Проектирование технологического процесса изготовления отливки художественной композиции "Светоч знаний"
Анализ технологичности конструкции композиции для изготовления её способами литья. Выбор положения отливки в форме, места подвода металла, литниковой системы. Изготовление пресс-формы и выплавляемой модели. Плавка металла и заливка форм, доводка литья.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 18.04.2017 |
| Размер файла | 2,9 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Проектирование технологического процесса изготовления отливки художественной композиции "Светоч знаний"
1 Анализ технологичности конструкции художественной композиции «Светоч знаний» для изготовления её способами литья
Для изготовления отливки художественной композиции «Светоч знаний» выбрана и приобретена готовая пластмассовая мастер-модель на деревянной подставке. Обычно при изготовлении сложных моделей и отливок пользуются методом расшаржировки на простые элементы с последующей их отливкой и сборкой. Применение легкоплавких моделей и резиновых пресс-форм позволяет изготовлять сложные модели и отливки целиком. Принято решение изготовить художественную композицию цельнолитой из бронзы. Мастер-модель представлена на рисунке 2.1.
Рисунок 2.1. - Мастер-модель художественной композиции «Светоч знаний»
Изготовление отливок индустриального и художественного характера в литейных формах сложной конфигурации с повышенным качеством поверхности на основе единого подхода в проектировании, выражает искусство литья через ряд решений технологических задач с целью назначения рациональной последовательности производственных операций.
Технически верная конструкция является одним из главнейших факторов для получения качественных отливок с наименьшими затратами при их изготовлении /3 ч 9/. Каждая отливка должна быть конструктивно оформлена с учётом:
- физико-химических свойств сплавов;
- технологии механической обработки резанием;
- литейной технологии.
Представленная на рисунке 2.2 схема иллюстрирует общую последовательность подготовительных, основных и финишных технологических операций ЛВМ.
1.1 Расчет коэффициента габаритности отливки «Светоч знаний»
Конструкция отливки будет тем технологически рациональнее, чем меньше ее коэффициент габаритности Kv, рассчитываемый по формуле
Kv = Vг/Go,
Где Vг - объем литой детали, определяемый ее габаритными размерами по крайним точкам чертежа, дмі;
Go - масса отливки, кг.
Vг = r2H = 3,140,6522 = 2,7 дм3.
Kv = Vг / Go = 2,7 4,4 = 0,6.
По значению коэффициента габаритности видно, что отливка достаточно технологична для её изготовления с применением метода ЛВМ.
1.2 Расчёт гидравлического радиуса элементов отливки «Светоч знаний»
В конструкциях отливок с переменной толщиной стенок во избежание возникновения опасных «термических» внутренних напряжений следует по возможности сохранять постоянным гидравлический радиус(приведенное сечение) стенок отливки, рассчитываемый по формуле
tпр = Fc / рс (2)
где Fc - площадь сечения, мм2;
рс - периметр сечения, мм;.
Изготовляя отливку пустотелой принимаем по справочным данным наиболее характерную толщину стенки 6-10 мм.
Колебания приведенного сечения не превосходит половину номинала. За номинал приведенного сечения примем приведенное сечение основной стенки (элемент - туловище совы).
В качестве базовой технологии изготовления художественного изделия «Светоч знаний» примем технологию ЛВМ, которая позволяет получать шероховатость поверхности
Rz = 32,0-10,0,Ra = 2,0 мкм
Оценку технологичности конструкции отливки художественного изделия «Светоч знаний» проверим также по по коэффициенту шероховатости :
Кш = 1/Ra
Кш =1 / 2,0 = 0,5
Вышеизложенное показывает на то, что отливка художественного изделия «Светоч знаний» с применением технологии ЛВМ - технологична.
1.3 Выбор литейного сплава
По назначению отливка, классифицируется как кабинетная скульптура. Большинство художественных кабинетных отливок изготавливается из сплавов на основе меди. Широкое распространение для кабинетных отливок получили изделия из бронзы.
Обычные бронзы - это группа оловянных бронз. В этих бронзах кроме олова присутствуют и другие легирующие компоненты - Р, Zn. Pb. К недостаткам оловянных бронз относятся низкая прочность при повышенных температурах, склонность к образованию усадочной пористости в толстых сечениях отливки и высокая стоимость из-за наличия дорогостоящего олова.
Четырехкомпонентная система Cu--Sn--Zn--Pb обеспечивает весь комплекс необходимых технологических и эстетических свойств. Эти бронзы хорошо поддаются различным видам обработки (чеканке, гравировке, резанию), имеют красивый цвет, обладают хорошей способностью заполнять полости сложной конфигурации в форме.
Изготовляют три марки сплавов на медной основе в чушках из лома и отходов цветных металлов и предназначаемые для переплава и художественного литья. Марки и химический состав приведен в таблице 2.1.
Из данных таблици 2.1 видно, что художественная бронза в чушках содержит широкий диапазон компонентов, %, мас. доля: Zn 5--7; Pb 1--4; примесей до 1,5.
Художественная бронза обладает хорошими литейными свойствами, обеспечивая точное воспроизведение литейной формы в отливке и хороший декоративный «бронзовый» вид.
Исходя из специфики изготовления художественных отливок, принимаем решение использовать оловянную бронзу БрО6Ц6С3. Данный выбор обусловлен не только сочетанием хороших литейных и декоративных качеств, но также хорошим сбалансированным химическим составом, и, следовательно, экономии на шихтовых материалах.
Таблица 1 - Область применения и химический состав чушковых художественных бронз ГОСТ 4116-75.
В процентах
|
Марка сплава |
Хим. состав*, |
Область применения |
|||
|
Sn |
Zn |
Pb |
|||
|
БХ1 БХ2 БХ3 |
4--7 1--5 0,5--3 |
5--8 8--13 25--35 |
1--4 1--6 1--3 |
Для отливки бюстов и статуй Для крупного декоративного литья Для мелкого декоративного литья |
|
|
* Остальное Сu и не более 1,5% примесей. |
Цинк является одним из основных легирующих компонентов оловянных бронз. Он входит в твёрдый раствор и несколько повышает прочность и пластичность сплавов, а также улучшает равномерность распределения свинца, способствует возрастанию коррозионной стойкости бронзы в морской воде.
Цинк позволяет экономить более дефицитное и дорогое олово, снижает интервал кристаллизации, что способствует повышению жидкотекучести, плотности и уменьшению склонности отливок к обратной ликвации.
Свинец образует в структуре медных сплавов мягкую металлическую фазу. При этом прочность и твёрдость сплава снижаются, но улучшаются антифрикционные свойства.
