Требования к модельным составам
Качество моделей зависит от свойств и технологии приготовления модельного состава.
Для получения моделей используют различные модельные составы: выплавляемые, растворяемые, выжигаемые. Любой модельный состав должен удовлетворять определенным требованиям. В расплавленном состоянии модельный состав должен обладать хорошей жидкотекучестью для четкого воспроизведения конфигурации модели при заполнении полости пресс-формы и легкого и полного удаления из оболочковой формы. Температура плавления его должна быть невысокой (333 - 413 К), что облегчает изготовление моделей и их удаление из оболочковой формы. Температура размягчения модельного состава должна быть , 308 -318 К, т. е. превышать температуру помещений, где изготовляют, хранят, собирают модели в блоки. Усадка состава при охлаждении и его расширении при нагреве должны быть минимальными и стабильными, чтобы точность моделей и соответственно отливок была высокой. Модельный состав не должен прилипать к поверхности пресс-формы; химическое взаимодействие его с материалом пресс-формы недопустимо. После затвердевания в пресс-форме модельный состав должен обладать прочностью и твердостью, достаточными для того, чтобы модели не деформировались и не ломались на последующих операциях технологического процесса.
Модельный состав должен обеспечивать соединение частей моделей либо сборку в блоки пайкой или склеиванием. Модельный состав должен смачиваться суспензией, но не растворяться в составляющих суспензии для .оболочковых форм, не вступать с ними в химическое взаимодействие, иначе будет ухудшаться качество поверхности отливок. Зольность (твердый остаток) состава при нагреве оболочковых форм при прокаливании должна быть минимальной. Плотность состава также должна быть минимальной, что облегчит работу с моделями, блоками моделей, особенно при их больших размерах. Считают, что плотность модельного состава должна быть <1000 кг/м3. Свойства модельного состава не должны изменяться при повторном использовании; он должен быть пригодным для многократного использования. Модельный состав должен быть безвредным для работающих и окружающей среды на всех этапах технологического процесса. Он не должен содержать дефицитных компонентов, а технология 1б его приготовления и изготовления из него моделей должны быть просты.
В зависимости от требований к качеству отливок, характера производства (единичное, серийное, массовое) те или иные свойства модельного состава становятся наиболее важными, определяющими. Поэтому в соответствии с конкретными условиями производства применяют различные модельные составы.
Исходные материалы для модельных составов
Для приготовления модельных составов наибольшее применение в производстве находят рассмотренные ниже исходные материалы.
Парафин - смесь углеводородов предельного ряда с общей формулой химического состава СnН(2n+2); получают его при возгонке нефти, бурого угля, сланцев. Это белая масса с кристаллической структурой. Он пластичен, недорог, недефицитен. Температура размягчения 301 К.
Стеарин – смесь жирных кислот; продукт переработки растительных и животных жиров. Это дорогой и дефицитный материал. Стеарин склонен к взаимодействию с формовочным материалом.
Церезин – смесь углеводородов метанового ряда; получают его переработкой озокерита из нефтяных церезиновых отложений на стыках нефтепроводов, а также путем реакции соединения СО и Н2 с последующей поликонденсацией. Это аморфный материал светло-желтого цвета. Церезин маркируется в соответствии с температурой каплепадения в 0С: натуральный - марок 67, 75. 80, синтетический - 90, 93, 100. Он обладает повышенной пластичностью и теплостойкостью, но имеет высокую линейную усадку (до 1,1 %), невысокую прочность и твердость.
Буроугольный воск - продукт переработки бурого угля, смесь воска, смолы, асфальтоподобных веществ. Это однородный материал темно-бурого цвета. Температура плавления 363 К. Он обладает высокой прочностью и твердостью, но хрупкий, высоковязкий в жидком состоянии.
Канифоль - твердая составная часть смолы хвойных деревьев, смесь смоляных кислот. Это хрупкое стекловидное вещество желтого или коричневого цвета. Плотность канифоли 1000 - 1200 кг/м3.
Полистирол блочный — термопластичный материал, получаемый полимеризацией стирола (С6Н5СН=СН2). Для изготовлении модельных составов применяют блочный полистирол с низкой зольностью (-0,04 %). Плотность полистирола 1050 кг/м3. теплостойкость 343—353 К, температура плавления 437 К; усадка 0,2 - 0,8 %. Полистирол - водостойкий материал, не растворяется в кислотах и щелочах, спиртах и бензине; растворим в эфирах и ароматических углеводородах. Он обладает высокой прочностью.
