Разработка технологии изготовления художественных отливок с повышенной точностью рельефа
Герасимов С. П. Исследование некоторых процессов плавки и кристаллизации литейных медных сплавов и их связь с поверхностным натяжением расплавов. Автореферат. М.: 1972. Евстигнеев А. И., Петров В. И., Куренков В. И., Сапченко И. Г., Васин В. В., Хосен Ри. Армированаие оболочковых форм фарфоровой крошкой. Литейно производство.- 1992. № 7. с.21—22. Лапшин A.B. Развитие теории и практического… Читать ещё >
Содержание
- 7. Общие
- выводы
Кабинетное художественное литье выполняемое в стиле барокко, роккоко или ампир обладает помимо проработанной пластики развитым макрорельефом поверхности представляющем собой возвышения над телом отливки высотой 0,5.2мм и сходящихся у вершины на радиус 1.0,15 мм.
Анализ технологии изготовления художественного литья методом ЛВМ как единой системы позволил сформулировать следующие принципы получения отливок с развитым макрорельефом не требующем последующей обработки:
1. Установлено, что основой качества художественных отливок является точность отпечатка по отношению к мастер модели и чистота поверхности. Низкие механические свойства и внутренние дефекты браком не являются.
2. Формирование макрорельефа отливки происходит при взаимодействии жидкой фазы формообразующего материала и оснастки. Определяющем фактором являются поверхностные силы при наличии температурного режима обеспечивающего жидкое агрегатное состояние одной из контактирующих фаз.
3. Установлено, что определение поверхностного натяжения модельного состава и огнеупорной суспензии рационально проводить методом счета капель. Теневой метод обеспечивает измерение краевого угла смачивания с точностью до 1°. Краевой угол смачивания медных сплавов измеренный методом наклоняющейся пластинки показал разброс результатов в пределах 5°.
4. Показано, что выплавляемые модели отливок массой до 10 кг предпочтительно изготовлять из модельных составов типа Р-3, обладающих согласно проведенным измерениям 0о=66° и стж.г.=3,5мН/м при температуре заливки 75 °C. Экспериментально установлено, что
-2/2 при данной температуре заливки заполняются стенки толщиной менее 1 мм с @о=100° чем обеспечивается возможность выема модели с развиты макрорельефом без повреждений.
5. Модельные составы на парафино-церезиновой основе с добавкой полиэтилена или полистерола на подложке из искуственного каучука имеют, согласно проведенным измерениям, 0о=13О°при суж. г=38 мН/м, что ограничивает возможность воспроизводить макрорельеф с диаметром вершины менее 1,5. 1 мм при свободной заливке.
6. Экспериментально показано, что разделительные смазки для пресс-форм в виде синтетических машинных масел не изменяют режима смачивания оснастки, но обладают способностью скапливаться в элементах макрорельефа под действием капиллярного давления и тем самым приводят к потере профиля на модели.
7. Установлено, что в пресс-формах из искуственных каучуков и силоксановых герметиков возможно получение макрорельефа с диаметром вершины 0,2 мм, при этом величина гидростатического напора не оказывает влияние на заполняемость начиная с 50 мм. В случае нагрева оснастки до 50.80°С могут быть заполнены полости с диаметром вершины менее 0,1 мм, но возросшие силы адгезии не позволяют извлечь годную модель.
8. Экспериментально установлено, что на заполняемость макрорельефа пресс-формы не влияет ориентация свободной поверхности расплава относительно направления силы тяжести, при наличии направленного вытеснения воздуха из оснастки. Материалы пресс-форм не оказывают влияния на характер поверхностных взаимодействий в части значений 0о и аж г. Эластичная оснастка имеет преимущество перед жесткой в отношении выема модели происходящего на локальном, перемещающемся участке с меньшими напряжениями в модели, что позволяет получать заготовки с толщиной 1.2мм и развитым макрорельефом.
9. Теоретически установлено и экспериментально подтверждено, что профиль макрорельефа отливки желательно иметь в виде сходящихся парабол с возможно большим углом наклона касательной (угол ?). Это связано с увеличением радиуса кривизны свободной поверхности фронта потока, уменьшением капиллярного сопротивления и соответственно большей глубины проникновения расплава модельного состава в полости пресс-формы.
10. Огнеупорные суспензии на основе гидролизованного этилси-ликата в интервале плотности 1500—1800кг/м3, согласно проведенным измерениям, обладают статическим краевым углом смачивания ©-о<60° и поверхностной энергией от 90 до 40 мн/м, что обеспечивает качественное оформление полостей керамической оболочки сходящихся на радиус 0,1 мм. Установлено, что огнеупорные суспензии указанной плотности не зависимо от типа наполнителя (корунд, НКС), марки этилсиликата, типа растворителя (ацетон, этиловый спирт) имеют те же параметры ©-о и стж. г .Таким образом любая суспензия содержащая в своем составе низкомолекулярный органический растворитель может быть использована в художественном литье.
11. Медные сплавы Л С 59—1и Бр ОЦСН 3—7—5—1 согласно проведенным измерениям имеют (c)о=140°на керамической подложке. Экспериментально установлено, что эти сплавы при температуре формы составляющей 90% от температуры ликвидус металла заполняют полость с диаметром вершины 0,1 мм.
12. Эксперименты по заполнению полостей керамических оболочек сечением 0,1 на 5 мм медным сплавом показали отсутствие влияния запираемого воздуха на глубину проникновения металла, это позволяет исключить данный фактор из возможных причин брака в виде сглаженного макрорельефа.
13. Численное моделирование показало, что температура фронта потока жидкого металла в элементе макрорельефа керамической фор
— 214 мы имеет температуру ликвидус при заполнении стояка на 1/3. Таким образом увеличивать гидростатический напор металла свыше 70 мм от верхней точки отливки не целесообразно, если температура формы составляет менее 90% от температуры ликвидус металла.
14. Согласно проведенным расчетам, заполнение макрорельефа керамической формы металлом происходит ступенчато по мере возрастания напора в стояке причем длительность остановок возрастает при уменьшении диаметра фронта потока. В производственных условиях желательно уменьшать время заливки, а на заключительной стадии использовать гидродинамический напор струи расплава.
15. Результаты исследований внедрены на действующем производстве фирм «Рестамп» и «Биана» при выпуске свыше 5 т художественных отливок в год.