Оптимальные концентрации свинца повышают жидкотекучесть сплавов, их плотность и герметичность.
В оловянных бронзах образуется значительная усадочная пористость и очень небольшая усадочная раковина, что обуславливает малую линейную усадку (~0,8%)при литье в гипсовые формы, обеспечивает четкое воспроизведение рельефа формы в сложных отливках при художественном литье, а также в отливках с резкими переходами от толстых сечений к тонким.
Химический состав бронзы БрО6Ц6С3 сведен в таблицу 2.2
Таблица 2- Химический состав бронзы БрО6Ц6С3. В процентах
|
Марка Сплава |
Химический состав, % |
Суммарное количество примесей, |
||||
|
Sn |
Zn |
Pb |
Cu |
|||
|
БрО6Ц6С3 |
5-7 |
5-7 |
2-4 |
Остальное |
1,3 |
Физические и технологические свойства бронзы БрО6Ц6С3 сведены в таблицу 2.3 и таблицу 2.4
Таблица 2.3 - Физические свойства сплава БрО6Ц6С3
|
Свойство БрО6Ц6С3 |
Значение |
|
|
Температура ликвидуса, °С |
967 |
|
|
Плотность, кг/м3 |
8800 |
|
|
Коэффициент линейного расширения б ,(1/°С) при 20єС |
17,1 |
|
|
Теплоемкость, кал/(г·°С) |
0,09 |
|
|
Теплопроводность, кал/(см·сек·°С) |
0,224 |
|
|
Удельное электрическое сопротивление при 20°С,мкОм·м |
0,085 |
Область технического применения данной бронзы для индустриальных отливок - литые детали сложной тонкостенной арматуры с резкими переходами по толщине стенок общего назначения, антифрикционные детали.
Таблица 2.4 -Технологические свойства бронзы
|
Свойство БрО6Ц6С3 |
Значение |
|
|
Температура плавления, °С |
967 |
|
|
Температура литья, °С |
1150 |
|
|
Жидкотекучесть, мм |
400 |
|
|
Усадка линейная, % |
1,6 |
|
|
Коэффициент трения со смазочным материалом |
0,015 |
|
|
Коэффициент трения без смазочного материала |
0,16 |
|
|
Обрабатываемость резанием, % |
80 |
Представленная в выпускной квалификационной работе отливка изготавливается из бронзы БрО6Ц6С3 (ГОСТ 613-79), плотностью 8,8 г/см3.
2. Технические требования к отливке «Светоч знаний»
2.1 Выбор положения отливки в форме
Положение отливки в форме должно обеспечивать высокое качество отливки, минимальные затраты на её изготовление, минимальный расход металла и возможность применения меха-низации и автоматизации технологического процесса.
Отливку необходимо располагать так, чтобы обеспечить спокойное заполнение формы, исключающее разрушение струей металла отдельных участков формы и стержней. Тонкие стенки отливки нужно размещать в нижней части формы вертикально или наклонно. Наиболее ответственные поверхности отливки необходимо размещать в нижней части формы.
Следует выбирать такое положение отливки, при котором можно обеспечить ее направленное затвердевание -- с пере-ходом от тонких частей к утолщенным.
Выбор поверхности разъёма формы подчинён выбору положения отливки в форме, который проводится для обеспечения удобства формовки и сборки формы при наилучших показателях качества литого изделия.
Задача выбора положения отливки в целиковой форме эвристическая и однозначного решения, как правило, не имеет. Для решения подобных задач следует воспользоваться методикой обоснования выбора.
На первом этапе обоснования, изучив чертёж, вычертим на рис.3 несколько эскизов, на которых указываются наиболее целесообразные варианты расположения отливки в форме.
Анализ технологичности расположения отливки в форме проводят методом теневых сечений от падающего сверху светового луча /10/.
Анализируя расположение в форме отливки художественной композиции «Светоч знаний», отображённой на рисунке 2.3 можно сделать вывод о наименьшей площади теневой зоны на рисунке 2.3, а следовательно, это - наилучший вариант расположения.
Рисунок 2 3 - Иллюстрация метода теневых сечений
На втором этапе заполняется таблица 2.5. В таблицу заносят все требования, предъявляемые к положению отливки в форме и поверхности разъёма по вариантам расположения.
В группу колонок «оценочные баллы» вводят оценку эксперта. Рекомендуется присваивать баллы в следующем порядке: 1 - требование не выполняется; 2 - требование выполняется не в полном объёме; 3 - требование выполняется.
Таблица 2.5 - Анализ технологичности расположения отливки в форме
|
Требования |
Кв |
Оценочные баллы по вариантам расположения |
||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|||
|
Положение отливки при заливке должно обеспечивать направленное затвердевание от тонких частей к массивным. Соответственно питание тонких частей должно осуществляться за счёт массивных, а последних - за счёт прибыли. |
0,5 |
3 |
2 |
1 |
1 |
|
|
Наиболее ответственные и в особенности обрабатываемые поверхности отливок необходимо расположить внизу, а если это не возможно вертикально или наклонно, что позволяет получить на этих поверхностях наиболее плотный металл, уменьшает вероятность на них газовых раковин, шлаковых и других включений. |
0,3 |
3 |
2 |
1 |
1 |
|
|
Развитые тонкие стенки ребра необходимо располагать внизу или вертикально - с целью хорошего их заполнения, предотвращения неспаев и неслитин.Исключение - при применении верхней литниковой системы для отливок из чугуна тонкие стенки следует расположить вверху с подводом металла к ним. |
0,3 |
3 |
2 |
1 |
1 |
|
|
Большие плоские поверхности отливки для предотвращения образования ужимин необходимо располагать вертикально или наклонно. |
0,1 |
1 |
1 |
3 |
3 |
|
|
При подводе металла по разъему формы тонкие горизонтальные стенки отливки следует располагать в нижней части формы, что обеспечит лучшее заполнение формы и устранить недолив. |
0,3 |
3 |
1 |
1 |
1 |
|
|
Основу отливок с малой и равномерной толщиной стенок (ванны, посудное литье) следует располагать в верхней части формы, обеспечивая тем самым хорошее заполнение клиновыми, щелевыми или дождевыми питателями, подводимыми в верхнюю часть отливки. |
0,1 |
2 |
2 |
1 |
1 |
|
|
Отливку необходимо располагать так, чтобы обеспечить спокойное заполнение формы, исключающее разрушение струей металла отдельных участков формы и стержней. |
0.5 |
3 |
2 |
1 |
1 |
|
|
Отливки при заливке следует располагать так, чтобы был обеспечен преимущественно верхний отвод газов из стержней. |
0,5 |
3 |
1 |
2 |
2 |
|
|
Отливку в форме следует располагать по возможности так, чтобы можно было объединить несколько стержней в один для двух и более отливок. |
0,1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
Отливку в форме следует располагать так, чтобы общая высота формы была наименьшей, а полуформы имели примерно одинаковую высоту. |
0,1 |
1 |
1 |
3 |
3 |
|
|
Отливки деталей, к которым предъявляются высокие требования по герметичности, следует располагать так, чтобы обеспечить крепление стержней без жеребеек. |
0,1 |
2 |
2 |
1 |
1 |
|
|
Итого по п.1 |
25 |
17 |
16 |
16 |
Весовые коэффициенты присваиваем со следующими значениями: 0,1 - не значительное требование; 0,3 - требование средней значимости; 0,5 - высокая значимость требования.
