Литые штампы для горячего объемного деформирования - Куниловский В.В.
Скачать (прямая ссылка):
При таком способе изготовления после извлечения модели форму продувают углекислым газом и сушат при температуре 220—240 °С не менее 2 ч и затем заливают жидким металлом.
В настоящее время за рубежом и у нас в стране получил широкое распространение способ литья в керамические формы по постоянным моделям (метод Шоу).
60
Сущность процесса изготовления керамических форм заключается в заполнении модельной оснастки жидкой формовочной смесью, состоящей из огнеупорного материала, связующего компонента и коагулятора, с последующим прокаливанием формы.
В качестве огнеупорного материала при изготовлении керамических форм используют плавленый кварц, электрокорунд и другие материалы, а в качестве связующего применяется этилсиликат; коагуляторами являются растворы щелочей, триэтаноламина и др.
Перемешивая огнеупорный материал и связующий компонент, получают суспензию, которая выливается на модель. В результате химической реакции связующего с коагулятором раствор затвердевает. После извлечения модели форму поджигают для удаления растворителя и производят прокалку при температуре 850—900 °С.
С целью уменьшения расхода дорогостоящей керамической смеси используют комбинированные формы, в которых гравюра оформляется керамическим стержнем, а остальная часть отливки — песчаной формой или кокилем.
С целью экономии смеси также применяются двухслойные формы с облицованным керамическим слоем, а опорный слой формы выполняют из кварцевого песка С жидким стеклом.
Точность размеров отливок, получаемых в керамических формах, находится в пределах 16 квалитета (ГОСТ 25346—82). При строгом выполнении технологических параметров изготовления отливок в керамических формах (температуры формы и заливки металла, стабильности исходных материалов, точности дозирования составляющих) и при использовании огнеупорных материалов с малым объемным расширением точность отливок повышается.
Модельная оснастка для получения керамических форм и стержней должна обеспечивать получение их с требуемой точностью размеров и шероховатостью поверхности.
Для получения отливок штампов при серийном производстве необходимо использовать механически обработанную металлическую оснастку, изготовленную по 12 квалитету (ГОСТ 25347—82), которая позволяет получать формы со стабильными размерами и хорошим качеством поверхности.
При проектировании модельной оснастки необходимо учитывать изменение линейных размеров керамических форм и усадку металла, а при ее изготовлении необходимо предусмотреть возможность доводки модельной оснастки после изготовления и обмера отливок. Для ориентировочных расчетов можно воспользоваться следующей формулой [20]:
/моД= (/отл + 0,5а+/(уф~^0Ф + /(ум /отл) ±а\ (4.1)
где /мод — размер модели, мм; 10ТЛ — размер отливки по чертежу, мм; а — допуск на размер отливки (для внутренних размеров— (+а), для наружных— ( — о), мм; Ку ф — усадка формы до прокаливания, %; /Ср.ф — расширение формы при ее нагреве, %; Кум — усадка металла, %; а' — допуск на изготовление оснастки, мм, а'= (0,15-^-0,25) а.
При изготовлении отливок штампов (с целью снижения их себестоимости) целесообразно использовать комбинированные песчано-керамические формы, т. е. оформление в песчаной форме фигуры штампа керамическим стрежнем. По такой технологии изготовлены отливки штампа типа шестерня (см рис. 5.5). В этом случае модель выполнялась из алюминиевого сплава, а по модели с использованием металлической обечайки был сделан
61
гипсовый стержневой ящикч Обычно гипсовые стержневые ящики применяются для получения небольшого количества стержней. При этом главным их достоинством является то, что гипсовая масса при затвердевании незначительно изменяет объем и дает хороший отпечаток. По гипсовому стержневому ящику изготовляется керамическийстержень заливкой в него суспензии. Для уменьшения прилипания керамической массы к гипсовому стержневому ящику его покрывают разделительной смазкой, в качестве которой используют технический вазелин, керосин и др.
Суспензия состоит из связующего гидролизованного раствора этилсили-ката-32, этилсиликата-40, огнеупорного наполнителя и гелеобразователя.
В качестве огнеупорного материала используют пылевидный кварц, цир-коновый песок и электрокорунд.
Суспензию приготовляют механическим перемешиванием составляющих до получения однородной массы. Гелеобразователь вводят в суспензию непосредственно перед ее залиЬкой в модельную оснастку. Суспензию выливают в оснастку и выдерживают в ней до затвердевания.
В. Н. Иванов и Г. М. Зарецкая [20] применяли следующий состав керамической массы, показавшей хорошие результаты: *
1) гидролизованный раствор этилсиликата-32— 1 л.
2) огнеупорный наполнитель, состоящий из пылевидного кварца KJI-1 — 2 кг, кварцевого песка 1К016— 1,5 кг, плавленого кварца размерами зерна 1,5—5 мм — 2,5 кг;
3) триэтаноламин — 30—65 мл.
После удаления стержней из модельной оснастки производится сжигание растворителя и стержни прокаливаются при температуре 900 °С.
По окончании сборки формы осуществляется заливка ее металлом. При этом охлаждение форм после заливки желательно проводить в атмосфере аргона или азота для защиты гравюры штампов от окисления и обезуглероживания.
