Кафедра “Технологии обработки материалов” (МТ-13)

Учебно-технологический литейный практикум (ЛУТП)

Тема практической работы

“Изготовление отливок литьем по выплавляемым моделям”

 

Системотехническое отображение:

МГТУ-МТ13-УТП-ЛУТП-ВМ-РУ(1а.ч.).

 

 

Содержание:

1. Сущность способа литья
2. Структура модельного состава и формовочной смеси
3. Характеристики литейной оснастки
4. Последовательность изготовления модели и отливки
5. Дефекты, причины их появления и методы предупреждения
6. Технологические возможности способа
7. Особенности конструкции литых деталей, полученных литьем в по выплавляемым моделям
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



Сущность способа литья

 Сущность литья по выплавляемым моделям заключается в изготовлении точных отливок свободной заливкой расплавленного металла в тонкостенные, неразъемные, разовые литейные формы, изготовленные из специальной огнеупорной смеси по разовым моделям. Перед заливкой расплава в форму модель удаляется из нее выплавлением. Для устранения остатков модельного состава и упрочнения форма нагревается и прокаливается. Для улучшения заполняемости формы расплавленным металлом проводят заливку в разогретые формы.

 Структура модельного состава и формовочной смеси
 В состав огнеупорной формовочной смеси (суспензии) входят около двух весовых частей пылевидного прокаленного огнеупорного материала (пылевидного кварца SiO2,   или электрокорунда Al2O3 ) и одной весовой части связующего материала (гидролизованного раствора этилсиликата - прозрачной жидкости бурого или желтого цвета с содержанием SiO2 от 28 до 50%
 При приготовлении модельного состава применяют следующие исходные материалы, имеющие пониженную газопроницаемость и податливость: парафин, стеарин, церезин, буроугольный воск, полистирол, канифоль, этилцеллюлозу и др.
 Парафин - смесь углеводородов, его получают при возгонке нефти, сланца, бурого угля.
 Стеарин - смесь жирных кислот, продукт переработки животных и растительных жиров.
 Церезин - смесь углеводородов метанового ряда, его производят из озокерита и других отложений.
 Буроугольный воск - продукт переработки бурого угля.
 Канифоль - твердая составляющая хвойных смол.
 Полистирол получают полимеризацией стирола.
 Этилцеллюлоза - продукт переработки древесины.
 Карбамид – CO(NH2)2 - диамид угольной кислоты и др.

Характеристики литейной оснастки
 Модель или секцию моделей получают в разъемной пресс-форме, рабочая полость которой имеет конфигурацию отливки с припусками на усадку и механическую обработку. Их выполняют с высокой точностью геометрических размеров и малой шероховатостью (  ).
 
 Пресс-форма (а) для изготовления секции моделей тормозной втулки велосипеда (б) состоит из основания 1, неподвижной 3 и подвижной 4 матриц, в которых расположена рабочая полость 5. В основание 1 вмонтированы неподвижные стержни 7, образующие отверстия в моделях. Для извлечения моделей предусмотрены трубчатые выталкиватели 2, которые приводятся в  движение рычажным механизмом 8.

 
а)
б)


 

Последовательность изготовления модели и отливки
 1. Изготовление моделей отливки и элементов литниковой системы или секции моделей.
 2. Сборка модели.
 3. Погружение модели в суспензию.
 4.  Нанесение огнеупорного покрытия.
 5.  Выплавление модели.
 6.  Подготовка литейной формы к заливке и заливка ее расплавом.
 7.  Выбивка отливки из формы.
9. Отделение деталей от литниковой системы.
10.  Очистка и термообработка отливок.
 
Дефекты, причины их появления и методы предупреждения
  Недоливы и спаи – появляются при заливке деталей с тонкими стенками. Необходимо увеличить толщину стенки.
Усадочные раковины – при недостаточном питании в местах скопления металла. Для устранения проектируют равностенные конструкции или устанавливают прибыли.
Горячие трещины – в местах сопряжения стенок или при низкой податливости формы. Для предупреждения проектируют равностенные конструкции, галтели в местах сопряжения
Пригар – при недостаточной огнеупорности смеси.
Песчаные раковины – при недостаточной прочности формы или недостаточном уплотнении смеси.
Газовые раковины – при высокой влажности и низкой газопроницаемости  формы.

Технологические возможности способа.
 
 Литьем по выплавляемым метелям изготавливают отливки любой конфигурации 1...5 групп сложности. Точность геометрических размеров соответствует 3...8 классам (ГОСТ 26645-85). Шероховатость поверхности отливок может быть получена в широком диапазоне от   до   и, как было сказано раньше, зависит от размеров зерен огнеупорного материала.
Отливки изготавливают из труднообрабатываемых сплавов и сплавов со специальными свойствами, при крупносерийном и массовом производствах.
Отливки, полученные литьем по выплавляемым моделям, имеют крупнозернистую структуру.
 
Особенности конструкции литых деталей, полученных литьем в по выплавляемым моделям
Минимальная толщина стенки не должна быть менее 3 мм.
Отливки следует проектировать с одинаковыми толщинами стенок. Для того чтобы избежать образования усадочных раковин, отношение толщин стенок не должно превышать 1:1,5.
 Плоскости большого размера (100х100 мм и более) рекомендуется выполнять с отверстиями (окнами). Расстояние мечту отверстиями и краем формы для обеспечения необходимой жесткости должно быть не менее 50 мм;
 Прочность детали должна повышаться за счет введения ребер жесткости, расположенных на наружных поверхностях детали. Толщина ребер жесткости принимается 0,7...О,8 от толщины стенки;
Следует избегать глубоких пазов или узких полостей. Отношение глубины паза к его ширине не должно превышать 1:1,5. Минимальньный диаметр проектируемых отверстий может быть менее 20 мм.

Эскиз формы для литья по выплавляемым моделям

 

 1 —  литейная форма ;  2 —  опока
 3 —  опорный материал (наполнитель)