На третьем этапе рассчитывается сумма баллов по каждому i-му варианту Si с учётом весовых коэффициентов, по формуле:
Где Vk - значение весового коэффициента, характеризующего значимость k-го требования;
Вk - балл, характеризующий соответствие i-го варианта k-му требованию.
S1 = 7,7; S2 = 4,5; S3 = 3,7; S4 = 3,7;
На основании анализа данных результатов табл. 5 и особенностей метода ЛВМ, принимаем вариант расположения отливки в форме «а».
2.2 Выбор места подвода металла
При заливке расплава в форму литниковая система должна подводить жидкий металл в полость формы равномерно, не влиять на свойства заливаемого металла, не слишком охлаждать жидкий металл, затвердевание металла должно происходить равномерно, чтобы не появились раковины и рыхлости.
Применяем неразъемную форму. Отливку располагаем вертикально, чтобы перо и голова «Светоч знаний» располагались в нижней части формы, так как они являются наиболее ответственными и должны получиться с минимальным количеством дефектов.
Литниковая система состоит из следующих элементов: литниковая воронка, стояк, питатели.
Литниковая воронка облегчает подачу свободно падающего металла в стояк, воспринимает динамический напор падающей струи, освобождает жидкий металл от части шлака и других загрязнений благодаря завихрению жидкого металла при падении струи на наклонные стенки.
Принимаем расширяющуюся литниковую систему, т.е сечение стояка должно быть меньше, чем сумарное сечение питателей, чтобы за счет уменьшения скорости течения жидкого металла форма заполнялась плавно, без завихрений.
Используем ярусную литниковую систему.
Подвод металла осуществляется под крылья и на подставку художественной композиции «Светоч знаний», как это показано на рисунке 2.4.
Рисунок2.4 Эскиз отливки художественной композиции «Светоч знаний» с ЛПС
В зависимости от свойств сплава и конструкции отливки, при проектировании следует определиться с условиями затвердевания: при одновременном затвердевании всех частей отливки металл стремятся подвести в её тонкие стенки, при направленном затвердевании - в массивные. Если в отливке имеются обрабатываемые и необрабатываемые поверхности, то питание следует подводить к последним. Сложные крупные формы рекомендуется заливать через несколько питателей, при этом сплав будет заполнять её равномерно, не перегревая отдельных участков. Конструкция литниковой системы и подвод металла в форму должны обеспечивать наиболее короткий путь заливки, чтобы расплав не переохладился. При заливке сплавов, склонных к образованию окисных плён, целесообразно подводить литники под прибыль.
2.3 Определение класса точности отливки
Под классом точности отливки понимают степень отклонения размеров и массы отливок от их номинальных значений. Классы точности отливок на размеры и массу зависят от способа литья, габаритных размеров отливки, вида сплава и допуска линейных размеров отливки.
Определение допусков размеров, массы и припусков на механическую обработку проводили в соответствие требованиям ГОСТ 26645-85 /11/. Параметры сведены в таблицу 2.6.
Класс размерной точности для литья по выплавляемым моделям и наибольшим габаритным размером более 100 мм для нетермообрабатываемых цветных сплавов составляет 5т -9т. .Принимаем среднее значение 5т.
Степень коробления. Ввиду того, что элементы отливки плавно меняют форму и величину сечения то степень коробления минимальна и равна 1.
Степень точности поверхности - 1. Шероховатость поверхности отливки. Rа < 2,0 мкм.
Класс точности массы отливок для литья по выплавляемым моделям с номинальной массой до 10 кг для нетермообрабатываемых цветных сплавов составляет 3 - 10.Меньшие значения относятся к простым отливкам и условиям массового автоматизированного производства, большие - к сложным отливкам единичного и мелкосерийного производства. Следовательно, принимаем среднее значение 6.
Ряд припусков на механическую обработку.Степень точности поверхности равна 1, следовательно,используем 1-ый ряд припусков.
Таблица 2.6 - Параметры точности отливки «Светоч знаний»
|
Параметр |
Значение |
Размерность |
|
|
Класс размерной точности |
5 |
||
|
Степень коробления |
1 |
||
|
Степерь точности поверхностей отливок |
1 |
||
|
Шероховатость поверхности отливок |
2,0 |
мкм |
|
|
Класс точности массы отливок |
6 |
||
|
Ряды припусков на механическую обработку отливок |
1 |
||
|
Допуск размеров отливки |
0,9 |
мм |
|
|
Допуск формы и расположения элементов отливки |
0,12 |
мм |
|
|
Допуск неровностей поверхности отливок |
0,05 |
мм |
|
|
Допуск массы отливок |
4 |
% |
|
|
Минимальный литейный припуск на сторону |
? 0,1 |
мм |
Припуск на сторону определяется только для поверхности основания отливки, эскиз которой представлен на рисунке 2.4. Следует использовать параметры для чистовой обработки отливки. Данные для этого элемента приведем в таблице 2.7.
Таблица 2.7 - Припуск на механическую обработку
|
Параметр |
Значение |
Размерность |
|
|
Общий допуск |
? 1,0 |
Мм |
|
|
Общий припуск на сторону |
? 1,3 |
Мм |
Точность отливки 5т - 1 - 1 - 7 ГОСТ 26645-85.
2.4 Литниково-питающей системы
Литниковая система - совокупность каналов и элементов литейной формы для быстрого и плавного подвода расплавленного металла в полость формы, заполнения, питания отливки при затвердевании а также для улавливания первых загрязнённых порций металла и загрязнений, получающихся вследствие поверхностного размыва материала формы.