Полистирол вспенивающийся представляет собой бесцветные гранулы, содержащие основу - полистирол и порообразователь - изопентановую фракцию с температурой кипения 303 - 313 К. При нагреве до температур 353 - 373 К полистирольная основа гранул размягчается, а порообразователь испаряется и пары его оказывают изнутри давление на стенки гранул, в результате чего гранулы увеличиваются в объеме, а их плотность уменьшается до 30 кг/м3. Этот материал используют для изготовления выжигаемых моделей.
Полиэтилен – термопластичный материал, получаемый полимеризацией этилена (Н2С=СН2) Высокомолекулярный полиэтилен (молекулярная масса М = 35 000) имеет температуру размягчения 381 - 388 К, он твердый, прочный, эластичный; теплостойкость его составляет 363 К; не взаимодействует с гидролизованным раствором этилсиликата.
Полиэтиленовый воск – низкомолекулярный полиэтилен (М = 200 - 3000); это гранулированный материал белого цвета с температурой плавления 368 - 378 К. Он хорошо растворяется в парафине, придает модельным составам прочность.
Кубовый остаток термического крекинга парафина – смесь предельных и непредельных углеводородов с температурой размягчения 308 К. Он обладает высокой пластичностью и низкой прочностью.
Карбамид СО (NH2)2 - полный амид угольной кислоты (техническая, мочевина) - кристаллический, хорошо растворимый в воде материал. Он плавится при 402 - 407 К и обладает в расплавленном состоянии высокой жидкотекучестью; хорошо заполняет пресс-формы. После затвердевания образует прочную и точную модель. Усадка его <0,1 %. При нагреве карбамид не имеет стадии размягчения, а поэтому модели не деформируются вплоть до 373 К. Используют его для изготовления растворяемых моделей.
Этилцеллюлоза – продукт переработки древесины, белый порошок с температурой плавления 433 - 453 К, хорошо растворяется в стеарине и церезине. Прочность его до 0,140 МПа, линейная усадка до 1,2 %.
Модельные составы и их свойства
Модельные составы классифицируют: по составу в зависимости от содержания основных компонентов; по свойствам в зависимости от прочности, температуры плавления и размягчения; по состоянию при введении в пресс-форму - жидкие, пастообразные, твердые; по способу удаления из оболочковых форм — выплавляемые, растворяемые, выжигаемые, испаряемые.
В зависимости от требований к качеству отливок, серийности производства используют различные модельные составы (табл. 1.1).
Парафино-стеариновые модельные составы (ПС) приготовляют на основе парафина и стеарина. Эти модельные составы относятся к легкоплавким. Составы ПС хорошо смачиваются суспензией на связующих растворах этилсиликата. Они имеют невысокую температуру плавления 323 - 333 К, низкую зольность, достаточную жидкотекучесть, однако имеют низкую температуру размягчения, невысокую прочность (1,6 - 2 МПа) и твердость, нестабильную и высокую усадку, пригодны для многократного использования (возврат после выплавления до 98%). Наиболее широко используют состав ПС50-50, реже ПС70-30. Присутствие в модельном составе стеарина, омыляющегося при выплавлении в горячей воде, приводит к взаимодействию модели с гидролизованным раствором этилсиликата (связующего в суспензии), ухудшению качества форм.
Модельные составы ПС используются в жидком и пастообразном состояниях. В жидком состоянии модельный состав заливают в пресс-форму. Шероховатость поверхности моделей при таком способе их изготовления получается хорошая, но модели имеют усадочные дефекты.
Для устранения усадочных дефектов в модельный состав при его приготовлении замешивают 7 - 10 % (по объему) и более воздуха. Такой состав используют в пастообразном состоянии. Пасту под давлением запрессовывают в пресс-форму. После снятия .давления воздух, содержащийся в пасте, стремится расшириться и компенсирует усадку модельного состава.
Парафино-стеариновые пастообразные модельные составы с добавлением воздуха обладают хорошими технологическими свойствами, поэтому их широко используют в условиях массового автоматизированного производства, а также в серийном производстве.
