocurilor la aplicarea stratului.

Modele de acoperire cu o carcasă rezistentă la foc

Blocul model este scufundat într-o suspensie ceramică turnată într-un recipient (Figura 2.5, d), urmată de stropire cu nisip de cuarț într-o instalație specială (Figura 2.5, e). Suspensia ceramică utilizată este formată din materiale refractare (cuarț pulverizat, șamotă măcinată fin, electrocorindon și alte materiale) și un liant (soluție de silicat de etil hidrolizat).

Apoi, blocurile model sunt uscate timp de 22,5 ore în aer sau 20-40 de minute în amoniac. Pe blocul model sunt aplicate 46 de straturi de strat rezistent la foc, urmate de uscarea fiecărui strat.

Topirea compoziției modelului din matrițe se realizează în apă fierbinte (80 – 90°C) (Figura 2.5, f). Când este ținută în apă fierbinte timp de câteva minute, compoziția modelului se topește, plutește la suprafața băii, de unde este îndepărtată periodic pentru o nouă utilizare.

Pregătirea formelor pentru turnare

După scoaterea din baie, cojile se spală cu apă și se usucă în dulapuri (1,52 ore la 200°C). Apoi cojile se pun vertical într-un balon termorezistent, se toarnă nisip de cuarț uscat și se compactează, după care matrița este trimisă la un cuptor electric (Figura 2.5, g), în care se calcinează (cel puțin 2 ore la 900 - 950 ° C).

În cuptor, particulele de liant sunt sinterizate cu particule de material refractar, umiditatea se evaporă și resturile compoziției modelului se ard.

Turnarea metalului topit din oală se efectuează imediat după calcinare într-o matriță de turnare la cald (Figura 2.5, h).

Răcirea pieselor turnate.

După ce turnarea s-a răcit, matrița este distrusă. Piesele turnate se separă de coloane și pentru curățarea finală sunt trimise pentru curățare chimică, apoi spălate cu apă curentă, uscate, supuse tratamentului termic și controlului.

Zonele de turnare cu ceară pierdută sunt disponibile la multe fabrici de construcții navale și de mașini. Acestea produc piese turnate din oțel cu configurații complexe, a căror producție prin alte metode sau prin prelucrare mecanică este imposibilă sau ar duce la o complicare semnificativă a procesului tehnologic și o creștere a costului produselor. Astfel de piese turnate includ în principal diverse piese mici: pale de turbină, rotoare, grile, duze, unghiuri, console, mânere, chei și alte piese de înaltă precizie.

Turnarea cu zgură electrică (ESL) este o metodă de producere a pieselor turnate în formă într-o matriță de turnare metalică răcită cu apă - un cristalizator, bazată pe utilizarea ESL a unui electrod consumabil. Este utilizat pentru a produce piese turnate de mare precizie din oțel (aliaje speciale) pentru scopuri critice (elementele modelate ale echipamentelor care funcționează sub presiune).

Esența este că pregătirea topiturii (topirea) se combină la loc și timp cu umplerea topiturii de turnare V. = V cristal.