Литниково-питающая система (ЛПС) служит для обеспечения заполнения литейной формы металлом с оптимальной скоростью, исключающей образование в отливке недоливов и неметаллических включений, и компенсации объемной усадки в период затвердевания отливки с получением в ней металла заданной плотности. ЛПС должна также удовлетворять требованиям технологичности при изготовлении моделей, форм и отливок. При этом стремятся к созданию по возможности компактных ЛПС. Излишнее их развитие ведет к перерасходу металла, завышению затрат труда, низкой эффективности использования оборудования и площадей.
Тип литниковой системы выбирают в зависимости от сплава, конструкции отливки, положения её при заливке, вида формообразования и т.д. Наиболее распространены нормальные литниковые системы с боковым подводом металла, применяемые для заливки широкой номенклатуры отливок и состоящие из литниковой чаши или воронки (при удельном расходе металла до 4,5 кг/сек рекомендуется применять воронки, при большем расходе - чаши), стояка, питателей, шлакоуловителя, выпоров или прибылей. Кроме основных элементов литниковой системы, в конструкцию включают специальные тормозящие элементы: зумпфы, дроссели, фильтровальные сетки и др.
Разработку ЛПС на конкретные отливки целесообразно выполнять в четыре этапа:
- выбор типа системы;
- расчёт элементов питания;
- расчёт литниковых каналов;
- анализ систем.
2.5 Выбор литниковой системы
Рассматриваем вопрос, каким образом расположить литниковую систему.
Литниково-питающую систему (ЛПС) выбирают из опыта с необходимыми расчетами и учетом индивидуальной отливки как показано на рисунке 5. Проектируемая ЛПС /12/ должна обеспечить спокойное заполнение полости литейной формы без разбрызгивания металла, исключения эрозии формы; во избежание перегрева формы в местах подвода расплава его следует заливать через большое число тонких питателей. Принимаем расширяющуюся литниковую систему.
2.6 Расчёт литниковой системы
Расчет литниковой системы в данном случае сводится к определению суммарной площади сечения питателей, а сечение стояка определяется из эмпирически установленного соотношения в зависимости от сечения питателя и вида литейного сплава.
При литье по выплавляемым моделям обычно применяют расширяющиеся литниковые системы, когда Fпит Fшл Fст
Суммарное сечение питателей ?Fпит,см2, определяют по формуле
, (2.1)
где -вес металла, прошедшего через наименьшее поперечное сечение литниковой системы, г;
- коэффициент, учитывающий сопротивление литейной формы, литниковой системы и полости формы, характеризующий потери напора при движении металла;
- продолжительность заполнения литниковой системы и формы, c;
-плотность расплавленного металла, г/см3;
-ускорение свободного падения, см2/с;
-средний расчетный напор металла, см.
Продолжительность заливки ,с, определяется по формуле
, (2.2)
где -коэффициент продолжительности заливки;
-средняя толщина стенок отливки, мм (=8 мм);
-масса отливки с прибылями и литниками на одну отливку, кг (Q=5,75 кг).
Продолжительность заливки будет равна:
Средний напор металла Hр, см, определяется по формуле
, (2.3)
где Но - расстояние от места подвода металла в полость формы до уровня его в литниковой воронки, см;
P - Расстояние от места подвода металла до верха отливки, см;
C - высота отливки, см;
Но = 14 см;
P = 8 см;
С = 20 см;
Напор металла равен:
Подставляя полученные значения получим, что площадь сечения питателя будет равна
УFпит = 5750/0,3·5,6•8,8• = 2,4см2.
Принимаем три питателя трапециевидного сечения со следующими параметрами:
- Fпит1,2,3=0,8 см2, высота h=4мм, ширина основания 23 мм и 17 мм;
Общая формула соотношения площадей сечения ЛПС Fcт<УFшл<УFпит
В нашем случае мы используем расширяющуюся систему со следующим соотношением сечений элементов.
Учитывая выбранную конфигурацию ЛПС суммарную площадь сечения УFшл не рассчитываем.
Fcт : УFпит = 1,0 : 1,5
Находим площадь сечения стояка
Fст=2,4/1,5=1,6 cм2.
Стояк принимаем в целях удобства изготовления полукруглой формы, радиусом R =10 мм
В литниковой системе для приёма жидкого металла из ковша применяем литниковую воронку. Размер литниковой воронки определяем в зависимости от верхнего диаметра стояка. Учитывая конфигурацию стояка, принимаем D = 10 мм
Диаметр воронки D, мм, находим по формуле:
D=(2,73)Dст , (2.4)
где Dст - диаметр стояка.
D=2,7•10=27 мм
Высоту воронки Н, мм, выбираем согласно выражению
Н=(2,73)Dст , (2.5)
Высота воронки равна 27 мм.
Используем выпор полукруглого сечения, с площадью сечения 1,6см2, высотой 70 мм, радиусом 10 мм.
Сечение элементов питателей приведены на рисунке 2.6.
Рисунок 2.6 - Сечения элементов литниковой системы
2.7 Расчёт коэффициентов технологичности
Критерием оптимальности выбранной ЛПС служит технологический выход годного (ТВГ). Рассчитывается ТВГ, как процентное отношение черновой массы отливки к расходуемой на отливку расчётной массе жидкого металла по формуле
где Gч - черновая масса отливки, кг;
Gж.м.о. - масса расплава, с приходящейся на отливку массой ЛПС, кг.
ТВГ = 5,75/6,2·100% =92%
Коэффициент использования металла Ки.м. ,%, характеризует точность заготовки по массе, т.е. трудоёмкость механической обработки и находится по формуле
Ки.м. = Gд/Gч,
Где Gд - масса готового изделия (детали),кг ;
Gч - черновая масса отливки, кг.
Gд = 4,4 кг
Gч = Gд + mпр + mнап
Gч = 4,4 + 0,15 + 0,2 = 4,75 кг
mпр - масса припусков на механическую обработку,кг;
mнап - масса напусков (прибыль, ЛПС),кг.
mпр = 0,15 кг
mнап = 0,2 кг
mлпс = 1кг
Gч = 5,75
Ким = 4,4/4,75 = 0,92.
По данным ОНТП для цветного литья, обычно, отходы в стружку составляют от 10 до 15 %. При серийном производстве коэффициент использования металла для бронзовых отливок единичного и мелкосерийного типа производства по данным современных ОНТП составляет (0,7 - 0,8) ОНТП.
Следовательно, разрабатываемая технология находится на уровне базовой и даже несколько превышает базовые значения.
