Литье по выплавляемым моделям

Литье по выплавляемым моделям получило наибольшее распространение для изготовления сложных по конфигурации и тонкостенных отливок. Технологический процесс изготовления форм по выплавляемым моделям для титанового литья в основном подобен процессу изготовления форм для стального литья.

Для изготовления форм применяют огнеупорные материалы - графит, электрокорунд, кокс.

Для изготовления моделей используют те же модельные составы, что и для стального литья: ПС-50-50, Р-2, Р-3, КПСц, ВИАМ-102 и др. Состав и технологические свойства модельных составов приведены в табл. 11.10.

Приготовление пастообразных модельных составов ведут в специальных установках с лопастным поршневым или шестеренчатым смесителями. Готовая масса подается в пресс-машину, где запрессовывается в пресс-форму. Полученные восковые модели собирают в модельные блоки с литниковой системой, обезжиривают и окрашивают. Для окраски применяют три вида суспензий: на электрокорунде со связкой на основе гидролизованного эгилсиликата, графитовую и коксовую, где в качестве катализатора - кислоты.

Электрокорундовые формы для литья титана применяют ограниченно, гак как жидкий титан взаимодействует с формой и на поверхности отливок образуется газонасыщенный слой. Для уменьшения загрязнения металла примесями содержание БЮг в суспензии не должно превышать 10... 11%. Использование суспензии, применяемой для изготовления форм стального литья и содержащей 18 % Si02, приводит к значительному повышению содержания кислорода, кремния и других элементов в металле отливки.

В приготовленный гидролизованный раствор эгилсиликата вводят смесь порошков электрокорунда, %: 20 - микропорошок № М7, № М10 или № М14; 40 - шлифпорошок № 3; 40 - шлифнорошок № 4.

Соотношение гидролизованного раствора этилсиликата и порошков электрокорунда составляет 400... 450 см3 на 1 кг порошков. Приготовленную керамическую суспензию выдерживают в течение

2.. . 3 ч до удаления пузырьков воздуха и затем наносят на восковую модель. В качестве присыпочного материала применяют электрокорунд № 32, № 40, № 63 и № 80.

Послойную сушку оболочки проводят на воздухе или в вакуумноаммиачных камерах. После нанесения необходимого количества слоев модельную массу удаляют из формы, а форму подвергают тепловой обработке. Обжиг форм ведут в печах с воздушной средой при

970.. . 1000 °С с выдержкой 2... 3 ч.

Наибольшее распространение для литья титановых отливок получили графитовые формы, так как они лучше других противостоят взаимодействию с жидким титаном.

Таблица 11.10

Модельные составы н их свойства

Марка

Состав, %

ИШ/

°с

^ПС /

°с

<*в ЮГ/

МПа

°в pact/

МПа

Линейная усадка, %

Зольность,

%

ПС-50-50

Парафин 50, Стеарин 50

47,5

43

2,0

1,0

0,8

0,05

Р-3

Парафин 50, церезин 25, буроугольный воск 12

79

58

2,7

1,3

1,05

0,1

К11сЦ50-30-20

Церезин 20, канифоль 50, полистирол 30

140

7,7

3,8

1,0

0,03

ВИАМ-102

Парафин 20, буроугольный воск 50, торфяной воск 25

80

53

3,8

0,9

0,25

КбБк98

Полистирол 98

120

4,0

-

Примечание. tBC - температура пастообразного состояния.

Суспензию для графитовых форм готовят на основе фенолформальдегидных смол или фенольнобаритовых, которые разводят спиртом до плотности 950... 960 кг/м3 и в указанный раствор вводят порошки графита следующего состава, %: 20... 25- сухой коллоидальный графит; 75... 80 - графитовые порошки марок ГМЗ, ЭК зернистостью 0,03... 0,1 мм.

Огнеупорная суспензия на основе графита содержит связующие компоненты, %: 20... 25- связующее - смола ВИАМ; 7... 9- огвер- дитель - контакт Петрова; 30... 36 - растворитель - этиловый спирт; остальное - наполнитель - графитовый порошок.

Графитовые порошки перед применением необходимо просушить при 150... 180 °С для удаления влаги.

Суспензию приготавливают в следующей последовательности: порошки тщательно перемешивают со спиртово-смоляным раствором, после чего в суспензию вводят огвердитель. Гоговая суспензия должна иметь плотность 1150... 1200 кг/м3. Для первых двух слоев плотность должна составлять 1180... 1200 кг/м3, последующих -

1150... 1170 кг/м3. Для создания оболочки на модель с суспензией наносят графитовые порошки зернистостью 0,1... 1,5 мм. Для 1-3-го слоев используют порошки зернистостью 0,1... 5 мм, а для последующих - 0,6... 1,5 мм. После нанесения заданного количества слоев модельную массу выплавляют и оболочки подвергают тепловой обработке.

Обжиг графитовых форм ведут в две стадии. Первую стадию проводят в печах типа Ц-105 с графитовым затвором или в контейнерах при 800... 850 °С. Графитовый затвор предотвращает попадание воздуха в зону форм и исключает окисление графитовой оболочки. Вторую стадию ведут в вакуумных печах с индукционным нагревом типа УПФ-841 или ОКБ-749. Графитовые формы, прошедшие высокотемпературную обработку, обеспечивают наилучшее качество поверхности отливок и наименьшую глубину газонасыщенного слоя. Эти формы широко применяют для литья ответственных деталей.

Одним из недефицитных материалов для изготовления форм но выплавляемым моделям является кокс, который имеет хорошие физико-механические свойства и сравнительно невысокую стоимость.

При изготовлении коксовых форм суспензию также готовят на основе кокса. Технология изготовления оболочковых коксовых форм по выплавляемым моделям аналогична технологии изготовления графитовых форм, за исключением обжига. Высокотемпературный обжиг коксовых форм проводят при 1300... 1500 °С. Это связано с тем, что в связующем веществе и материале обсыпки до температуры 1600 °С сохраняется структура кокса. При повышении температуры кокс начинает превращаться в графит, что вызывает в форме дополнительные напряжения, приводящие к образованию микрогрещин и снижению ее прочности.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >