Склад формувальної суміші для лиття бронзи. Точне лиття за виплавлюваними моделями в домашніх умовах: технологія, переваги та недоліки

Доатегорія:

Виготовлення форм

Формувальні матеріали та суміші

Формувальні матеріали. Формувальні матеріали, що застосовуються для виготовлення ливарних форм і стрижнів, поділяються на такі групи: піски, сполучні, протипригарні, високовогнетривкі, спеціальні та підсобні.

Цески (кварцові, глинисті) утворилися внаслідок руйнування гірських порід (граніту, базоліту та інших.); вони складаються із зерен мінералу кварцу (Si02) розміром 0,06-1,6 мм із домішкою глини та інших мінералів (окисли заліза, польові шпати). Кварц має велику твердість і високу вогнетривкість (температура плавлення 1713 °С).

Кварцові піски містять до 2% глини та незначну кількість сторонніх домішок, глинисті містять глини до 50%. Глинисті піски за вмістом глини поділяються на худі (2-10%), жирні (10-20%), жирні (20-30%) і дуже жирні (30-50% глини).

Сполучні матеріали: формувальна глина, рідке скло, сульфітна барда, різні кріплювачі, етилсилікат, пульвербакеліт та ін.

Формувальна глина має високу вогнетривкість (температура плавлення 1750-1787 °С) і складається з дуже дрібних (0,001 мм) мінеральних частинок, які при взаємодії з водою утворюють клейкі розчини.

Рідке скло, сульфітна барда, кріплювачі вводять у суміші, протипригарні фарби та інші склади для надання їм міцності.

Протипригарні матеріали (графіт, пилоподібний кварц, тальк, кам'яне вугілля та ін.), а також ливарні фарби, що готуються з них, пасти-натирки наносять на поверхню форм і стрижнів з метою попередження пригару формувальних матеріалів до поверхні виливків. Графіт і пилоподібний кварц застосовують як припил і при приготуванні фарб і натирок. Кам'яне вугілля додається до складу формувальних сумішей.

Високовогнетривкі матеріали (шамот, хромистий залізняк, циркон, магнезит, азбест та ін.) застосовують при виготовленні ливарних форм і стрижнів для великих і масивних виливків з легованих (нержавіючих, жароміцних і т. д.) сталей, а також багаторазово використовуваних форм.

Спеціальні матеріали - чавунний дріб, каустична сода, формалін, тирса, торф та ін. Чавунний дріб застосовують при виготовленні виливків спеціальним методом лиття як наповнювач. Тирса, торф та ін. вводять у суміші для підвищення газопроникності і податливості висушуваних форм і стрижнів.

Підсобні матеріали - модельні пудри, розділові рідини, клей та ін. Модельні пудри та розділові рідини застосовують при виготовленні форм і стрижнів для того, щоб при витягу моделі з форми, а також стрижня зі стрижневого ящика не пошкодити їхню поверхню. Клей застосовується при складанні стрижнів та форм для склеювання половинок.

Основні властивості формувальних матеріалів: теплопровідність, теплоємність, газопроникність, міцність, плинність та ін.

Формувальні суміші. В даний час в ливарних цехах застосовують велику кількість різноманітних формувальних сумішей. Вибір складу сумішей обумовлюється характером (вагою, розмірами, формою, родом сплаву) виливків, що виготовляються, а також видом застосовуваних форм (сирі, сухі, поверхнево підсушені, хімічно твердні).

Залежно від призначення суміші поділяються на облицювальні, наповнювальні та єдині.

Облицювальна суміш має найбільш високу якість і використовується для покриття робочої поверхні форми, що безпосередньо стикається з розплавленим металом. Товщина шару облицювальної суміші залежить від роду та характеру виливки (15-50 мм).

Наповнювальна суміш насипається поверх облицювальної, має меншу міцність і газопроникність і дешевше. Готується наповнювальна суміш шляхом переробки вживаної формувальної суміші з додаванням (3-5%) свіжих матеріалів (піску та глини).

Єдина суміш складає весь обсяг форми і застосовується при машинному формуванні, на автоматах в умовах масового виробництва дрібних та тонкостінних виливків. Від наповнювальної суміші вона відрізняється великим вмістом свіжих матеріалів та кращими фізико-механічними властивостями.

Стрижневі суміші. Склад і властивості стрижневих сумішей обумовлюються головним чином класом стрижнів, що виготовляються.

Відповідальні стрижні першого класу виготовляються із стрижневих сумішей, що складаються повністю з кварцового піску з додаванням кріплювачів. Великі стрижні виготовляють з більш дешевих стрижневих сумішей, в них дуже часто входить вживана суміш (20-35%), а сполучною є формувальна глина, сульфітна барда, а як органічна добавка - тирса.

Стрижневі суміші повинні мати ті ж властивості, що і формувальні. Але враховуючи, що більша частина стрижня (крім знаків) піддається впливу високої температури і тиску металу, що заливається у форму, їх роблять з вищими показниками міцності, газопроникності, податливості і вогні завзятості.

До складу стрижневих сумішей найчастіше входить чистий кварцовий пісок від 70 до 100%, вогнетривка глина або бентоніт і різного роду кріплювачі. Такі суміші мають високу газопроникність до 120, міцністю до 0,55 у сирому стані і до 12 кг/см2 у сухому. За останні роки широке застосування для виготовлення стрижнів отримали рідкі самотвердні суміші, що володіють хорошими технологічними властивостями.

Регенерація відпрацьованих сумішей. Регенерації піддаються відпрацьовані суміші, що накопичуються в обрубно-очисному відділенні (від вибивання стрижнів, від очисних машин), просипи, що збираються з підлоги формувального та стрижневого відділень, сушильних камер та ін. Така суміш містить у собі багато пилу, золи від згорілої тирси та вугілля , шматки стрижнів і форм, різні металеві та неметалічні включення, а також до 60-80% зерен піску, придатних для подальшого застосування. Для вилучення зерен піску з цієї суміші її піддають переробці: розминання грудок, магнітної сепарації, просіювання та знепилювання.

Отримання високоякісних виливків значною мірою залежить від якості формувальних матеріалів та сумішей, з яких виготовлені форми та стрижні.

Формувальні матеріали поділяють на основні - піски, глини та допоміжні, до яких відносяться сполучні, що застосовуються для приготування стрижневих сумішей, протипригарні матеріали (кам'яне вугілля, графіт, фарби, хромистий залізняк, циркон та ін.), а також клей, замазки, припили та т.п.

Формувальні піски

Формувальні піски поставляються в природному та збагаченому станах. За ГОСТ 2138-74, піски в залежності від вмісту глинистої складової (так називаються зерна з величиною в діаметрі менше 0,022 мм), кремнезему та шкідливих домішок діляться на класи, а залежно від величини зерен основної фракції - на групи.

Для визначення групи піску його потрібно просіяти через стандартний набір сит і з'ясувати, яких трьох суміжних ситах залишилася найбільша сума залишків (в масових одиницях), званих основний фракцією. Знаючи, на яких ситах знаходиться основна фракція піску, його можна віднести до групи, яка визначається середнім номером сита.

Формувальні глини

Формувальні глини, що застосовуються у ливарному виробництві як мінеральні сполучні у формувальних та стрижневих сумішах, класифікуються за мінералогічним складом, за межею міцності у вологому та сухому станах, за вмістом шкідливих домішок та за деякими іншими властивостями.

За мінералогічним складом формувальні глини поділяються на види, за межі міцності при стисканні у вологому стані – на групи, у сухому – на підгрупи. Залежно від вмісту шкідливих домішок формувальні глини поділяються на групи.

Головна відмінність між формувальними глинами полягає в тому, що вони мають різні кристалічні ґрати, у зв'язку з чим на поверхні можуть утворитися водні плівки різної товщини. Найменша кількість води може утриматися на поверхні каолінітових зерен, а найбільша – на поверхні монтморіллонітових зерен. З цього випливає, що монтморилонітові (бентонітові) глини доцільно використовувати при формуванні по сирому. Застосування цих глин дозволяє в 2-3 рази знизити вміст глинистої добавки в сумішах, підвищити їх газопроникність, у ряді випадків замінити формування по сухому формуванню по сирому, поліпшити поверхню виливків і т. д. При формуванні по сухому можна використовувати глини будь-якого виду.

При приготуванні формувальних та стрижневих сумішей всі складові частини, за винятком води та рідких сполучних, завантажують у змішувачі в розмеленому або сипучому вигляді. Так як процес отримання глиняного порошку пов'язаний з рясним пиловиділенням, то при виготовленні чавунних виливків по сирому замість нього застосовують глиняні або глиняно-вугільні суспензії.

3. Сполучні матеріали

Стрижневі суміші, в яких сполучною є формувальна глина, як правило, не забезпечують таких якостей стрижнів, як міцність, газопроникність, вибивання. Внаслідок цього глину доводиться замінювати матеріалами, що мають високу сполучну здатність і надають стрижням значну міцність при збереженні хорошої вибиваності і газопроникності.

Сполучні матеріали поділяються на органічні та неорганічні та на три класи:
А - органічні неводні, Б - органічні водні та В - неорганічні водні.

Клас А поєднує сполучні, які мають сполучну здатність і не вимагають додавання води. Вони не розчиняються у воді, не змішуються з нею і не змочуються нею (олії, оліфи, пеки, бітуми, каніфоль). До класу Б входять сполучні, розчиняються у воді, після чого вони набувають здатності зв'язувати пісок (декстрин, сульфітно-спиртові барда і бражка). До класу В відносяться всі неорганічні сполучні (формувальна глина, цемент, рідке скло), які, як і зв'язувальні матеріали класу Б, роблять свою дію тільки після додавання до них води.