3. Изготовление пресс-формы
Формы для изготовления рабочих выплавляемых моделей для художественных отливок называют пресс-формами.
Пресс-формы должны отвечать следующим требованиям:
- размеры и чистота поверхности полости пресс-формы должны обеспечивать получение отливок с заданной точностью и чистотой поверхности;
- пресс-формы должны иметь минимальное количество разъемов и при этом обеспечивать удобное и быстрое извлечение модели;
- должно быть предусмотрено удаление воздуха из полости формы при заполнении ее модельным составом;
- конструкция пресс-формы должна быть технологичной в изготовлении, долговечной и удобной в работе.
Пресс-формы изготавливают из легкоплавких сплавов, гипса, пластмасс и эластичных материалов.
Учитывая сложность конфигурации мастер-модели «Светоч знаний» для изготовления рабочей выплавляемой модели применяем пресс-форму, которая представляет собой следующую конструкцию: резиновая форма из двух частей двухкомпонентной резины LiquaCast с внутренней полостью, повторяющей очертания мастер-модели, сверху закрыта гипсовым кожухом. Кожух изготовили из двух половин, которые плотно стыкуются с помощью специальных замков и перед заливкой модельного состава стягиваются жгутом. Эластичность резины, то есть, её способность после деформации возвращаться к первоначальной форме позволяет при выемке модели буквально выворачивать пресс-форму, извлекая модели с поднутрением и обратными конусами.
LiquaCast - двухкомпонентная резина холодного отвердевания, предназначена для получения многократных копий с оригинала изделия заливкой гипса, воска, полиэфирных и эпоксидных смол, солей, метаарилатов, полиуретановых составов, жестких пен, бетона.
Формы имеют хорошую эластичность, прочность, теплостойкость (до +180 °С), длительный срок службы, климатическую стойкость, низкую плотность - 1,2 г/см3.
Свойства LiquaCast сведены в таблицу 2.8.
Таблица 2.8 - Свойства LiquaCast
|
Параметры |
Величины |
|
|
Условная прочность при растяжении, МПа |
не менее 2,5 |
|
|
Относительное удлинение в момент разрыва, % |
не менее 170 |
|
|
Соотношение резина -- катализатор, % |
100 : 4 |
|
|
Вид материала |
паста зеленого цвета |
Полное отверждение резины происходит при температуре окружающей среды через 1 сутки.
Рассмотрим получение эластичной формы для отливки «Светоч знаний» изображённый на рисунке 2.1.
Имея мастер-модель Светоч знаний, ищем один разъем для получения двух резиновых полуформ чтобы в дальнейшем можно было извлечь восковую модель без разрушения. В последствии в них будут заливать модельный состав и получать рабочую выплавляемую модель.
Согласно определенной линии разъема резиновой пресс-формы для мастер-модели художественной композиции «Светоч знаний», одну часть мастер-модели оборачиваем целлофаном на который наносим слой скульптурной глины толщиной 8 - 10 мм. Сверху слоя глины лепим глиняные полоски, которые сформируют «замки», предотвращающие смещение резиновой пресс-формы относительно гипсового кожуха.
Гипсовый кожух толщиной 20-30 мм изготовили из высокопрочного гипса марки Г-12. Сухой гипс разводится водой в соотношении 1:1 и укрытая вышеуказанным способом половина мастер-модели оплёскивается гипсовым составом консистенции жидкой сметаны.
При необходимости части кожуха армируют стальной проволокой и делают из нее ручки. В нашем случае армирование кожуха выполнили несколькими слоями капроновой сетки.
После отвердевания первой части гипсового кожуха глину удалили, гипсовый кожух от ее остатков очистили. Прорезали два отверстия для заливки жидкой резины и выхода газов. Убрали целлофан с мастер-модели, накрыли её гипсовым кожухом и залили резину.
Рисунок 2.7- Часть резиновой пресс-формы
После отвердевания резины в гипсовом кожухе прорезали «замки» и аналогично изготовили вторую часть пресс-формы.
Рисунок 2.8 - Часть гипсового кожуха
Рисунок 2.9- Внутренняя поверхность резиновой пресс-формы и разъем гипсового кожуха
В месте разъема резину смазывают вазелином, чтобы вторая половина не спаялась с первой. Полученная пресс-форма представлена на рисунках2.10 и 2.11.
Гипсовый кожух разбирается. С целью упрочнения кожуха обильно протирают форму подсолнечным или оливковым маслом. После чего гипсовые куски сушатся в течение 7 часов при t = 50° С.
Рисунок 2.10- Пресс-форма в сборе
Рисунок 2.11- Пресс-форм с восковой моделью
Рисунок 2.12 - Художественная отливка «Светоч знаний»
Также для упрочнения рекомендуется пропитывать формы олифой при температуре 50 °С в течение 0,5 - 2 часов.
Получив резиновую оболочку из двух половин мастер-модель вынимают.
Получились две резиновые части пресс-формы в гипсовых жакетах, в собранной пресс-форме в дальнейшем изготовили рабочую восковую модель.
Полученную полую модель необходимо тщательно осмотреть, если есть необходимость подправить дефекты имеющимися приемами, которыми владеет мастер.
4 Изготовление выплавляемой модели
Процесс изготовления моделей включает в себя операции приготовления модельных составов, изготовления моделей и литниковых систем, отделки и контроля моделей.
Модели, как правило, изготовляют из смесей, состоящих из двух и более компонентов. С начала промышленного применения метода литья по выплавляемым моделям было опробовано более двухсот различных модельных составов: выплавляемых, выжигаемых, растворяемых в воде или специальных растворителях. Работы по изысканию модельных материалов и составов с оптимальными технологическими свойствами продолжаются и в настоящее время.
В художественном литье применяют воскоподобные модельные составы с температурой плавления ниже 100°С, что позволяет удалять модели из форм как горячим воздухом, так и горячей водой или паром. Такие воскоподобные составы используются для изготовления моделей как в расплавленном, так и в пластифицированном и пастообразном состоянии. Их главные компоненты - парафины, натуральный и синтетический церезин, стеарин, буроугольный или горный (монтановый), а также торфяной воски (битумы), сложные эфиры высших кислот, синтетические полиэтиленовые, реже натуральные воски. В качестве добавок, улучшающих реологические свойства состава, повышающих их прочность и теплостойкость, снижающих хрупкость, используются такие продукты, как кубовый остаток термического крекинга парафина, касторовое масло, этилцеллюлоза, канифоль, полиэтилен и др.