Модельные составы на основе парафина и стеарина с добавками. Для повышения прочности и температуры размягчения в парафино-стеариновые составы вводят 2 - 3 % этилцеллюлозы или до 20 мас. % буроугольного воска. Упрочняющие добавки — буроугольный и торфяной воски - повышают хрупкость моделей. Поэтому для повышения пластичности в составы ПС вводят пластифицирующие добавки: 3 - 8 мас. % кубового остатка термического крекинга парафина или церезин. Последним можно заменить стеарин, что улучшает свойства модельных составов.
Модельные составы с добавками до 1,5 мас. % этилцеллюлозы (ПСЭ, ПЦЭ) имеют повышенную температуру размягчения, в 1,5 - 2 раза более высокую прочность по сравнению с составами ПС. Составы с этилцеллюлозой склонны к утяжинам в массивных местах моделей. При изготовлении моделей их используют в жидком и пастообразном состоянии.
Парафино-церезиновые модельные составы (ПЦ) с добавками буроугольного или торфяного восков обладают высокой прочностью и теплостойкостью. Эти модельные составы используют обычно в пастообразном состоянии. Наиболее широко применяют составы Р-3, Р-ЗА,(ПЦБКу 60-22-12-6), имеющие прочность при изгибе 3 - 4 МПа, температуру каплепадения 354 - 357 К, запрессовки 327 - 328 К, усадку 0,8 - 1,1 %. При изготовлении из них моделей вследствие увеличенной вязкости требуется повышенное давление прессования (0,2 - 0,4 МПа).
Модельные составы Р-3 и Р-ЗА также широко используют в массовом автоматизированном и серийном производстве отливок общего машиностроения.
Модельные составы на основе канифоли и полистирола также относятся к тугоплавким и высокопрочным. Их используют для изготовления особо точных сложных моделей лопаток газовых турбин. Эти составы обладают усадкой до 1 %, прочностью, в 2 -4 раза превышающей прочность составов парафино-стеариновой группы (σ изг = 7 - 8 МПа), имеют достаточно высокую температуру плавления. Составы КПсЦ (с церезином) и КПсП (с парафином) имеют низкую жидкотекучесть, поэтому возврат модельного состава при выплавлении составляет не более 60 %, высокая вязкость их требует повышенного давления прессования (0,6 - 1,0 МПа). Иногда их используют как выжигаемые составы, особенно часто при изготовлении тонкостенных отливок сложной пространственной конфигурации. Для устранения хрупкости в модельные составы вводят пластификатор - 2 мас.% дибутилфталата. Составы на основе карбамида имеют малую и стабильную усадку, поэтому их применяют для изготовления моделей тонкостенных точных крупногабаритных отливок, а также растворимых в воде стержней, по которым выполняют полости сложной конфигурации в легкоплавких и тугоплавких моделях небольших размеров. Основным компонентом служит карбамид CO(NH2) - техническая мочевина. Карбамид плавится при температуре 402 К, хорошо растворяется в воде, имеет высокую жидкотекучесть, затвердевает и охлаждается практически без усадки. Плотность карбамида 1,3 г/см3. В качестве пластификатора в карбамид вводят борную кислоту в количестве 0,3 - 3 мас. %.
Распространенным растворимым модельным составом является КбБк 98-2 (см. табл. 1.1).
Выжигаемые модельные составы. Наибольшее распространение получили полистирол ПСВ-ЛД и блочный полистирол с добавками. Полистирол ПСВ-ЛД - вспенивающаяся композиция, из которой изготовляют модели с использованием термопластавтоматов. Плотность моделей 0,24 - 0,3 г/см3, σ изг=10-14 МПа, усадка этих составов 0,2 - 0,3 %. Такие модельные составы используют для изготовления моделей мелких и средних отливок в массовом и крупносерийном производстве.
Приготовление модельных составов
Легкоплавкие модельные составы приготовляют расплавлением составляющих в водяных или масляных банях с электрическим обогревом.
Исходные материалы перед загрузкой измельчают до кусков размером 30 - 50 мм для ускорения плавления. Материалы загружают в порядке возрастания их температур плавления или растворимости. Расплавленный модельный состав перемешивают и фильтруют через металлическую сетку 02. Готовый модельный состав используют для изготовления моделей или разливают в изложницы для последующего употребления.