Для зручності користування сполучні кожного класу розбиті на три групи. У кожну з трьох груп входять сполучні, що мають приблизно однакові фізико-механічні та технологічні властивості. Основною ознакою віднесення сполучного до тієї чи іншої групи є міцність (тимчасовий опір розриву, кгс/см2, пробного зразка в сухому стані), що припадає на 1% сполучного матеріалу, введеного до складу суміші.

Оцінка сполучних провадиться по технологічній пробі в лабораторних умовах. З отриманої суміші з сполучним виготовляють зразки для випробування міцності на стиснення всирую і на розрив всуху, а також газопроникність. Сушіння зразків проводиться відповідно до технічних умов на це сполучне.

Найчастіше сполучними є побічні продукти, одержувані прн переробці нафти, горючих сланців, деревини, бавовняного олії та інших.

4. Протипригарні та інші допоміжні матеріали

В результаті хімічної та механічної взаємодії форми або стрижня з рідким сплавом, недостатньої вогнетривкості та збільшеної пористості сумішей, а також високої температури заливки на виливках утворюється пригар. Для боротьби з ним застосовують спеціальні протипригарні матеріали.

Кам'яне вугілля. При формуванні по сирому до складу суміші вводять добавки кам'яного вугілля в подрібненому стані наступного складу, у %: леткі речовини - не менше 30, сірка - не більше 2 і зола - не більше 11, волога - не більше 12. Кам'яне вугілля може бути замінене естонським сланцем як порошку.

При нагріванні форми рідким сплавом частинки вугільної або сланцевого пилу виділяють леткі речовини і згоряють з утворенням окису вуглецю, при цьому між сплавом і формою утворюється газовий прошарок, який унеможливлює змочування зерен піску металом і утворення пригару.

Пилоподібний кварц. Розрізняють два види цього матеріалу: природний та штучний. Найбільше застосування має штучний пилоподібний кварц, який одержують шляхом розмелювання кварцового піску.

Пилоподібний кварц використовують при виробництві сталевих виливків як добавку в облицювальні суміші. Це зменшує пористість робочого шару форми або стрижня, внаслідок чого зменшується механічний пригар.

При введенні пилоподібного кварцу до складу фарби для покриття форми і стрижня на поверхнях утворюється високовогнетривкий шар, що захищає їх від впливу високої температури сплаву, що заливається.

Циркон. При збагаченні титаноцирконових руд одержують матеріал, званий цирконом. Промисловість випускає цирконовий концентрат для приготування облицювальних формувальних та стрижневих сумішей та цирконовий порошок для фарб.

Циркон - високовогнетривкий матеріал (температура його плавлення 2190 ° С), він не вступає в хімічну сполуку із залізом та легуючими елементами і є хорошим протипригарним матеріалом.

Кульгавий залізняк. Продукт помелу хромітової руди - хромистий залізняк характеризується високою вогнетривкістю - температура його плавлення близько 1850 ° С. Відсутність спорідненості з окислами заліза і сталість об'єму при нагріванні забезпечують отримання виливків високої якості.

Застосовують облицювальні формувальні та стрижневі суміші наступного складу, : хромистий залізняк (просіюється через сито з осередками 1,5×1,5 мм) -100 і понад 100сульфітно-спиртова барда – 2-3.

Фізико-механічні властивості суміші: міцність на стиск у сирому стані - 0,5-0,7 кгс/мм2; вологість – 5-6%.

Товщина облицювального шару має бути 10-30 мм, а підшари з піщано-глинистої суміші - 40-60 мм. Решта обсягу опоки заповнюється звичайною наповнювальною сумішшю, а стрижні - стрижневою тирсової сумішшю.

Графіт. Широко застосовуваний у чавуноливарному виробництві графіт є високовогнетривким матеріалом. Розрізняють кристалічний графіт - у вигляді сріблястих лусочок і скритокрі-сталічний (аморфний) - у вигляді чорного порошку.

Припили та фарби. При формуванні по сирій поверхні форм покривають різними припилами (сріблястим графітом, сланцем, цементом та ін.). Для покращення поверхневої міцності форми поряд з припилом застосовують обприскування поверхонь сульфітно-спиртовою бардою (щільністю 1,1) або патокою (щільністю 1,28).

Для покриття форм і стрижнів по сухому використовують фарби та натирки. До складу їх входять протипригарні матеріали (аморфний графіт, пилоподібний кварц, тальк, мелений кокс та ін.) та сполучні речовини (бентонітова глина, сульфітна барда, патока та ін.) Для запобігання фарб від бродіння в них вводять формалін.

Натиральні пасти, замазка та клей. Натиральні пасти застосовують у тих випадках, коли утворювані стрижнями порожнини надалі не піддаються механічній обробці та вимагають великої точності розмірів та чистоти поверхні. Для особливо відповідальних стрижнів для чавунних виливків використовують пасти наступного складу: сріблястий графіт – 1 частина; аморфний графіт – 1 частина; сульфітно-спиртова барда - до отримання однорідної пасти як густої сметани.

Стрижневі клеї служать для склеювання та ремонту стрижнів. Сульфітний клей складається з 5 частин сульфітно-спиртової барди, 5 частин формувальної глини та 2 частин води. Клей наносять рівним шаром на склеювані поверхні половинок стрижнів.

При спарюванні великих та середніх стрижнів шви закладають спеціальними замазками, до складу яких входять, у %:
дрібний кварцовий пісок - 60, чорний графіт - 25 та формувальна глина - 15.

5. Основні властивості формувальних матеріалів та сумішей

Формувальні матеріали і суміші, з яких виготовляють ливарні форми і стрижні, повинні мати певні властивості, що забезпечують отримання високоякісних форм, стрижнів і виливків.

Вологість впливає на всі властивості формувальних сумішей і головним чином газопроникність, міцність і плинність. Знижена вологість підвищує обсипаність суміші і ускладнює формування, а підвищена знижує всирую міцність, збільшує прилипання суміші до моделі і знижує газопроникність, внаслідок чого виникає небезпека утворення скипу виливки.

Газопроникність - дуже важлива властивість формувальних матеріалів та сумішей. Низька газопроникність сумішей може бути причиною утворення газових раковин у виливках. Газопроникність залежить від форми зерен, однорідності зернових складових суміші, від вмісту в ній глинистих речовин та інших причин. Для підвищення газопроникності дрібного піску необхідно змішувати з 50-60% великого піску.

Міцність. Недостатня міцність формувальних сумішей веде до деформації форм і стрижнів, викривлення виливків, викликає розпори та обвали. Міцність залежить від вологості суміші, кількості глинистої складової, зернистості піску та ступеня ущільнення. Вона регулюється дозуванням глини.

Міцність формувальних сумішей у сухому стані зростає зі збільшенням у них вмісту глини та вологи. Вища міцність може бути досягнута при використанні спеціальних сполучних матеріалів.

Міцність стрижневих сумішей залежить від виду та кількості застосовуваного сполучного і має перебувати у певних межах.

Твердість характеризує ступінь та рівномірність ущільнення формувальних сумішей. Переущільнення, так само як і недостатнє ущільнення суміші, викликає дефекти виливків: розпори, скип, газові та земляні раковини, пригар та ін.

Визначення цих та інших властивостей формувальних матеріалів та сумішей проводиться у цехових лабораторіях.

6. Формувальні суміші

У ливарному виробництві найбільше застосування мають піщано-глинисті суміші, які класифікуються за способом формування та за родом сплаву, що заливається у форми.

Суміші поділяються на єдині облицювальні та наповнювальні. Єдиною називають суміш, що використовується для набивання всієї форми (в основному при машинному формуванні). Облицювальними сумішами оформляють тільки ту частину форми, яка стикається з рідким сплавом. Наповнювальну суміш наносять на облицювальний шар, нею заповнюють і решту форми.

За станом форми перед заливкою розрізняють суміші для формування по сирому і сухому. За родом сплаву, що заливається у форми, розрізняють формувальні суміші для чавунних, сталевих та кольорових виливків.

Склад суміші для чавунного лиття залежить від маси виливки, товщини стінок та технології виготовлення форми.

Для сталевих виливків формувальні суміші повинні мати більш високу вогнетривкість та газопроникність, ніж суміші для чавунного лиття.

Для форм кольорових виливків можуть застосовуватися суміші з значно нижчою вогнетривкістю, ніж у сумішей для чавунного та сталевого лиття.

Для підвищення чистоти поверхні виливків із сплавів на мідній основі до складу формувальної суміші вводять глинисті піски класу П. Фториста присадка, що вводиться у формувальну суміш при литті з магнієвих сплавів, дає можливість уникнути окислення сплаву в процесі заливки та затвердіння виливки. Вона може бути замінена борною кислотою або сірчаним кольором.

7. Пластикові та рідкі суміші, що швидко затвердяються, хімічно затвердяються і самоотверждающиеся

Поряд із звичайними піщано-глинистими набули поширення розроблені в нашій країні формувальні суміші з особливими властивостями.

Швидко тверді суміші.

Сполучним матеріалом у них є рідке скло. Однак процес затвердіння здійснюється не за рахунок продування вуглекислим газом, а під дією добавки суміш затверджувача - шлаку ферохромового виробництва. Живучість пластичної суміші зазвичай дорівнює 20 - 25 хв, тому її готують у два етапи: основну рідко-скляну суміш виготовляють у суміші приготувальному відділенні, а введення в неї шлаку, просіяного через сито з осередками 0,5 мм, виробляють безпосередньо на ділянці формування у шнековому змішувачі.