4.1 Требования, предъявляемые к модельным составам
К модельным составам предъявляются следующие требования:
- точное воспроизведение полости пресс-форм и отсутствие слипания с ней;
- достаточная прочность после затвердевания модели, обеспечивающая отсутствие деформации на всех технологических операциях;
- простота приготовления и содержание недорогих и недефицитных компонентов;
- хорошая жидкотекучесть в расплавленном состоянии при изготовлении модели и выплавлении ее из формы;
- плотность должна быть меньше 1000 кг/м3;
- хорошая смачиваемость суспензией;
- зольность состава должна быть минимальной;
- пригодность для многократного использования;
- состав должен быть безвреден для работающих.
4.2 Материалы для модельного состава
Состав и свойства воскоподобных модельных составов приведены в таблице 2.9.
Таблица 2.9 - Состав и свойства воскоподобных модельных составов
|
Обозначение |
Температура, 0С |
Усадка, % |
Предел прочности при изгибе, МПа |
Зольность, % не более |
||
|
Каплепадения |
теплоустойчивости |
|||||
|
П70С25Пэв5 |
53 |
30 |
0,8-1,0 |
1,8-2,0 |
0,03-0,10 |
Исходя из удовлетворительных свойств, относительной дешевизны и доступности для изготовления моделей художественных отливок выбираем модельный состав П70С25Пэв5: парафин - 70%, стеарин - 25%, полиэтиленовый воск (низкомолекулярный полиэтилен) - 5%
Основные свойства исходных материалов приведены в таблице 2.10
Таблица 2.10 - Основные свойства исходных материалов
|
Материал |
Плотность, г/см3 |
Температура плавления, 0С |
Линейная усадка, % |
Прочность при сжатии, МПа |
|
|
Парафин технический |
0,9-0,95 |
50-51 |
0,3-1,0 |
0,4-0,5 |
|
|
Стеарин дистиллированный |
0,9-0,97 |
50-56 |
0,7-1,5 |
0,4-0,6 |
Парафин -- смесь углеводородов предельного ряда, продукт возгонки нефти, бурого угля и горючих сланцев. Представляет собой белую массу с кристаллической структурой. Парафин придает моделям пластичность и устойчивость к образованию трещин. Он наиболее дешевый и недефицитный компонент модельного состава. К недостаткам парафина относятся: невысокая прочность, склонность к размягчению и деформациям при температурах превышающих 280С, вспениваемость в расплавленном состоянии. Парафин хорошо сплавляется со стеарином при температуре 70--800С и с буроугольным воском--при 100--1100С.
Стеарин -- смесь жирных кислот, продукт переработки растительных и животных жиров. Представляет собой аморфную беловато-желтую массу. Стеарин повышает теплостойкость и прочность моделей. Это дефицитный и дорогой материал. Недостатками стеарина являются взаимодействие с этилсиликатом и омыление в воде.
4.3 Приготовление модельного состава
Модельный состав приготовляют в специальных термостатах, которые представляют собой металлический сосуд с водяной рубашкой, нагреваемый от электроспиралей. Применение водяной необходимо для постепенного нагревания модельных материалов, предупреждения возможного перегрева и увеличения угара материалов, а также их воспламенения.
Для приготовления модельного состава применяем термостат ТМС-5.
Характеристика термостата ТМС-5:
- емкость бака...5 л;
- продолжительность расплавления
модельного состава...30 мин;
- производительность...6 л/час;
- наибольшая температура нагрева...3000С.
Приготовление модельных составов в термостате производят в следующем порядке. Взвешивают необходимое количество исходных материалов (в том числе и возврата), предварительно очищенных от внешних загрязнений. Загружают эти материалы в бак и закрывают его крышкой. Затем включают электроподогрев, установив автоматический терморегулятор на необходимую температуру.
После расплавления всех материалов температуру полученного состава доводят до 100--1100, выдерживают в течение 5 мин, после чего состав выливают через выпускной кран. При необходимости ускорения фильтрации сжатым воздухом закрепляют крышку и, после открытия выпускного крана, в бак подают сжатый воздух под давлением 2 -- 3 ат. После выпуска модельного состава сжатый воздух выключают, открывают баки, при необходимости, очищают фильтры.
В лабораторных условиях для небольших объёмов применяли «водяную баню» на электроплите.
4.4 Изготовление рабочих моделей
Изготовление выплавляемых модели происходит в пресс - формах. Модельный состав вводится в полость пресс - формы в жидком состоянии путем свободной заливки.
Этот способ прост и не требует применения специального оборудования, дает возможность получать прочные модели, экономично расходовать модельный состав. Однако при использовании данного способа необходимо предусматривать свободный выход воздуха из глухих полостей пресс-формы, относительно большую усадку модельного состава, что может привести к разрушению изделия.
Последовательность изготовления восковой модели состоит из следующих операций.
1 Части пресс - форм очищают от пыли и остатков модельного состава струей сжатого воздуха. Внутреннюю полость эластичной оболочки очищают струей сжатого воздуха.
2 Смазывают внутреннюю поверхность гипсового кожуха ЦИАТИМом и укладывают в них эластичные оболочки.
3 Собирают половинки гипсового кожуха и стягивают их стальным хомутом.
4 Заливают модельный состав в пресс-форму.
5 Модельный состав выдерживают в течении некоторого времени до образования корочки толщиной 7-10 мм. Оставшийся жидкий модельный состав сливают в заранее приготовленную емкость.
6 Модельной состав в форме выдерживают до полного охлаждения.
а б
Рисунок 2.13- Пресс-форма:а-до заливки;б-после заливки модельного состава
После извлечения из пресс-формы ,полученную восковую полую модель тщательно осматривают. Далее ее по необходимости дорабатывают, исправляют дефекты, а затем припаивают литниковую систему.
Рисунок 2.14 - Исправимый дефект модели
Рисунок 2.15- Полученная рабочая модель
Указанные технологические операции мы производили с помощью устройства для моделирования воском ЭШ 2,1 МОДИС ДУЭТ с установкой температурного режима и сменными насадками.
4.5 Изготовление моделей элементов литниковой системы
Модели литниковых систем изготавливают из этого же модельного состава в специальных металлических формах способом свободной заливки.
В формах получаются литники полукруглого сечения радиусом 10 мм и длиной 100 см, которые в дальнейшем режутся на мерные длины.
Модели литниковой системы припаивают к моделям отливок специальным паяльником. Модель с припаяной ЛПС представлена на рисунке 2.16
Рисунок 2.16- Восковая модель с литниковой системой
5. Формовка
В литейном производстве для изготовления художественных отливок применяются различные способы изготовления форм для ЛВМ с применением этилсиликатов, либо жидкого стекла, либо гипса.
