Литье по выплавляемым моделям в единые гипсо-динасовые формы (эстрих-процесс)

При литье по выплавляемым моделям эстрих-процессом технологический процесс проводят в несколько другой последовательности:

• 1) изготовление мастер-модели;
• 2) изготовление резиновых пресс-форм;
• 3) изготовление восковых моделей и восковой елочки;
• 4) изготовление литейных форм;
• 5) заливка металла в форму;
• 6) очистка отливок;
• 7) механическая обработка отливок и окончательная отделка отливок.

В отличие от литья по выплавляемым моделям в этилсиликатные формы (ЛПВМ), в эстрих-процессе литейные формы изготавливаются из единой смеси (без оболочки), в которую после вытапливания воска и прокалки заливается металл. Ниже более подробно будут описаны процессы изготовления пресс-форм, а также процесс изготовления огнеупорных форм из гипсо-кристаболитовых смесей.

При изготовлении виксинтовых форм пользуются пастой белого цвета У-1 и катализатором № 18. Пасту перемешивают с катализатором и кистью наносят на металлическую мастер-модель. На 100 частей (по массе) пасты У-1 добавляют 0,4 части катализатора № 18. Вулканизация проходит в течение 72 ч при температуре 25° С. После вулканизации первого слоя на него накладывают марлевые полоски (для упрочнения) и еще один слой. При необходимости — третий. Эта технология имеет недостатки: длительность процесса и вероятность получения на лицевой поверхности формы воздушных пузырей, что приводит к образованию шаровых наплывов при изготовлении восковых моделей. При получении восковых моделей художественных изделий методом свободной заливки расплавленного воска можно использовать следующую технологию получения виксинтовых форм. Металлическую или восковую мастер-модель смазывают тонким слоем полупрозрачного (дефицитного) виксинта, а после затвердевания наносят необходимый слой пастообразного виксинта. Мастер-модель с виксинтовым слоем заливают гипсом или легкоплавким сплавом, предусматривая возможность разборки пресс-форм, и фиксируют в ней оболочку. Затем эластичную форму разрезают скальпелем на небольшое число частей для лучшего извлечения восковых моделей, а мастер-модель вынимают из формы. При заливке виксинтовых оболочек легкоплавким сплавом лучше всего использовать сплавы с различной температурой плавления.

Литейные формы изготавливают из огнеупорных смесей, основными компонентами которых являются гипс и динас (кристобалит). Гипс является связующим материалом. В основном используется высокопрочный гипс (а-полугидрат).

После смешения порошкообразного гипса с водой и образования камневидного тела прочность гипса достигает максимума при высушивании. Замедление схватывания гипса достигается введением 1—2% гашеной извести или 1—1,5% борной кислоты. В последнее время в качестве заменителя применяют лимонную кислоту. Первым этапом изготовления литейной формы является получение суспензии. Для этого порошок формовочной смеси смешивают с дистиллированной водой в соотношении 0,32—0,42 л воды на 1 кг смеси. Чтобы получить однородный состав и удалить воздушные пузырьки, смесь перемешивают миксером, а затем вакуумируют в течение 3—4 мин. Технологические добавки силиката натрия и борной кислоты, вводимые в сухой порошок, способствуют удалению воздуха из массы, а подкисление воды ортофосфорной кислотой повышает жидкотекучесть суспензии.

На втором этапе полученную однородную смесь заливают в опоки, установленные на вибростоле (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Схема установки для вибрации и вакуумирования гипсовой массы:

• 1 — колпак; 2 — опока с моделями; 3 — вибростол; 4 — манометр;
• 5 — регулятор частоты; 6 — кран для воздуха

Заливка производится плавно, чтобы избежать разрушения моделей. Заполненные опоки накрывают колпаком, создают вакуум и вибрацию. Остаточное давление составляет не более 1400 Па, продолжительность вибровакуумирования — 3—4 мин. За это время пузырьки воздуха, адсорбированные на поверхности восковых моделей, поднимаются вверх и удаляются. Происходит дегазация. Затвердевание смеси заканчивается через 40—60 мин в опоках диаметром 75 и высотой 140 мм. Технологические добавки натрия и борной кислоты, вводимые в сухой порошок, способствуют удалению воздуха из массы, а подкисление воды ортофосфорной кислотой повышает жидкотекучесть суспензии.

Модельный состав вытапливают паром в специальных электрических шкафах. В шкаф, предварительно нагретый до 150 °C, устанавливают опоки на колосниковый поддон заливочными чашами вниз. Выплавленный модельный состав стекает в поддон. До 50% модельного состава впитывается в форму и затем выгорает при прокаливании в печах. При вытапливании паром качество воска ухудшается, что затрудняет его повторное использование для изготовления моделей.

Прокаливание опок осуществляется в электрических печах. Режим прокаливания обусловлен превращениями, которые происходят в кварце при различных температурах. Затем производят плавку и заливку металла. Залитые формы охлаждают в течение 30—40 мин., извлекают из них блоки отливок, которые очищают под струей холодной воды. Отливки отрезают от литниковой системы механической пилой, анодно-механической резкой, ручной ножовкой или в обрезных штампах. Затем отливки поступают на механическую обработку (фрезерование, шлифовку, полировку и пр.) и окончательную отделку (чернение, эмалирование, подчеканку и т. д.).