Облицювальну суміш наносять на модель шаром завтовшки 50 мм і більше, залежно від габаритів та товщини стінки виливки. Решту обсягу опоки заповнюють оборотною сумішшю. Тривалість витримки великих форм - щонайменше 1 год. Після вилучення моделі форму забарвлюють самовисихаючою вогнетривкою чи звичайною водяною фарбою. В останньому випадку застосовують поверхневе підсушування.

Рідкі самоотверждающиеся суміші (ЖСС) відрізняються від пластичних тим, що в їх склад вводяться поверхнево-активні речовини (ПАВ), які при перемішуванні суміші утворюють на межах зерен піну. Пухирці цієї піни знижують сили тертя між зернами піску, що надає суміші рідкорухливість (плинність). Як поверхнево-активну речовину найчастіше використовують детергент радянський рафінований (ДС-РАС).

ЖСС застосовують при виготовленні великих виливків і стрижнів, причому на відміну від усіх сумішей їх «заливають» в опоки та стрижневі ящики. Час збереження сумішшю плинності зазвичай становить 9-10 хв, протягом якого вона повинна бути використана. Установка для приготування ЖСС розміщується безпосередньо на формувальних або стрижневих ділянках. Продуктивність установок – до 30 т/год.

8. Стрижневі суміші

9. Технологія приготування формувальних стрижневих сумішей

Технологічний процес приготування формувальних і стрижневих сумішей складається з трьох етапів: підготовки свіжих матеріалів, підготовки відпрацьованих сумішей і виготовлення сумішей.

Підготовка свіжих матеріалів полягає в їх сушінні, дробленні та просіюванні.

Сушіння піску та глини проводиться в барабанних сушилах продуктивністю від 3,2 до 29,2 т/год для піску і 0,9-8 т/год для глини, а також в установках для сушіння та охолодження піску в киплячому шарі продуктивністю 3- 10 т/год.

Для дроблення та подрібнення грудок піску та сухої глини, вугілля, грудок відпрацьованої суміші, сухих бракованих стрижнів застосовують розмелюючі бігуни, валкові дробарки, кульові млини мокрого подрібнення вугілля.

Просіювання формувальних матеріалів перед вживанням здійснюють у пересувних землесівалках, а також у вібраційних та полігональних ситах продуктивністю від 5 до 125 т/год та через плоскі сита продуктивністю 50 т/год.

Подотовка відпрацьованої суміші полягає в магнітній сепарації її для отримання металевих включень. Суміші, що застосовуються при піскометному формуванні, піддаються подвійній сепарації.

Приготування сумішей. Технологічний процес приготування формувальних сумішей складається з дозування сухих складових і завантаження їх у бігуни в наступній послідовності: оборотна суміш+пісок+глина в порошку або у вигляді емульсії - кам'яне вугілля (для чавунних виливків, що формуються по сирому) або тирсу (для формування по сухому) ); після попереднього перемішування додаються рідкі компоненти.

Для змішування складових застосовують бігуни періодичної дії з вертикально обертовими котками або відцентрові з горизонтально обертовими котками.

У ливарних цехах серійного та масового виробництва створюються центральні сумішопідготовчі відділення, оснащені високопродуктивним сучасним обладнанням та розгалуженою транспортною системою. У деяких із них комплексно механізовано та автоматизовано управління всіма операціями з приготування сумішей.

10. Регенерація відпрацьованих формувальних та стрижневих сумішей

Широке використання у ливарному виробництві спеціальних сумішей, що готуються зі свіжих кварцових пісків, і навіть щорічний приріст виробництва виливків веде до систематичного підвищення витрати кварцових пісків, природні ресурси яких небезмежні. З метою скорочення витрати їх необхідно частково замінювати регенерованими (відновленими) пісками з відпрацьованих сумішей, що нині вивозяться у відвал.

Рис. 1. Установка регенерації відпрацьованих сумішей.

П'ятирічний досвід роботи установки показав, що регенерат, що отримується, є повноцінним замінником свіжого кварцового піску і може бути використаний для приготування формувальних і стрижневих сумішей.

Розглянемо три найвідоміші з них:

Лиття за шаблонами у земляні форми.
Лиття по моделях, що виплавляються.
Лиття за моделями, що випалюються.

Інструменти для формування та пристосування для лиття за моделями

Формувальний інструментарій (інструменти, що використовуються для набивання форми та видалення з неї моделі або шаблону): лопатка, сито, трамбування, лінійка, спеціальний правильний брусок, вентиляційна голка, киянка, кельма, шпатель, кисті.

Інструменти для обробки форми: прасування, оздоблювальні та підрізні ланцети.

Оснащення для лиття за моделями

Опока - рама (ящик без дна) із формувальною землею для заливання металом; дерев'яна чи металева.

Рис. 2. Формувальний інструмент: 1 – вентиляційна голка; 2 - трамбування формувальне; 3 – правильний брусок

Рис. 3. Ланцет

Підмодельна дошка – дерев'яна або металева плита з гладкою поверхнею.

Гумова прес-форма - пристосування з гуми, двох полірованих сталевих пластин та вулканізатора (у приватній майстерні цілком придатний автомобільний, на 12 В через трансформатор).

Прес-шприц-саморобний шприц для заповнення під тиском модельного складу у прес-форму.

Центрифуга ручна - пристрій для відцентрового лиття в індивідуальній майстерні; за допомогою такого пристрою рідкий метал заповнює форму під тиском.

Матеріали для формування Формувальна земля - зволожена суміш глини (до 25% вмісту) та піску.

Графіт.
Гіпс.
Пемза.
Кварц.
Глюкоза (як уповільнювач).
Луги (як роздільник).
Вапняк (шифер).
Каолін.

Матеріали для виготовлення моделей

1. Пластилін, гіпс, пластик, дерево. 2. Віск, парафін, стеарин; технічний желатин, столярний клей. 3. Полістирол (пінопласт) – комірчастий пластик.

Лиття за моделями у земляні форми

Це найпростіший спосіб отримання виливків. Коротко технологія така: за потрібним шаблоном (моделі) із формувальної землі виготовляють форму для заливки розплавленим металом. Форма, зроблена з того чи іншого шаблону,- одноразова: при виїмці виливки вона руйнується, оскільки створена із суміші піску і глини (25% вмісту суміші глини, 75% - пісок). Але саму суміш для отримання ливарної форми можна використовувати багаторазово, оновлюючи лише внутрішній облицювальний шар. Шаблон може бути виготовлений з будь-якого матеріалу - пластиліну, гіпсу (найбільш прийнятні та зручні матеріали), з дерева, пластмаси, металу. Модель може служити і сама деталь; якщо потрібно зробити таку ж (відновити її первісний вигляд), то пластиліном нарощують на деталі, що реставрується або відновлюється, відсутні частини за початковим зразком.

Якщо з якихось причин неможливо скористатися як модель пластилінової копії оригіналу, все-таки є вихід: можна зробити гіпсовий зліпок з оригіналу (нехай це і трудомісткий і клопіткий спосіб).

Процес отримання гіпсової моделі виробу такий: оригінал поміщають обличчям вгору на рівну плиту в раму з дерева або іншого матеріалу, при цьому борти рами повинні бути вище копіюваного виробу і змащені зсередини мильною піною.

Гіпс розчиняють у кількості води до стану рідкої сметанообразной маси. У швидкому темпі оригінал ретельно покривають шаром рідкого гіпсу, наносячи його широким малярським пензлем, а потім заливають раму гіпсовим розчином до країв. Можна прискорити або сповільнити схоплювання гіпсу: у першому випадку потрібна добавка 4% розчину кухонної солі, у другому – 1% розчину оцтової кислоти. Далі гіпсову форму (зліпок) сушать при температурі, що не перевищує 50"С, обробляють в контррельєфі, нарощують при необхідності рельєф, згладжують виступи, зашпаровують раковини. Перед безпосереднім виготовленням моделі зліпок покривають 3% розчином лугу, а ще простіше - добре збитий піною, що створить розділовий шар, і заливають рідким гіпсом, таким чином, шаблон готовий, і можна приступати до його формування.

Процес формування шаблону та отримання готової виливки

Опоку ставлять на дошку, на яку також кладуть шаблон або оригінал. Дошку посипають графітом, щоб не прилипала облицювальна суміш, яку насипають через сито для повного покриття моделі. Щільно заповнюють опоку до країв, укладаючи землю шарами та ущільнюючи трамбуванням, а надлишок землі згладжують спеціальним бруском або рівною планкою, проводячи по краях опоки, та перевертають її; зверху ставлять другу опоку, в якій заформовують конусні бруски – моделі литника та випору. Потім, знявши верхню опоку, видаляють бруски, а з нижньої опоки видаляють шаблон, після чого до отворів, що залишилися від моделей литника та випору, з порожнини шаблону прорізають вузькі з'єднувальні канали. Опоки поєднують в колишньому положенні і заливають через литник рідкий метал, який тече в порожнину форми, а по іншому каналу, спрямованому до випору, ливарної форми витісняється повітря, форма рівномірно і повністю заповнюється металом. Заданий виливок отриманий.

Рис. 4. Технологія отримання виливки найпростішим способом: 1 – модель; 2 – підмодельна плита; 3 – опока; 4 - випір; 5-літник

Технологія лиття за моделями, що виплавляються.

В основі ливарного процесу по моделях, що виплавляються, лежить використання легкоплавких матеріалів: модель виливки і її литникова система робиться з воску, парафіну або стеарину. Будь-який з цих легкоплавких матеріалів гарячому режимі заливають у прес-форму, а після затвердіння отримують воскову модель і покривають її спеціальним складом. Після просушування на моделі утворюється вогнетривка оболонка - керамічна форма, з якої виплавляють модельний склад та отримують тонкостінну ливарну форму, яку після прожарювання заливають розплавленим металом.