Каждый из этих способов имеет свою область применения, которая определяется свойствами применяемого сплава (материалом отливки), конфигурацией отливки и ее габаритами, характером производства (индивидуальное, серийное, массовое) и техническими требованиями к литью.
Принимая во внимание размер отливки, конфигурацию, сложный поверхностный рисунок, температуру заливки и небольшую серийность отливки «Светоч знаний», доступность и стоимость материалов, считаем целесообразным принять изготовление форм для ЛВМ на гипсовом связующем.
Для предотвращения разрушения болвана при температуре прокалки под действием собственного веса и предотвращения смещения в форме применяем каркас. Его получают из отожженой проволоки 3 - 6 мм. Для выхода газа из отливки наматываем на каркас по всей его длине асбестовый шнур толщиной 2 мм.
Художественная отливка «Светоч знаний» формуются в жидконаливную гипсовую смесь.
Наливная формовка определяет основные свойства формы, чистоту поверхности и точность размеров отливки.
Для приготовления гипсовой литейной формы требуются следующие материалы: гипс, асбест, песок, маршалит, негашеная известь.
Гипс связывает песчинки огнеупорного наполнителя. Асбест и песок - наполнители придающие необходимые свойства форме: газопроницаемость, податливость, прочность Процесс изготовления гипсовых форм состоит из следующих этапов:
а) приготовление сухой гипсовой смеси путем механического перемешивания в барабане исходных компонентов: гипса, огнеупорного наполнителя, формирующих и стабилизирующих добавок;
б) приготовление жидкоподвижной гипсовой суспензии путем введения небольшими порциями сухой гипсовой смеси в воду при постоянном перемешивании;
в) заливки гипсовой суспензии модельной оснастки и затвердевания керамической массы в результате необратимого твердения гипсового связующего;
г) извлечение формы (после схватывания гипса) из модельной оснастки и обработке ее при необходимости в автоклаве;
д) сушке форм; 6)сборки форм и заливки их металлом в нагретом до 750?С или холодном состоянии.
Гипсовые формы обладают следующими достоинствами по сравнению с формой на этилсиликатном связующем: низкой теплопроводностью и теплоаккумулирующей способностью, высокой технологичностью и простотой изготовления. Эти качества позволяют получить плотные высоконагруженные, сложные, корпусные отливки из алюминиевых, магниевых и медных сплавов для изделий радиоэлектроники, летательных аппаратов, энергомашиностроения. К таким отливкам относятся патрубки, фланцы, пунсоны в виде полусферы или эллиптического конуса, крыльчатки, диски турбин и др. Толщина стенок отливок колеблется в пределах 0,5-5мм, габаритные размеры могут быть до 1500 мм, средняя масса составляет 2,5-5 кг.
При литье магниевых сплавов в состав формовочной смеси в качестве защитной присадки вводится борная кислота в количестве до 1% от массы сухой смеси.
Высокопрочный гипс марок 300-350 обеспечивает прочность на сжатие высушенных до постоянной массы образцов не менее 30-35 Мпа. Перед использованием гипс просеивают для отделения крупных фракций и примесей. Оптимальный размер частиц гипса должен составлять не более 100 мкм. Чем больше гипса в смеси, тем выше ее прочность, больше усадка в процессе сушки.
Кварцевый песок является наполнителем гипсовой самотвердеющей смеси. Чаще всего используют природные (необогащенные) кварцевые пески с сосредоточенной зерновой структурой марок 1К02, 1К016, 1К01.
Асбест является армирующей добавкой в гипсовой смеси, использование его уменьшает образование трещин, и усадку гипса при нагреве, повышает прочность форм.
Негашеная известь является стабилизирующей добавкой, использование ее приводит к уменьшению объемного расширения гипсовой смеси при ее необратимом твердении. Негашеная известь должна иметь высокую активность, т.е. суммарное содержание оксидов кальция и магния в ней должно составлять не менее 70%. Вода используется для получения наливной жидкоподвижной самотвердеющей смеси.
Составы гипсовых формовочных смесей. Для изготовления форм используются составы, приведенные в таблице 2.11.
Гипсовую смесь №1 применяют при изготовлении форм со сложными внутренними полостями, для отливки дисков турбин, рабочих колес, а также тонких гипсовых стержней. Гипсопесчаноасбестовые смеси №2 используют для получения отливок средней сложности.
Таблица 2.11. Составы гипсовых формовочных смесей
|
№ смеси |
Содержание компонентов % |
Физико-технологические свойства |
||||||
|
Высокопрочный гипс марки 300 |
Кварцевый песок марки 1К02 |
Асбест |
Прочность при сжатии, МПа |
Линейная усадка,% |
Объемная масса, г/см3 |
Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·К) |
||
|
1 2 3 4 |
80 30 30 50 |
- 60 3 40 |
20 10 67 10 |
1,2 1,0 1,0 1,5 |
0,75 0,25 0,25 0,40 |
0,89 1,45 1,5 1,0 |
0,25 0,66 0,67 0,34 |
Физико-технологические свойства гипсовых форм зависят прежде всего от вязкости гипсовой суспензии, определяемой соотношением сухих компонентов и воды. Экспериментально установлено, что количество воды на 1 кг формовочной смеси не должно превышать 0,8л и чаще всего находиться в пределах 0,45-0,55л.
На свойства гипсовых форм большое влияние оказывает температура воды и время перемешивания формовочной смеси. Для повышения прочности форм необходимо использовать воду, подогретую до температуры 50?С, перемешивание вести в течение 1-3 мин в механическом смесителе. Жидкую гипсовую смесь используют в течение 2-5 мин с момента приготовления. Основным недостатком гипсовых форм является их низкая газопроницаемость, которая может приводить к браку отливок. Для повышения газопроницаемости в состав гипсовой смеси вводят различные добавки (хлорид аммония, перекись водорода, и аммиачную воду), которые в процессе перемешивания вспениваются и при затвердевании насыщают форму газовоздушными пузырьками или после отверждения и при нагреве формы газифицируются, образуя структуру, что повышает газопроницаемость форм. Газопроницаемость гипсовых форм можно повысить также их обработкой в автоклаве с давлением пара 0,12-0,14 Мпа в течение 6-8ч.
Сушка форм проводится при температуре 350-500?С в электрических, газовых печах непрерывного или периодического действия с принудительной циркуляцией атмосферы в рабочем пространстве. Формы загружаются в печь после выдержки их на воздухе в течение суток с момента полного затвердевания. Содержание воды в гипсовых формах после сушки не должно превышать при литье магниевых сплавов 0,5%, алюминиевых и медных 5-6%. Операции сборки керамических форм и подготовка их к заливке металлом такие же, как и при литье в песчаные формы.
Гипс в природе существует в виде двугидрата CaSO4 *H2O, называемого гипсовым камнем. При нагревании камня происходит его обезвоживание, в зависимости от способа нагрева происходит образование б(высокопрочный) или в(строительный) модификаций полуводного гипса. В качестве материала для заливки цветных сплавов следует использовать высокопрочный гипс с пределом прочности при сжатии не менее 25 Мпа.
Асбест состоит из смеси волокон различной длины и представляет собой гидросиликат магния. При нагреве до 360?С асбест теряет адсорбционную воду, а при 600-800?С полностью обезвоживается, становится хрупким легко растирается в порошок. Способность асбеста расщепляться на тонкие волокна приводит к созданию каркаса в гипсовой массе, который воспринимает значительную часть нагрузок. Распушенное волокно имеет высокую прочность, поэтому асбест при использовании первоначально распушают, а затем в сухом состоянии смешивают с другими наполнителями гипсовой смеси. При изготовлении литейных форм рекомендуется применять асбест мелкой фракции, так как крупные частицы снижают текучесть гипсовой смеси и затрудняют заполнение узких полостей.
При изготовлении форм применяются кварцевые пески группы К со средним размером зерна от 0,14 до 0,28мм.
Первоначально подготавливаются все компоненты. Асбест сушат и размалывают в шаровой мельнице с последующим просеиванием через мелкое сито. Гипс и песок так же просеивают через сито. Соотношение компонентов следующее: гипс : песок : асбет = 40:50:10. Подготовленные компоненты после дозирования тщательно перемешивают. Смешивание жидкой и твердой фаз производится вручную. В качестве ёмкости используют пластмассовое ведро. Сухую гипсовую массу добавляют в воду, а не наоборот. Водомассовое отношение для гипсовых масс составляет 360-400 мл на 1 кг сухой смеси.
Приготовленную смесь заливают в модельную оснастку. Модель первоначально окрашивают гипсовой смесью при помощи мягкой кисти, тщательно заполняя все углубления и неровности, а затем выливают основную массу. При заполнении опок смесь заливают по краям опок, так как при интенсивном гипсовом потоке хрупкие, выступающие части могут отломиться от модели.
После этого формы отправляют в термическую печь для выплавления модельно состава и прокаливания формы. Готовая форма под заливку расплавом показана на рисунке 2.16.
Рисунок 2.17- Эскиз формы под заливку расплавом
Для изготовления данной отливки применяем стальную, сварную опоку. Размеры опоки следующие:
- высота опоки 300 мм;
- ширина 230 мм;
6. Выплавление модельного состава и прокалка формы
При выплавлении модельного состава следует максимально удалить материал модели из гипсовой формы, сохранив при этом целостность последней. Разрушение формы более всего вероятно при медленном нагреве, так как расширение моделей при нагреве до температуры расплавления значительно превышает расширение формы. Поэтому необходима быстрая передача теплоты к поверхности модели, при этом поверхность модели оплавляется, тогда как внутри она остается холодной. Расплавившийся модельный состав вытекает из формы, а образовавшийся зазор компенсирует расширение основной части модели при ее нагреве.
Выплавление модельного состава происходит в прокалочной печи, приспособленной для выплавления модельного состава. Для этого в печи предусмотрен желоб, в который поступает расплавленный модельный состав из поддона с формами. Через желоб по трубам состав выходит из печи и сливается в бак, после чего этот возврат используется для приготовление новых моделей. Состав выплавляется 2-3 часа при температуре 100 - 150 С. После чего, не вынимая форму из печи производится прокалка форм. Совмещенный процесс выплавления модельного состава дает следующие преимущества:
- экономия тепла;
- уменьшается число операций на процессы выгрузки- загрузки поддона, слива состава;
- экономия времени.
Кроме того, после выплавления состава форма перед прокалкой не успевает охладиться. Следовательно снижается вероятность растрескивания форм, при котором форма разупрочняется, и появляются засоры в отливке.
Перед тем как поставить формы в печь производят следующие операции:
- торец стояка очищается от остатков оболочки;
- поддон с формами устанавливается в печь чашей вниз;
- затем формы выдерживают в печи 2-3 часа при температуре 100°С.
Выплавленный модельный состав можно опять использовать для изготовления моделей.
После выплавления состава в печи повышают температуру до 200 С, а затем постепенно увеличивают ее до температуры прокалки - 870 С. На рисунке 2.18 изображен график прокаливания формы. Замедленный нагрев в начале прокаливания, необходим для предупреждения растрескивания форм.
Формы прокаливают для удаления газотворных составляющих, повышения прочности и лучшего заполнения полостей расплавом. Полностью прокаленная форма должна иметь светлый излом (обычно белый или розовый). Недостаточно прокаленная форма (серый, черный излом) имеет повышенную газотворность и низкую газопроницаемость, вызывающие появление раковин в отливках.
Гипсовые формы для заливки сплавов на основе меди должны быть нагреты до 600 - 700°С. Поэтому после выдержки (3часа) при температуре прокалки необходимо охладить формы до указанной температуры вместе с печью.
Рисунок 2.18 - Режим прокаливания форм
7 Плавка металла и заливка форм
Плавка бронзы происходит в индукционных тигельных печах. Тигель с расплавляемым металлом находится внутри индуктора. Индуктор представляет собой спираль из медной водоохлаждаемой трубки. Для выплавки металла используют индукционную тигельную печь ИСТ-0,06. Основными достоинствами этой печи является простота перехода с плавки одного металла на другой, высокая скорость нагрева, хорошая перемешивание металла, небольшой угар.
Плавку медных сплавов ведут в индукционных печах без стального сердечника (тигельные индукционные). Внутри индуктора помещается тигель с расплавляемым металлом. Индуктор представляет собой спираль из медной водоохлаждаемой трубки.
Для плавки сплавов тяжелых металлов применяют тигли графитовые, которые вставляют в индуктор, или набивные, изготовляемые на месте из молотого кварца, магнезита, цирконового песка со связующими добавками. Иногда тигли также делают на месте из фасонного огнеупорного кирпича.
Таблица 2.12 - Техническая характеристика печи ИСТ-0,06
