Литейная форма - это важнейший элемент, который используется для обработки расплава металла с целью получения отливки, соответствующей всем требованиям по размерам, шероховатости, структуре, а также свойствам продукта.
Типы оболочек
В настоящее время различают два принципиально разных типа форм. Отличие между ними - в производственной технологии литейной формы. Существуют многослойные виды, которые производятся посредством нанесения суспензии, а также при помощи последующих процессов обсыпки и сушки.
Второй тип - это двухслойные. Производство этих форм осуществляется электрофоретическим методом. Основные требования, которые предъявляются к оболочке литейной формы - горячая, жесткая, газопроницаемая, точная, с гладкой контактной поверхностью, а также неразъемная.
Многослойные оболочки
Процесс получения многослойной оболочки протекает следующим образом: поверхность формы смачивается суспензией. Осуществляется этот процесс посредством окунания формы в необходимое вещество. После выемки блока из суспензии его сразу же обсыпают зернистым веществом. Суспензия прилипает к поверхности блока, что позволяет с большой точностью воссоздать его конфигурации, а зернистый материал необходим для того, чтобы зафиксировать суспензию на поверхности формы, а также сделать ее слой более плотным и толстым.
Свеженанесенный слой суспензии и зернистого материала практически не держится на поверхности формы. Единственное, что не дает ему сползти, - это силы смачивания. Придание необходимой прочности данной форме осуществляется в последующем процессе сушки - химического затвердевания. Получается, что для изготовления многослойной литейной формы необходимо провести три этапа - смочить оболочку суспензией, обсыпать ее зернистым материалом, а после высушить. Такая процедура в среднем проводится от 4 до 6 раз. Однако если необходимо подготовить более прочную оболочку, то количество может увеличиться до 12 раз.
Двухслойные оболочки
Производство литейных форм двухслойных осуществляется с меньшим количеством процедур. Первый этап подготовки формы ничем не отличается от производства многослойных форм. Блок смачивается и обсыпается зернистым продуктом. Однако прежде чем начать наносить второй слой, который называется форетическим, первый необходимо еще раз смочить суспензией, обязательно содержащей электролит. К примеру, в состав может входить соляная кислота, которая является проводником 2-го рода. Кроме того, суспензия должна содержать еще и связующий элемент для литейной формы. А после проведения смачивания следует снова обсыпать зернистым материалом.
После того как на блок было нанесено два слоя, приступают к процессу высушивания формы. Этого достаточно, если необходимо получить форму, толщина стенки которой не будет превышать 6-8 мм. Если же этот показатель необходимо увеличить, то наносят еще два слоя.
Разновидности
Для процесса литья металла необходима литейная форма, в которую всегда заливается расплавленное вещество. Основное различие данных форм - это одноразовое и многоразовое использование. Однако и эти два разных типа форм также делятся на несколько классов.
Существуют одноразовые литейные формы с песчаной основой. Для изготовления литейных форм этого типа используют специальный кремнистый песок, который смешивается в специальной машине с водой, а также другими связующими элементами. Формы из этой категории используются для производства деталей любых конфигураций и размеров.
Если осуществляется процесс литья цветных металлов, то чаще всего используются одноразовые оболочковые формы. Оболочковые формы гипсовые (состоят из гипса и быстрозатвердевающего полимера) применяются для процесса облицовки модели литья. После того как гипсовая оболочковая форма высыхает, ее разрезают на две части, которые еще раз высушивают. После этого форма соединяется и в нее можно заливать металл.
Литье расплавляемых моделей
Для того чтобы успешно реализовывать процесс литья по расплавляемым моделям, используются оболочковые формы на основе диоксида кремния. Это вещество является порошком, который скрепляется между собой при помощи различных связующих элементов. Использование таких форм происходит в том случае, если необходимо изготовить деталь с высокой температурой плавления.
Литейную форму из легкоплавкого металла наполняются разными элементами. Это может быть парафин или замораживаемая впоследствии ртуть, либо пластмасса. После производства модели ее облицовывают каким-нибудь огнеупорным материалом. Для уплотнения формы и огнеупорного слоя используется вибрация. После окончания процесса затвердения оболочку нагревают, из-за чего блок расплавляется и вытекает, а форма остается и может быть использована для заливки в нее металла.
Многоразовые формы
Литейные формы, которые относят к многоразовой группе в плане их использования, изготавливают из таких материалов, как чугун, медь, латунь или же жаростойкая сталь. Свое применение многоразовые формы нашли в литье цветных металлов. Их используют для отлива цинковых, латунных или алюминиевых сплавов. Кроме них, также активно используются формы из графитового материала. Такие блоки выдерживают до нескольких сотен отливок. Процесс изготовления литейных форм из графита осуществляется путем механического воздействия на материал. Чаще всего конструкция такой формы представляет собой несколько деталей, которые скреплены между собой. Единственной открытой частью у этой формы является отверстие, через которое заливают расплав.
Изложницы
Если говорить о многократных формах, использующихся для литья, то можно также выделить изложницы. Это формы открытого типа, в которые поступление расплавленного металла осуществляется самотеком. Чаще всего изготовление литейной формы-изложницы осуществляется из чугуна. Однако следует знать, что при литье металла в изложницы необходимо строго соблюдать определенные правила и учитывать некоторые особенности.
- Необходимо тщательно следить за чистотой изложницы перед каждым последующим этапом заливки металла.
- Необходимо предотвращаться разбрызгивание металла на стенки формы в момент его заливки внутрь.
После каждого процесса отливки приступают к очистке изложницы, а на внутреннюю поверхность всегда наносят формовочные противопригарные краски. Изложница может выдерживать до 100 отливок, прежде чем станет непригодной для использования.
Формовочные материалы
Материалы, использующиеся для изготовления литейных форм, получили название формовочных.
Для формовки литейных форм разового использования необходимо следить, чтобы материал соответствовал таким требованиям, как прочность, стойкость к динамическим воздействиям, оказываемым на форму, а также способность выдерживать гидростатическое давление, которое оказывает залитый металл.
Для того чтобы изготавливаться формы для многоразового использования, необходимо предъявлять более высокие требования к материалу по его прочности. Однако важно понимать, что при всех требованиях, которые предъявляются к этим материалам, они должны иметь приемлемую цену. В противном случае изготовленные детали в таких формах будут иметь очень высокую конечную себестоимость. А цена для продажи будет еще выше.