Для отримання кількох однакових моделей із воску застосовують еластичну форму, використовуючи для її виготовлення столярний клей або технічний желатин. Другий матеріал кращий як у якісному відношенні, так і за термінами приготування. Якщо желатин набухає за півгодини (150 г желатину на 15 мг води під час регулярного перемішування), столярний клей замочують водою на добу. Желатин після деякої добавки води набухає, але при нагріванні знаходить колишній об'єм. Желатинову масу варять до однорідної стану, що нагадує по вигляду густу сметану, додають 708 мл гарячої води з пластифікатором (3-4 г гліцерину) і ретельно перемішують. Щоб одержану масу вберегти при зберіганні від цвілі, у неї вливають півграма антисептика – формаліну чи фенолу. Після цього масу остуджують до 50ºС і заливають нею зразок. Щоб еластична форма не деформувалася після застигання, її із тильного боку додатково зміцнюють гіпсом. При формуванні гіпсової моделі у формі з клею її знежирюють, протерши тальком, і двічі задублюють 20% розчином алюмінієвих галунів.

З метою тиражування воскових моделей для виливки однакових деталей, наприклад, литих прикрас для огорожі садиби, виготовляють гумову прес-форму.

Прес-форми поділяють на роз'ємні та розрізні. Роз'ємні постачають підшипниковими кульками, які служать замками-фіксаторами частин форми, і укладають їх на нижній частині гумової форми так, щоб вони не перешкоджали вилученню воскової моделі.

У розрізній прес-формі потреба у підшипникових кульках відсутня. З сирої гуми вирізають листи за розміром металевих затискних пластин, промивають бензином і складають у стопи, які нашаровуються залежно від розміру моделі. Сама прессформа і двох половин, між якими укладається металева модель, гума навколо якої натирається тальком. Після цього пакет розташовується на талькованій затискній плиті, накривається другою плитою і затискається в струбціні вулканізатора на 40-50 хвилин при температурі 140-150 ºС. Після вулканізації звільнений пакет разом із пластинами охолоджується під водою. Якщо на зразку литник був відсутній, його вирізають прямо в прес-формі.

Рис. 5. Виготовлення гумової прес-форми: 1 – вулканізатор; 2 – сталеві пластини; 3 – сира гума; 4-замок (сталеві кульки); 5 - зразок

Гумова прес-форма дуже зручна при виготовленні великої кількості однакових деталей - ланок ланцюга, браслета, елементів роз'ємного орнаменту та інших декоративних виробів, оскільки для їх виливки потрібно багато воскових моделей.

Розрізняють легкоплавкі та тугоплавкі склади для створення моделей. Перші більш податливі, їх виготовляють на парафіновій та стеариновій основі (див. табл. 1).

Таблиця 1. Склади для створення моделей

№ рецепту	Компоненти, мінімальний %
№ рецепту	Парафін	Стеарін	Віск	Переплав
1	50	50	-	-
2	25	25	50	-
3	12	8	-	80
4	17	17	-	66

У прес-форму модельний склад запресовується під тиском прес-шприца, який ливар легко виготовить сам. Для цього необхідні відрізок труби, 2 штуцери, поршень, алюмінієва трубка.

Спосіб виготовлення такий. З одного боку трубу заварюють або запаюють. З алюмінію вирізають поршень по отвору труби, який необхідно забезпечити ручкою (стрижень при цьому дорівнює довжині труби). У закритій частині труби свердлять отвір, в яке впаюють штуцер під гумовий шланг, інший кінець якого забезпечують штуцеромнаконечником, що відповідає діаметру литника прес-форми.

Заповнений модельним складом, прес-шприц занурюють у киплячу воду до готовності розплаву, який ретельно перемішують і охолоджують до пастоподібного стану при температурі 55-60ºС і запресовують тальковану прес-форму.

Рис. 6 Ручна центрифуга

Так само, під тиском, прес-форму подається і розплавлений метал.

Також ливарник може самостійно змайструвати ще один необхідний для роботи пристрій - ручну центрифугу.

У дерев'яну ручку слід пропустити сталевий стрижень діаметром 7 мм, до нього нерухомо прикріпити сережку (при цьому ручка повинна вільно обертатися на стрижні). Підставкою для опоки служить сталевий циліндр, дно якого становить не більше 100 мм у діаметрі. До підставки приварюють скобу з кільцем посередині, яке з'єднується із сережкою коромислом (40 см) із міцного дроту з надійними кільцями на кінцях. Опока повинна вільно вміщуватися в підставці і формою дублювати її - той же циліндр, але без дна.

Формування моделі провадиться таким чином. Розплавленим воском до моделі кріплять сталеві голки - литникові штифти, які повинні перетинатися в одній точці, де вони також скріплюються воском. Виходячи з розмірів моделі, опоку вибирають такої висоти, щоб між її дном і моделлю був зазор не менше сантиметра, а вгорі у формувальній масі можна було б вирізати чашу литникову для плавки металу.

Склад формувальної маси пропонованих рецептів (див. табл.2).

Таблиця 2. Склади формувальної маси

Готовою формувальною масою заповнюють опоку на вогнетривкому листі (азбесті). Взявши модель за штифт, її занурюють у незастиглу формувальну масу, злегка похитуючи з боку в бік, щоб повітря не потрапляло. Після затвердіння маси (за наявності уповільнювача - не раніше, ніж за годину) у верхній частині опоки вирізують литникову чашу та витягують штифти. Літникові канали повинні бути в центрі чаші.

Операція виплавлення (видалення) воскової моделі така: опоку ставлять у запалену духовку газової плити та поступово, щоб не пошкодити форму, близько двох годин підвищують температуру до 350°С; потім опоку виймають і кладуть по черзі одним або іншим боком на пальник, попередньо підклавши азбестову плитку, і виплавляють остаточно віск.

Отримання виливки

Як тільки боки опоки розжаряться до червоного, її поміщають у ручну центрифугу, а литникову чашу завантажують металом з добавкою відповідного флюсу і плавлять на полум'ї пальника. Після повної розплавки починають обертати центрифугу, у результаті рідкий метал спрямовується в порожнину форми, заповнюючи її і кристалізуючись приблизно за 20 оборотів центрифуги. Процес завершується охолодженням у воді та виїмкою готової виливки, тобто вироби художнього лиття.

Найбільш досконалим методом лиття за моделями, що виплавляються, вважається процес, в результаті якого зберігається оригінал і отримують порожнисті вироби, оригінал служить моделлю. Технологічно цей спосіб складається з двох частин: спочатку виготовляють по оригіналу порожнисту модель, а потім по цій моделі ливарну форму.

Процес отримання виливків за моделями, що випалюються.

Щоб простежити технологію такого способу, розглянемо конкретний приклад – виготовлення складної вази або кубка.

При виливку кубка верхню частину моделі нескладної геометричної форми виготовляють з будь-якого матеріалу, нижню, складнішу, вирізують із пінопласту. Після цього, уклавши верхню частину моделі на підмодельну плиту, починають формування в опоку. Коли формувальна земля порівнюється з рівнем моделі, до неї приставляють другу (пінопластову) частину та заформовують до кінця. Далі опоку перевертають, на неї встановлюють друге опоку і проводять остаточне формування, зробивши при цьому литникову систему. Після опоки розтискають і видаляють верхню частину моделі, а нижню (пінопластову) залишають заформованою в землю.

При використанні таких комбінованих способів отримують цілісні, досить якісні складні форми виливки. Однак у момент формування елемента моделі можуть зміститися один до одного. Щоб цього не сталося, у зчленування гіпсової форми та пінопластових елементів вставляють швейні голки або шпильки, на які наколюють елементи. Щоб запобігти осьовим обертанням, можна використовувати кілька голок.

Для виготовлення пустотілої моделі опоку встановлюють на підмодельну плиту та заформовують у ній землею до половини оригінал виробу - виконують так звану фальшиву опоку.

Рис. 7. Формування комбінованої моделі: 1 - пінопластова частина моделі; 2 – гіпсова частина моделі

Поверхня оригіналу, що має невеликі розміри, змащують мильною піною і обкладають шаром пластиліну завтовшки до 1 см. Більші вироби обкладають шаром глини. Для того, щоб глина не прилипала до оригіналу, як розділовий шар використовують папір. На фальшиву опоку з оригіналом зверху встановлюють друге опоку та заливають гіпсом. У гіпсі роблять литникові канали, які доходять до пластилінового або глиняного шарів. Після затвердіння гіпсу опоки перевертають. Фальшиву опоку, що виявилася зверху, видаляють разом із землею та встановлюють нову.

Рис. 8. Виготовлення моделі: 1 – опока; 2 – підмодельна дошка; 3 - формувальна суміш; 4 – літник; 5 - випір; 6 – додаткові отвори; 7 – модель

На другу половину оригіналу, який раніше був у фальшивому опоку, також укладають шар пластиліну або глини. Змастивши нижню опоку, залиту гіпсом, мильною піною, заливають гіпсом верхню, залишивши литникові отвори. Коли гіпс затвердіє, верхню опоку знімають і видаляють шар пластиліну або глини, стежачи за тим, щоб нічого не залишилося на оригіналі. Потім опоку встановлюють місце.

Після видалення прокладочного шару між гіпсом, залитим в опоку, і оригіналом утворився вільний простір, що відповідає товщині шару прокладки. У порожнину, що утворилася через литникові канали, залишені в гіпсовому шарі, заливають розчин на основі столярного клею або технічного желатину.

Опоки перевертають після остигання клейового розчину, з другого опоки видаляють розділовий шар і заливають клейовим розчином. Потім опоки рознімають, і отриманої форми видаляють оригінал виробу. Завдяки еластичності клейового розчину можна формувати виріб зі складною формою поверхні (візерунки, орнаменти, шрифти і т.д.), а також пазухи, що складно виконати при звичайному способі формування. До того ж клейова маса є захистом оригіналу. Внутрішню поверхню клейової сорочки покривають лаком, а після висихання наносять шаром воску пензлем.

Форму збирають і через попередньо залишений отвір у її порожнину заливають розплавлену каніфоль, яку відразу ж виливають із форми, поки вона не охолонула, але частина її залишається на стінках. Цю операцію повторюють до тих пір, поки не буде досягнуто необхідної товщини виробу. Не можна перегрівати розплав каніфолі, оскільки можуть розплавитись дрібні елементи клейової форми.

Після затвердіння шару каніфолі опоки обережно рознімають і витягують отриману модель, що представляє собою порожнисту тонкостінну копію оригіналу, яка буде моделлю, що виплавляється.

Формування порожнистих виробів починають із виготовлення стрижня. Стрижнем називають частину формувальної суміші, якою заповнюють порожнину форми. Основою стрижня може бути металевий каркас, виготовлений із дроту, діаметр якого залежить від розмірів моделі. Основою каркаса є більш товстий стрижень, кінець якого виходить із моделі. Після виготовлення каркаса його вводять у порожнину моделі та заповнюють формувальною масою. Як стрижнева, а також формувальна маса для невеликих виробів, що відливаються з металів з невисокою температурою плавлення, можна використовувати масу на основі гіпсу і тальку або гіпсу і кварцу. У разі застосування мас на основі гіпсу слід пам'ятати, що в цих масах практично відсутня газопроникність, тому в процесі формування потрібно зробити додаткові отвори для виходу газів, що утворюються в момент виплавки моделі.

Якщо виливається з бронзи, латуні або інших металів з високою температурою плавлення, як стрижневу масу використовують кварц, кварцовий пісок з додаванням конторського силікатного клею. Пісок прожарюють при температурі.750-900°С у чавунній ємності, наприклад, у сковороді, щоб у нього не потрапили оксиди заліза. Рідкого скла у суміші має утримуватися в межах 30%, решта складає пісок.

При відливанні великих виробів у формувальну суміш додають 1-2% технічної бури або борної кислоти, які, маючи власну температуру плавлення 741°З 575°С відповідно, у момент прожарювання форми плавляться і, обволікаючи зерна наповнювача, скріплюють формувальну масу.

Виплавлену модель зі стрижнем формують у опоку звичайним способом. Модель із каніфолі виплавляють у сушильній шафі, поступово підвищуючи температуру. Опоку мають літникову систему вниз. Через неї виходитиме розплавлена каніфоль, тому під виходом літникової системи необхідно поставити ємність. І тут стінки форми зміцняться розплавленими частинками каніфолі. Коли каніфоль повністю стіче, форму прожарюють у печі муфельної. Якщо її немає, то це можна зробити в духовці газової плити при температурі 350°С, оскільки каніфоль починає опалювати при температурі 310°С. Утворена кіптява від згорілої каніфолі покриває стінки форми, що покращує якість виливки.

Доцільно використовувати опоку з дном, модель заформувати звичайною формувальною сумішшю, а верхній шар, що не стикається з моделлю, зробити із суміші кварцового піску або шамотної крихти з рідким склом. У момент виплавки моделі він утримуватиме всю форму в опоку. Метал, що подається у форму через литникову систему, заповнить її за рахунок тиску власної маси.

Якщо пустотіла модель має один отвір, через який виходить арматура стрижня, після виплавки її стрижень втрачає опору та осідає усередині форми.

Щоб зафіксувати його в потрібному положенні при виготовленні виливків великих розмірів або при виливку виробів, що мають місця, що не проглядаються (наприклад, вази), основний стрижень із закріпленою на ньому арматурою пропускають через модель наскрізь і спирають двома кінцями на краї опоки, надаючи йому строго фіксоване положення .

Отвори, що залишилися після виливки виробу і видалення арматури, закладають або в тому місці моделі, яке знаходиться знизу і як би спирається на формувальну суміш, свердлять одне або кілька отворів. Потім виготовляють пробки з металу, з якого виливається виріб. Розмір повинен відповідати діаметру отворів у товщі моделі. Пробки вставляють в отвір моделі та формують її.

Маючи таку ж товщину, як і модель, металева пробка після виплавки моделі залишається у формі та фіксує відстань між стрижнем та її краєм. Після заливання пробки сплавляються з основним металом і від них не залишається жодних слідів.

Площа поперечного перерізу пробок має бути такою, щоб вони витримали масу стрижня і не вдавилися у формувальну суміш. Слід врахувати, що з виплавці моделі форму перевертають, тому пробки необхідно ставити у верхній частині. Як фіксатори можна також використовувати сталеві стрижні, які пропускають через всю форму (модель і формувальну суміш). Після виливки стрижні виймають, а в отворах, що утворилися, нарізають різьблення і вкручують різьбові пробки. Іноді отвори роззенковують і заглушують за допомогою заклепок з того ж таки металу - металевих шпильок. Потім ці місця ретельно зачищають або зачеканюють.

Оригінали художніх виробів із відносно плоскою поверхнею (медальйони, барельєфи) виконують зазвичай з м'яких матеріалів – пластиліну, глини, воску. Для формування з них знімають гіпсові моделі, при цьому зворотний бік моделі виходить плоскою і не повторює зсередини форму лицьової поверхні. Виконана за такою моделлю виливок має значну масу, що недоцільно, оскільки витрачається велика кількість металу. Щоб цього уникнути, застосовують спосіб формування за гіпсовою моделлю з рамкою. В цьому випадку отримують виливок, у якого внутрішній рельєф повторює форму лицьової поверхні, а товщина стінки відповідає товщині рамки і однакова по всій поверхні виробу. Формування з рамкою застосовують при виготовленні ливарних форм за гіпсовими моделями невеликої висоти та з пологими стінками.

Якщо гіпсова модель має високі вертикальні стінки з малим ухилом, то цей спосіб застосовувати небажано, тому що при формуванні вертикальні стінки виходять значно тонші за верхню, і метал при заливці може заповнити не всю форму, а тільки верхню її частину.

При формуванні з рамкою модель необхідно зафіксувати на підмодельній плиті, якою можна використовувати шматок стружкової плити з декількома просвердленими отворами. Через них модель кріплять шурупами, а в плиті роблять отвори для фіксуючих штирів нижнього опоки.

Зміцнивши модель на плиті і встановивши на неї опоку з підкладеною під краю рамкою, починають набивати її формувальною сумішшю, ретельно утрамбовуючи. Товщина рамки буде відповідати товщині стін майбутньої виливки. Заформовану опоку перевертають разом з підмодельною плитою і, злегка постукуючи по поверхні плити, акуратно знімають її з опоки разом з рамкою.

Після зняття рамки вище опоки утворюється виступ із формувальної суміші, який необхідно зрізати по всій поверхні опоки рівня її краю. Таким способом отримують відбиток платформи меншої висоти моделі на товщину рамки, що підкладається під опоку, і товщині стінки майбутньої виливки. Потім на заформоване опоку встановлюють другу, і по відбитку в нижній частині набивають верхню напівформу з литниковим каналом та випором.

Верхнє опоку формують ретельніше і акуратніше, так як неміцну поверхню піщаної моделі можна легко пошкодити при ущільненні суміші трамбуванням.

Видаливши литник, верхню опоку знімають і за необхідності виправляють форму. Заформовану нижню опоку з рамкою, що служила моделлю для верхньої напівформи, вибивають і за допомогою фіксуючих штирів встановлюють знову на підмодельну плиту в тому ж положенні, в якому вона була спочатку. Потім набивають її формувальною сумішшю, але вже без рамки. Після закінчення формування опоку перевертають, знімають підмодельну плитку з моделлю, а обидві напівформи збирають. Таким способом одержують порожнину, що відповідає товщині рамки.

Рис. 9. Ливарна форма з глини: 1 – літник; 2 – фіксатори; 3 – форма; 4 - випори

Крім основних способів лиття в землю і за моделями, що виплавляються, за старих часів майстри застосовували лиття в тверді розбірні форми. Цим способом відливали ювелірні вироби, гудзики, декоративні накладки зброї. Матеріалом для форм служила глина та м'які породи вапняку. Виготовлені вручну форми із глини складалися з 2-х половин із поглибленнями для фіксації їх відносно один одного. Порожнину форми виконували вручну або формували за зразком із сирої глини, потім висушували та обпалювали.

Рис. 10. Стяжка ливарної форми з глини: 1 - стягуючий гвинт; 2 – хомут; 3 - форма

Для виготовлення таких форм можна використовувати вогнетривку шамотну глину або масу тигельну. Шамотний наповнювач для цих мас при виконанні ливарних форм може бути тонкого помелу. Потрібно пам'ятати, що шамотна глина при висиханні дає значне усадження - від 7 до 14%. Обпалюють глиняну форму в муфельній печі при температурі 900°С, а потім скріплюють дві напівформи між собою хомутами, виготовленими із сталевої смуги та з'єднаними за допомогою гвинтів та гайок.

Принцип виготовлення ливарних форм з вапняку такий самий, як і з глини. Різниця лише тому, що порожнину форми набивається різцями. Використовуючи для ливарних форм один з різновидів вапняку - шифер, що має щільну структуру і добре обробляється, старовинні майстри за допомогою гравіювання виконували складні форми і отримували високохудожні твори. В якості матеріалу для таких форм можна використовувати пластини з графіту тигельного або графітових електродів для електроплавильних печей, так як графіт добре піддається обробці різанням. У заготовлених пластинах необхідного розміру прилеглі поверхні зачищають дрібним наждачним папером, а потім притирають одну до іншої. У двох точках пластин просвердлюють наскрізні отвори, через які їх стягують болтами та гайками. Отвори свердлять у тих місцях, де вони не заважатимуть виготовленню форми та литників. Після підготовчих операцій приступають безпосередньо до виготовлення (вирізка та гравіювання) ливарної форми та литникової системи.

Перед заливкою металу графітову форму зсередини необхідно покрити тонким шаром каоліну або крейди, розведених у воді та з додаванням столярного клею, щоб убезпечити її від вигоряння.

Після вилучення виливки з форми вона зазвичай має негарний вигляд - з пригаром частинок формувальної суміші, всілякими кольорами втечі і т.д. У цьому випадку механічні забруднення видаляють за допомогою сталевої щітки, а потім виріб відбілюють у кислотах та лугах.

Мідь, бронзу, латунь і мельхіор зазвичай обробляють у два прийоми: спочатку виконують попереднє травлення, а потім остаточне або глянсове. Склад розчину для попереднього травлення наступний: азотної та сірчаної кислот - відповідно по 250 мл, хлористого натрію - 0,5 г. Час обробки - 4-5 сек, температура розчину - 20-25°С. Для остаточного травлення використовують такий розчин: азотної та сірчаної кислот - по 250 мл, соляної кислоти - 5 мл, голландської сажі -1-1,5 г. У цей розчин вироби занурюють на 6-8 секунд, потім швидко промивають у воді.

Свинець травлять 5-10% азотною кислотою, цинк та кадмій – 5-20% соляною кислотою, а алюміній – 10-20% розчином їдкого натру.

У наведених складах розчинів застосовують концентровані кислоти. Слід пам'ятати, що робота з ними потребує особливої обережності, готувати їх потрібно під витяжкою або на вулиці.

На закінчення розділу про художнє лиття в умовах індивідуальної майстерні буде корисно познайомити нашого читача з конкретною людиною, справжнім майстром своєї справи, ливарником-художником Сергієм Поповим та його технологіями, практичними порадами.

Уродженець міста Борисоглібська Воронезької області, після закінчення школи вирушив до Підмосков'я, де навчався в Абрамцевському художньо-промисловому училищі імені Васнєцова і там же викладав за спеціальністю "Художня обробка каміння".

Займався куванням, тягло до ливарних творів.

Свердлильний верстат

Заточувальний верстат 2-х сторонній

Верстат шліфувально-полірувальний.

Рис. 19. Ваза

Бормашина
Стіл для ручної обробки моделей
Паяльник
Піскоструйний апарат

Формування воскових виробів

склад модельної суміші. Суміш воску та парафіну, нагріта до 60ºС, збивається дрилем для насичення повітрям, потім за допомогою спеціального шприца закачується в роз'ємні гіпсові форми. Після остигання форма рознімається і з неї витягується модель. Потім модель обробляється. Знімається облою, напаюється паяльником живильник та обмазується модель.

Обмазування

Для обмазки застосовується суспензія, що виготовляється з етилсилікату, води та маршаліту шляхом тривалого перемішування складових В приготовлену суспензію вмочується модель, яка потім обсипається шамотним піском.

Після просушування наносять 5-6 шарів обмазки з інтервалом в 2-3 години.

Для першої-другої обмазки використовується дрібніший пісок - 0,5 мм зерно, для наступних обмазок - 1-1,5 мм.

Після обмазування 5-6 шарами та достатньої просушування модель виплавляється у ванні витопки за нормальної температури 130ºС.

Заливка

Витоплені кірки прожарюються до температури 400-500 º С і гарячі кірки заливається метал (латунь, бронза). Після кристалізації бронзи кірка акуратно відбивається.

Живильники відпилюються. Відлитий виріб очищається від прикипілої кірки струменем піску.

Слюсарна обробка

Ведеться з використанням абразивів різної зернистості. Після зняття поверхневого шару та залишків литників можна приступити до шліфування, яке проводиться за допомогою гумових кіл (парапітових).

Для полірування використовуються повстяні та ганчіркові кола та паста ГОІ.

При слюсарній обробці виробів зі складним рельєфом, при якому радіус каменю не дозволяє дістатися багатьох ділянок виробу, використовується звичайна зуботехнічна бормашина і металеві та твердоплавкі бори, а також дрібні* абразиви.

Лиття в кірці має обмежені можливості у розмірах, залежить від маси, товщини моделі. Тому великі або об'ємні роботи доводиться розбивати на дрібні фрагменти, наприклад, свічник може складатися з 15-17 деталей (підставка, дужки тощо). Все це монтується на підставі центрального стрижня.

В інших роботах можуть бути використані заклепки, скручування, різні кріплення. У деяких випадках використовується газове або аргонне зварювання.

Лиття в кірці має деякі особливості, наприклад, обмежена розмірами, які, у свою чергу, визначаються можливістю моделі.

Перед розливом бронзу необхідно розкислити, додати сплав, що містить фосфор. Латунь ллється без добавок.

Модельна маса має бути насичена повітрям, тобто. утримувати повітряні бульбашки, інакше парафінова модель при витопці розірве кірку внаслідок розширення.

Лиття по виплавлюваних моделях (ЛВМ) - це промисловий процес, який також називається литтям по восковим моделям або литтям у форму, що руйнується. Форма руйнується, коли виріб виймається. Виплавлювані моделі широко використовуються як у машинобудівному, так і в художньому лиття.

Область застосування

Особливості техпроцесу дозволяють застосовувати метод ЛОМ у широкому діапазоні: від великих підприємств до невеликих майстерень. Також можливе лиття по моделях, що виплавляються в домашніх умовах, в особистих і комерційних цілях для виготовлення деталізованих фігурок, сувенірів, іграшок, деталей конструкцій, ювелірних виробів. Як наповнювач можна використовувати практично всі метали:

сталі (леговані та вуглецеві);
кольорові метали;
чавун;
сплави, що не піддаються мехобробці.

Втім, технологія універсальна – цілком можна виготовити відносно великі конструкції складних форм. Для полегшення техпроцесу використовують спеціалізоване обладнання для лиття за моделями, що виплавляються, і 3D-моделювання за допомогою спеціалізованих програм.

Лиття в керамічні форми

Залежно від вимог до виробів використовують різні, найбільш підходящі технології. Точне лиття за виплавлюваними моделями (ТЛВМ) дозволяє отримувати найскладніші за конфігурацією виливки з високою точністю, з мінімальною товщиною стінок і шорсткістю поверхні. Для ТЛВМ воскова модель занурена у рідку суміш на основі кераміки. Керамічна суміш сохне та формує оболонку форми для лиття. Цей процес повторюється, поки бажаної товщини не буде досягнуто. Потім віск віддаляється в автоклаві. Однак цей метод характеризується високою вартістю, тривалістю технологічного процесу, виділенням шкідливих речовин у виробничій зоні та забрудненням довкілля залишками керамічних форм.

Лиття у форми з ХТС

У багатьох випадках при виготовленні виробів вдома до виливків складної конфігурації не вимагається низька шорсткість, а для низки художніх виливків поверхня з рівномірною шорсткістю не тільки допустима, але є дизайнерським рішенням. У цьому випадку доцільно застосовувати лиття за моделями, що виплавляються.

Технологія, розроблена для виробів, що не потребують гладких поверхонь, є досить простою. Таку поверхню можна отримати литтям у форми з холодно-твердіє сумішей (ХТС). Цей процес значно простіше, дешевше та екологічно чистіше.

Однак даний метод лиття за моделями, що виплавляються, не дозволяє отримувати складні виливки з використанням моделей, що виплавляються. Це пояснюється тим, що при витопці фігур значна частина модельного складу залишається в порожнині форми і може бути видалена лише прокалюванням. Прокалювання, тобто нагрівання до температури займання, модельного складу призводить до деструкції смоляної сполучної речовини ХТС. При заливанні металу у форму із залишками модельного складу відбувається їх згоряння, що веде до викидів металу з форми.

Використання рідкоскляних сумішей

Нівелювати недоліки ХТС-технології при виготовленні деяких типів виливків дозволяє лиття за моделями, що виплавляються, в рідкоскляні суміші з рідким каталізатором (ЖСС ЖК). Ці суміші із вмістом рідкого скла у кількості 3-3,5 % і каталізатора близько 0,3 % від маси піщаної основи почали застосовуватися за кордоном на початку 80-х і використовуються досі. За даними досліджень, ці суміші, на відміну від ЖСС першого покоління, відрізняються екологічною чистотою, доброю вибиваністю і незначним пригаром на виливках.

Лиття за виплавлюваними моделями: технологія

Процес ЛВМ включає операції підготовки модельних складів, виготовлення моделей виливків і литникових систем, обробки і контролю розмірів моделей, подальшої збірки в блоки. Моделі, як правило, виготовляють з матеріалів, що являють собою багатокомпонентні композиції, комбінації восків (парафіно-стеаринова суміш, тверді природні воски і т.д.).

При виготовленні модельних складів використовується до 90% повернення, яке збирається при виплавленні воскових моделей з форм. Повернення модельного складу слід як освіжати, а й періодично регенерувати.

Виготовлення моделей складається із шести етапів:

підготовки прес-форми;
введення у її порожнини модельного складу;
витримки моделі до затвердіння;
розбирання форми та вилучення моделі;
охолодження до кімнатної температури.

Особливості техпроцесу

Сутність ЛВМ полягає в тому, що силіконова або воскова модель виплавляється із заготівлі шляхом нагрівання, а простір, що звільнився, заповнюють металом (сплавом). Техпроцес має ряд особливостей:

При виготовленні формувальної суміші широко використовують суспензії, що складаються з вогнетривких дрібнозернистих матеріалів, що скріплюються розчином.
Для заливки металів (сплавів) застосовують нероз'ємні форми, одержувані шляхом нанесення на модель вогнетривкого покриття, його сушіння з подальшим витоплюванням моделі та прожарюванням форми.
Для виливків використовуються одноразові моделі, оскільки вони руйнуються у процесі виготовлення форм.
Завдяки дрібнозернистим вогнетривким пилоподібним матеріалам забезпечується досить висока якість поверхні виливків.

Переваги ЛОМ

Переваги лиття за моделями, що виплавляються, очевидні:

Універсальність. Можна використовувати будь-які метали та сплави для лиття виробів.
Отримання конфігурацій будь-якої складності.
Висока чистота поверхонь та точність виготовлення. Це дозволяє на 80-100% скоротити подальшу дорогу металообробку.

Недоліки ЛВМ

Незважаючи на зручність, універсальність і гідну якість виробів, не завжди доцільно застосовувати лиття за моделями, що виплавляються. Недоліки пов'язані з наступними факторами:

Тривалістю та складністю техпроцесу виробництва виливків.
Завищеною вартістю формувального матеріалу.
Велике навантаження на екологію.

Приклад виготовлення виробу вдома: підготовчий етап

Лиття за виплавлюваними моделями в домашніх умовах не потребує глибоких знань у металургії. Для початку підготуємо модель, яку хочемо повторити у металі. Як макет зійде готовий виріб. Також фігурку можна виготовити самостійно із глини, скульптурного пластиліну, дерева, пластику та інших щільних пластичних матеріалів.

Встановлюємо модель усередині скріпленої струбцинами або кожухом розбірної ємності. Зручно використовувати прозору пластикову коробку чи спеціальну прес-форму. Для заливки прес-форми скористаємося силіконом: він забезпечить відмінну деталізацію, проникаючи у найдрібніші тріщини, отвори, западини та формує дуже гладку поверхню.

Другий етап: заливання силіконом

Якщо потрібне точне лиття за моделями, що виплавляються, для виготовлення форми без рідкої гуми не обійтися. Силікон готується за інструкцією шляхом змішування різних компонентів (як правило, двох) та подальшого нагрівання. Для видалення найменших бульбашок повітря ємність з рідкою гумою доцільно на 3-4 хвилини помістити в спеціальний портативний вакуумний апарат.

Заливаємо готову рідку гуму в ємність із моделлю та повторно проводимо вакуумування. Для подальшого затвердіння силікону потрібен час (відповідно до інструкції). Використовувані напівпрозорі матеріали (ємностей і силікону) дозволяють наочно спостерігати процес формування прес-форми.

Виймаємо гуму, що схопилася, з моделлю всередині з ємності. Для цього звільняємо струбцини (кожух) та відокремлюємо дві половинки коробки – силікон легко відходить від гладких стінок. Для повного застигання рідкої гуми потрібно 40-60 хвилин.

Третій етап: виготовлення воскової моделі

Лиття по виплавлюваних моделях передбачає витоплювання плавкого матеріалу і заміщення простору, що утворився, розплавленим металом. Так як віск легко плавиться, його використовуємо. Тобто наступне завдання – зробити воскову копію використаної спочатку моделі. Для цього і знадобилося створення гумової прес-форми.

Акуратно розрізаємо силіконову заготовку вздовж та дістаємо модель. Тут є невеликий секрет: щоб згодом точно з'єднати форму, розріз рекомендується робити не гладким, а зигзагоподібним. Частини форми, що прикладаються, не будуть зрушуватися по площині.

Заповнюємо простір, що утворився в силіконовій прес-формі рідким воском. Якщо виріб готується для себе і не вимагає високої точності пару деталей, можна залити віск окремо в кожну половину, а потім після застигання з'єднати дві деталі. Якщо необхідно точно повторити силует моделі, гумові половинки з'єднуються, закріплюються і в порожнечу, що утворилася, за допомогою інжектора закачується гарячий віск. Коли він заповнить весь простір і застигне, розбираємо силіконову прес-форму, дістаємо воскову модель та підправляємо вади. Вона стане прототипом для готового виробу з металу.

Четвертий етап: формування

Тепер необхідно сформувати із зовнішньої поверхні воскової фігури міцний термостійкий шар, який після витоплювання воску стане формою для металевого сплаву. Виберемо спосіб лиття за моделями, що виплавляються з використанням кристобалітової суміші (модифікація кварцу).

Формуємо модель у металевій циліндричній опоці (пристосуванні, що утримує формувальну суміш при її ущільненні). Встановлюємо в опоку припаяну модель з літниковою системою та заливаємо суміш на основі крістобаліту. Щоб витіснити повітряні кишені, поміщаємо у вібровакуумний апарат.

Фінальний етап

Коли суміш ущільниться, залишається виплавити віск і залити в простір, що звільнився метал. Процес лиття по моделях, що виплавляються в домашніх умовах, краще здійснювати з використанням сплавів, що плавляться при відносно невисоких температурах. Відмінно підійде ливарний силумін (кремній+алюміній). Матеріал зносостійкий та твердий, проте відрізняється крихкістю.

Після заливки розплавленого силуміну чекаємо, коли він застигне. Потім витягаємо виріб з окопування, видаляємо литник і очищаємо від залишків формувальної суміші. Перед нами – практично готова деталь (іграшка, сувенір). Додатково її можна відшліфувати та відполірувати. Якщо у канавках намертво застрягли залишки ливарного виробництва, їх треба видалити бормашиною чи іншим інструментом.

Лиття за виплавлюваними моделями: виробництво

Дещо інакше проводиться ЛВМ для виготовлення відповідальних деталей, що мають складну форму та (або) тонкі стінки. На вилив готового металевого виробу може піти від тижня до місяця.

Перший крок – заповнити воском форму. На підприємствах для цього часто застосовують алюмінієву виливницю (аналог, що розглядається вище силіконової прес-форми) - порожнину, що має форму деталі. На виході отримують воскову модель більших розмірів, ніж кінцева деталь.

Далі модель стане основою для керамічної прес-форми. Вона також повинна бути трохи більшою за підсумкову деталь, так як метал після остигання стиснеться. Потім, використовуючи гарячий паяльник, до воскової моделі припаюють спеціальну літникову систему (також із воску), за якою розжарений метал ллється в порожнині форми.

Виготовлення керамічної прес-форми

Далі воскову конструкцію опускають у рідкий керамічний розчин, званий шлікером. Робиться це вручну, щоб уникнути дефектів у виливку. Для міцності шлікера керамічний шар зміцнюють напиленням дрібного цирконієвого піску. Тільки після цього заготівлю «довіряють» автоматиці: спеціальні механізми продовжують поетапний процес напилення більшого піску. Роботи продовжуються, поки керамо-піщаний міцний шар не досягне заданої товщини (як правило, 7 мм). На автоматизованих виробництвах це йде 5 днів.

Лиття

Тепер заготовка готова для виплавлення воску із прес-форми. Її поміщають на 10 хвилин у автоклав, заповнений гарячою парою. Віск розтоплюється та з оболонки повністю витікає. На виході отримуємо керамічну форму, що повністю повторює форму деталі.

Коли керамо-піщана форма затвердіє, проводять лиття металів за моделями, що виплавляються. Попередньо форму нагрівають 2-3 години в печі, щоб вона не потріскалася при заливці розпечених до 1200 C металів (сплавів).

У порожнину форми надходить розплавлений метал, який надалі залишають остигати і твердіти поступово, при кімнатній температурі. Для остигання алюмінію та його сплавів потрібно 2 години, для сталей (чавуну) – 4-5 годин.

Фінішне оброблення

Власне лиття за моделями, що виплавляються, на цьому закінчується. Після застигання металу заготовку поміщають у спеціальну вібромашину. Від щадної вібрації керамічна основа розтріскується і обсипається, металевий виріб своєї форми не змінює. Надалі відбувається остаточне оброблення металевої заготовки. Спочатку відпилюють систему заливки металу, а місце контакту з основною деталлю ретельно шліфують.

На завершення контролери перевіряють, щоб розміри виробу відповідали заданим на кресленні. Алюмінієві деталі вимірюють холодними (при кімнатній температурі), сталеві попередньо нагрівають у печі. Фахівці використовують для контрольно-вимірювальних робіт різні інструменти: від простих шаблонів до складних електронних та оптичних систем. Якщо виявляється невідповідність параметрам, деталь або направляють на доопрацювання (виправний шлюб), або на переплавлення (непереборний шлюб).

Літникова система

Конструкція литниково-живильної системи грає ЛВМ провідну роль. Це з тим, що вона виконує три функції:

При виготовленні оболонок ливарних форм і блоку моделей літникові системи є конструкціями, що несуть на собі оболонку і моделі.
Через систему каналів литника рідкий метал при заливці підводиться до виливки.
При затвердінні система виконує функцію прибутку (живильного елемента, що компенсує усадку металу).

Оболонка виливки

У процесі ЛОМ ключовим є створення шарів оболонки форми. Процес виготовлення оболонки ось у чому. На поверхню блоку моделей найчастіше зануренням наносять суцільну тонку плівку суспензії, яку далі обсипають піском. Суспензія, налипаючи на поверхню моделі, точно відтворює її форму, а пісок обсипки впроваджується в суспензію, змочується нею і фіксує склад у вигляді тонкого облицювального (першого або робочого) шару. Неробоча шорстка поверхня оболонки, що утворюється кварцовим піском, сприяє хорошому зчепленню наступних шарів суспензії з попередніми.

Важливими показниками, що визначають міцність форми, є в'язкість і рідкість суспензії. В'язкість можна регулювати запровадженням певної кількості наповнювача (наповненістю). При цьому зі збільшенням наповненості складу товщина прошарків сполучного розчину між частинками порошку зменшується, знижується усадка і негативні ефекти, що викликаються нею, а також підвищуються міцнісні властивості оболонки форми.

Матеріали, що використовуються

Матеріали виготовлення оболонки поділяються на такі групи: матеріали основи, сполучні, розчинники і добавки. До перших відносяться пилоподібні, що застосовуються для приготування суспензій, та піски, призначені для її обсипання. Ними служать кварц, шамот, циркон, магнезит, високоглиноземний шамот, електрокорунд, хромомагнезит та інші. Широко використовується кварц. Деякі матеріали основи оболонки отримують у готовому до вживання вигляді, інші попередньо сушать, прожарюють, розмелюють, просіюють. Істотним недоліком кварцу є його поліморфні перетворення, які протікають при зміні температури та супроводжуються різкою зміною об'єму, що в результаті призводить до розтріскування та руйнування оболонки.

Плавний підігрів форм з метою зниження ймовірності розтріскування, який проводять в опорному наповнювачі, сприяє збільшенню тривалості технологічного процесу та додатковим енергетичним витратам. Одним з варіантів зниження розтріскування під час прожарювання є заміна пилоподібного кварцового піску як наповнювача на диспергований кварцовий пісок поліфракційного складу. При цьому покращуються реологічні властивості суспензії, підвищується тріщиностійкість форм і знижується шлюб по засмічення та пробою оболонок.

Висновок

Метод ЛВМ набув найширшого поширення. Його застосовують для отримання складних деталей у машинобудуванні, під час виробництва зброї, сантехніки, сувенірної продукції. Для виготовлення прикрас з дорогоцінних металів використовують ювелірне лиття за моделями, що виплавляються.

Для виготовлення виливків різноманітних деталей та їх елементів на сучасних ливарних підприємствах використовуються напівпостійні та разові ливарні форми. Відповідно до умов технології ливарного процесу, для виготовлення таких ливарних форм використовуються спеціальні суміші для лиття, що є поєднанням високовогнетривких речовин (азбест, шамот) з піщано-глинистими складовими. Компоненти, що входять до складу лиття, можуть бути як природного, так і штучного походження (синтетичні). В результаті змішування складових формувальних сумішей у певних пропорціях, готові склади можуть мати заздалегідь задані властивості і мати потрібну податливість, вогнетривкість, міцність, формуемость, газопроникність і так далі.

Види сумішей

Формувальні суміші для лиття в залежності від характеру використання поділяються на декілька основних категорій:

Облицювальні суміші. Даний вид формувальних сумішей призначений для виготовлення робочого шару ливарної форми. Високі фізичні та механічні властивості таких сумішей забезпечуються підвищеним відсотком вмісту вихідних матеріалів для формування (піску та глини);
Наповнювальні суміші для лиття. Дані формувальні склади для лиття використовуються для наповнення форми після того, як на модель була нанесена облицювальна суміш. Для приготування такої суміші вихідні формувальні матеріали (глина та пісок) переробляються разом із залишками оборотної суміші;
Єдина формувальна суміш для лиття. Суміш такого типу є формувальним матеріалом, що поєднує в собі властивості одночасно і наповнювальної, і облицювальної суміші. Єдині суміші використовуються на автоматичних лініях у серійному та масовому виготовленні при машинному формуванні. Довговічність таких сумішей забезпечується присутністю у складі глин з високою сполучною здатністю та найбільш вогнетривких видів пісків.

Склад формувальної суміші для лиття

Хімічний склад, який може мати формувальна суміш для лиття, залежить від сукупності наступних факторів:

Від роду використовуваного металу та розмірів виливки;
Від способу формування та виду лиття (кольорове лиття, сталеве або чавунне);
Від характеру виробництва та наявних виробництва технологічних засобів.

Також склад, який має формувальна суміш для лиття, може відрізнятися залежно від того, в якому стані вона повинна бути заливкою. Формувальні суміші для сухих форм містять у своєму складі підвищену кількість води та глини. Крім того, до складу таких сумішей можуть додатково вводитися такі вигоряючі добавки, як торф або тирсу. У складі формувальних сумішей для сирих форм знижується відсотковий вміст оборотної суміші. Формувальні склади для лиття металів у підсушені форми відрізняються одночасною наявністю і оборотних компонентів, і свіжих матеріалів (глини та піску), і кріпителів.

Формувальні суміші.Для виготовлення форм і стрижнів застосовуються різноманітні формувальні та стрижневі суміші, склад яких залежить від способу формування, роду сплаву, характеру виробництва, виду лиття та технологічних засобів та матеріалів, що є у розпорядженні виробництва.

Залежно від використання піщано-глинисті формувальнісуміші класифікуються наступним чином:

по застосуванню при формуванні (облицювальні, наповнювальні та єдині);
станом форми перед заливкою (для сирих, сухих, підсушуваних і хімічно твердне форм);
за родом заливається у форму сплаву (для чавунного, сталевого та кольорового лиття).

Облицювальна сумішвикористовується для облицювання робочої поверхні форм. Товщина облицювального шару залежить від складу облицювальної суміші та від розмірів виливки (від 20 до 100 мм та вище). Поверх облицювальної суміші в опоки засипається наповнювальна суміш, яка виготовляється з оборотної землі з додаванням 5-10% свіжих матеріалів (піску, глини).

Єдина сумішслужить для набивання всього обсягу форми та застосовується для виготовлення дрібного та середнього лиття в умовах серійного та масового виробництва. Єдина суміш відрізняється від наповнювальної суміші великим вмістом свіжих матеріалів та деякої кількості спеціальних добавок (меленого вугілля, торф'яного пеку та ін.).

Суміші для сухих формвідрізняються від сумішей для сирих формменшим вмістом оборотної суміші та збільшеним відсотком вмісту глини та води. Часто форми, що піддаються сушінню, виготовляються з облицювальної та наповнювальної сумішей, а для збільшення їх податливості в суміш вводять вигоряючі добавки (тирса, торф та ін).

Суміші для форм, що підсушуютьсямають у своєму складі зворотну суміш, свіжі матеріали (пісок та глину) та кріплювачі (СП, СБ). Як облицювальні суміші вони знайшли широке застосування при виготовленні чавунних середніх і великих відповідальних виливків. Залежно від ваги виливки, на яку виготовляється форма, час підсушування становить 20-60 хв. На московському чавуноливарному заводі «Станколіт» для отримання виливків вагою до 1000 кг застосовують суміші, що підсушуються протягом 30 хв.

Склад суміші, що підсушується протягом 30 хв.(В % за обсягом)

Пісок луховицький 1К315А (ГОСТ2138-56) 88-89

Формувальна глина ФВ-1 1-2

Тирса дерев'яна 5

Асбестова крихта 5

Кріпитель СБ (понад 100%) 1,5

Сульфітно-спиртова барда (понад 100%) 2-3

При підсушуванні форм на робочих поверхнях утворюється міцний, твердий шар, що впливає на отримання у виливків чистої поверхні та підвищеної точності.

Суміші для хімічно-твердіючих формвиготовляють з кварцового піску з додаванням 4,5-6,5% рідкого скла та 1,5% їдкого натру з концентрацією 10-20%. Додавання до суміші їдкого натру (див. стор. 25) дозволяє зберегти технологічні властивості більш тривалий час, а також підвищити міцність суміші після хімічного затвердіння. Для чавунних виливків вагою від 1000 до 5000 кг на заводі «Станколіт» застосовують хімічну суміш, що твердне наступного складу.

Склад хімічно твердне суміші(В % до обсягу)

Пісок луховицький 1К315А (ГОСТ 2138-56) 88-89

Формувальна глина ФВ-1 3-4

Вугілля мелене ГК 8

Рідке скло (понад 100%) з модулем, рівним 2,6-2,7 6

15%-ний розчин їдкого натру (щільність 1300 кг/м3) 075-1,0

Рідкоскляні сумішітверднуть при продуванні їх вуглекислим газом (СО 2). При цьому відбувається розкладання силікату натрію та утворення вуглекислого натрію та кремнезему. Кремнезем, приєднуючи до себе воду, утворює хімічну речовину, яку називають гелем кремнієвої кислоти.

Гель кремнієвої кислоти, що обволікає зерна піску в суміші, має здатність зміцнюватися при втраті частини приєднаної води. Внаслідок цього плівки гелю, перебуваючи між зернами піску, після закінчення невеликого проміжку часу без підведення тепла пов'язують їх у міцну та суху масу. При продуванні рідкоскляної суміші вуглекислим газом тривалий тепловий цикл випаровування вологи та затвердіння суміші замінюється прискореним процесом хімічного зв'язування води з складовими елементами рідкого скла.

В даний час широкого поширення набувають самозатвердювальні облицювальні суміші. Областью застосування цих сумішей є виробництво середніх та великих виливків.

Готову самотвердіє суміш засипають на модель. При виготовленні форм для виливків модель облицьовують сумішшю і частково ущільнюють.

Після засипки наповнювальної суміші виробляють її машинне ущільнення. Наповнювальна суміш при виготовленні великих форм ущільнюється піскометом з можливим подальшим підпресуванням трамбовками. Після набивання форми «самозатвердівають» на плацу або на конвеєрі.

Облицювальний шар форми з самотвердіючої суміші має високу міцність і газопроникність, що забезпечує отримання виливків високої якості.

Фарбують такі форми самовисихаючими протипригарними фарбами.

У табл. 7 наведено типові склади формувальних сумішей.

Головна > Команда