Парафино-стеариновые составы с добавками, составы с буроугольным воском (Р-3) перемешивают особенно тщательно. Если составы содержат этилцеллюлозу, то сначала расплавляют материалы, в которых этилцеллюлоза хорошо растворяется (церезин, стеарин и др.), доводят температуру состава до 393 - 413 К, при непрерывном перемешивании вводят этилцеллюлозу, просеянную через сито 02. После растворения этилцеллюлозы вводят остальные материалы. Модельный состав тщательно перемешивают и фильтруют.
Пастообразные модельные составы приготовляют охлаждением жидкого состава при непрерывном перемешивании в специальных смесителях. Воздух замешивается в модельный состав в количестве 8 - 12 % по объему. Для этого используют лопастные, поршневые, шестеренные смесители. Наибольшее применение нашли шестеренные и поршневые смесители.
Поршневые смесители менее производительны, так как они периодического действия и процесс замешивания воздуха протекает в них - 20 мин. Поэтому их используют в основном в серийном и мелкосерийном производстве.
Шестеренные смесители - непрерывного действия (рис. 1.5), имеют два вала 1, на которых смонтированы шестерни 2. Каждая пара шестерен отделена от соседней перегородкой 3. В каждой паре одна из шестерен свободно насажена на вал, а вторая закреплена па валу на шпонке, в соседней паре - наоборот. Валы вращаются от общего привода 5 в одном направлений. Поэтому на одном валу четные, а на другом нечетные шестерни вращаются с валом, приводя свободно насаженные парные шестерни в движение. Смежные пары шестерен вращаются в разные стороны. Ширина каждой пары шестерен уменьшается в направлении движения модельного состава для создания напора и перемещения пасты. Жидкий модельный состав подается в горловину смесителя вместе с воздухом и после перемешивания первой парой шестерен выдавливается через отверстие 4 в перегородке 3 в соседнюю секцию, где перемешивается в обратном направлении и перемещается вверх, к отверстию 4 в следующей перегородке. В процессе перемешивания модельный состав интенсивно охлаждается, переходя в пастообразное состояние. Эти смесители имеют большую производительность и надежность, обеспечивая получение пасты высокого качества.
Тугоплавкие модельные составы приготовляют в тигельных поворотных электропечах с терморегуляторами; тигли изготовляют из коррозионно-стойких сталей, не взаимодействующих с модельным составом.
Для приготовления модельных составов типа КПсЦ сначала растворяют церезин, затем вводят канифоль, нагревают состав до 413 - 430 К; фильтруют расплав, нагревают его до 493 К и постепенно засыпают полистирол, перемешивая расплав. Затем модельный состав выдерживают 30 - 40 мин, охлаждают до 453 К, снова выдерживают до полного выделения пузырей газа, и заливают в пресс-формы.
Растворимые модельные составы приготовляют сплавлением составляющих в тигельных электропечах. Перед расплавлением карбамид высушивают при температуре 373 - 383 К для удаления влаги. Высушенную соль расплавляют совместно с пластификатором (борной кислотой) в металлических тиглях из коррозийно-стойкой стали при температуре 393 - 403 К. Расплав фильтруют и заливают в пресс-формы. Высокая по сравнению с легкоплавкими составами теплопроводность модельного состава способствует быстрому затвердеванию моделей в пресс-форме. Этот процесс менее длительный, малооперационный.
Карбамидные составы гигроскопичны, поэтому модели должны храниться в сухом воздухе.
Выжигаемые модельные составы приготовляют перемешиванием гранул вспенивающегося полистирола ПСВ со смачивателем и пластификатором. В начале в гранулы вводят 10%-ный спиртовой раствор бутилового эфира стеариновой кислоты (бутилстеарат) в количестве 0,03 - 0,05 мас.% полистирола, тщательно перемешивают и затем вводят 0,003 - 0,005% 1 %-ного раствора смачивателя НБ или 0,01 - 0,03% 10%-ного водного раствора полиэтиленоксида.
Качество моделей и соответственно отливок, надежность технологических процессов изготовления моделей и оболочковых форм зависят от свойств модельных составов. Поэтому в процессе производства систематически контролируют свойства модельных составов.
Важнейшими свойствами модельных составов являются: усадка, прочность, стойкость к деформациям при комнатной температуре, плавкость, твердость, зольность, термическое расширение, текучесть, содержание воздуха в пасте. Некоторые из перечисленных свойств определяют при разработке новых составов и исследованиях. В производстве чаще контролируют усадку, прочность на изгиб, содержание воздуха в пасте.
Усадку модельного состава определяют по изменению длины образца в определенном интервале температур и вычисляют по формуле:
где h0 и h - длина образца соответственно в начале испытания и в конце.
Усадку обычно измеряют на приборе конструкции НИИТавтопрома (рис. 1.6.), который состоит из охлаждаемой пресс-формы 4 для конического образца и измерительной индикаторной головки 1. Датчик 2 устанавливают в крайнее верхнее положение и фиксируют защелкой 3. При этом поджимается пружина стержня индикатора 1. Шкалу индикатора устанавливают нулевым делением против стрелки. В полость 5 пресс-формы запрессовывают модельный состав через отверстие 6. Затем отжимают защелку 3 и наблюдают за показаниями индикатора до тех пор, пока стрелка прибора не будет показывать одну и ту же величину в течение 30 мин. Температуру образца, измеряют термометром, устанавливаемым в отверстие 7 после заполнения пресс-формы модельным составом.
Рис. 1.6. Прибор для измерения усадки модельного состава
Усадка двух образцов от одной и той же пробы должна иметь колебания не более 0,08 %, в противном случае испытания повторяют.
Прочность на изгиб определяют на образцах квадратного сечения 6Х6 мм и длиной 60 мм. Образцы изготовляют в специальной пресс-форме. Образцы могут испытываться только через 24 ч после их изготовления. Испытания проводят при температуре 18 - 22°С в точение не более 2 ч. Испытывают не менее шести образцов без дефектов. Для испытания используют любую испытательную машину с ценой деления не более 0,05 кг, оснащенную специальным приспособлением. При испытаниях фиксируют нагрузку, вызвавшую разрушение образца, ширину и толщину образца по месту излома с точностью 0,01 мм и по известным зависимостям определяют величину изгибающих напряжений в образце.
Содержание воздуха в пасте определяют по разности объемов испытуемого образца до и после расплавления, т. е. после удаления из него воздуха. Для этого в пресс-форме изготовляют цилиндрический образец. Погружением образца в мерный цилиндр с водой определяют его объем. Затем образец вставляют обратно в пресс-форму и погружают ее в кипящую воду. Образец расплавляется и воздух из него удаляется. После затвердевания вновь определяют объем образца. По разности объемов образца определяют содержание воздуха в пасте:
где v0 и v — объемы образца соответственно с воздухом и без воздуха.
Плавкость, твердость, зольность модельных составов определяют по методикам, предусмотренным соответствующими ГОСТами.
Изготовление моделей
Процесс изготовления моделей включает подготовку пресс-формы; заполнение пресс-формы модельным составом; выдержку для затвердевания и охлаждения модели; разборку пресс-формы и извлечение модели; выдержку модели до окончания усадки. Подготовка пресс-формы. Рабочую полость и поверхность разъема пресс-формы очищают от остатков модельного состава, наносят на поверхность рабочей полости смазочный материал - трансформаторное масло - или распыляют сжатым воздухом эмульсию (касторовое масло + спирт в соотношении 1:1 по массе), Смазочный материал должен наноситься ровным слоем. Получение качественных моделей зависит от температуры пресс-формы. При температуре, ниже оптимальной, модель имеет
спаи, недоливы; при превышении оптимальной температуры увеличивается длительность цикла изготовления модели, возрастает усадка модели. Каждому модельному составу соответствует интервал температур пресс-формы, при котором получают качественные модели. Для составов типа ПС этот интервал 295 - 300 К.
Заполнение пресс-форм модельным составом в производстве чаще всего осуществляют свободной заливкой и заливкой под давлением, жидкого модельного состава, а также запрессовкой пастообразного модельного состава. Реже используют запрессовку твердого модельного состава в пресс-формы.
Свободной заливкой изготовляют модели из легкоплавких, тугоплавких, растворимых модельных составов.
Литниковые каналы пресс-формы должны быть короткими с большой площадью поперечного сечения. Для хорошего заполнения пресс-формы температура легкоплавких модельных составов должна поддерживаться в пределах 353 - 363 К при изготовлении крупных моделей и моделей сложной конфигурации. 343 - 348 К при изготовлении моделей средних размеров и сложности.
Способ свободной заливки моделей редко применяют для модельных составов с повышенной усадкой из-за образования усадочных дефектов в моделях, но широко используют для изготовления моделей из растворимых карбамидных и солевых составов, обладающих малой усадкой. Способ применяют в единичном и серийном производстве, так как он прост в исполнении.
Заливку под давлением жидкого модельного состава в пресс-форму применяют при изготовлении сплошных и пустотелых моделей. Давление на модельный состав осуществляют поршнем или сжатым воздухом. Используют рычажные, винтовые, пневматические и гидравлические прессы (рис. 1.7). Пресс 1 создает давление на поршень 2 запрессовочного устройства 3, в котором находится жидкий модельный состав 4. Способ заливки под давлением позволяет получать точные модели без усадочных дефектов из составов с пониженной жидкотекучестью, например КПсЦ, КПсП, в условиях серийного и массового производства. Модели из вспенивающегося полистирола изготовляют на термопластоавтоматах (рис. 1.8). В обогреваемый цилиндр 1 машины загружают предварительно подготовленный модельный состав в виде гранул 2. Гранулы расплавляются и образуют пену, состоящую из расплавленного полистирола и паров изопентана. Пена впрыскивается прессующим поршнем 3 под давлением 80 - 100 МПа в полость пресс-формы 4. При заполнении пресс-формы расплавленный полистирол образует на ее стенках тонкую (0,2 - 0,3 мм) плотную глянцевую корочку, а внутренняя часть модели заполняется пеной. При затвердевании пены давление паров изопентана компенсирует усадку моделей. После затвердевания пресс-форму раскрывают и извлекают модели. Модели из вспенивающегося полистирола имеют плотность 0,24 - 0,3 г/см3, достаточную прочность, малую усадку.
Рис. 1.7. Схема устройства для заливки под давлением жидких модельных составов
Основное преимущество этого способа заключается в том, что при изготовлении модели в одном компактном агрегате одновременно осуществляются процессы приготовления модельного состава и изготовления моделей. Это позволяет сократить число единиц оборудования для изготовления моделей, сэкономить производственные площади: Высокая термоустойчивость (353 К) моделей, небольшая плотность, малая усадка, дают возможность получить точные отливки. Этот способ является одним из перспективных для получения моделей средней сложности и небольших размеров в массовом и крупносерийном производстве.
Изготовление моделей запрессовкой из пастообразного состава под давлением поршня может осуществляться ручными и автоматическими шприцами.
В серийном производстве используют ручные шприцы (рис. 1.9), а в массовом - автоматические (рис. 1.10). Модельный состав по трубопроводу 1 заполняет полость 2. Поршень 7 пневмо-цилиндром 9 отводится в крайнее левое положение. Крышка 8 отходит от поршня 7 при сжатии пружины 3, и модельный Состав по каналам 6 поступает в левую часть полости 2. В это же время пружина 10 сжимается и цилиндр 11 перемещается влево; происходит отделение запрессованного устройства от пресс формы.
При обратном ходе поршня 7 запрессовочное устройство поджимается к пресс-форме пружиной 10, затем крышка 8 перекрывает каналы 6 и поршень 7 выдавливает модельный состав через отверстия 4 в пресс-форму. После заполнения пресс-формы излишки модельного состава поступают в левую часть полости 2 через обратный клапан 5 и отверстие в штоке поршня. Автоматические шприцы обычно устанавливают на карусельных автоматах для изготовления моделей.
Рис.1.8.- Схема установки для изготовления пенополистироловых моделей давлением
Рис. 1.9. Схема устройства ручного шприца для запрессовки пастообразных, модельных составов: 1 - рукоятка; 2 - пружина; 3 - золотник; 4 - модельный состав; 5 - корпус; 6 - пресс-форма
Этот способ широко используется для изготовления моделей средней сложности и размеров из легкоплавких модельных составов в массовом и серийном производстве.
Охлаждение моделей. При охлаждении моделей, даже после их извлечения из пресс-формы, их размеры изменяются из-за продолжающейся усадки модельного состава. Если на такую модель нанести суспензию, то вследствие усадки модели может произойти растрескивание оболочки и отслаивание ее от модели. Поэтому для изготовления форм можно использовать только те модели, усадка которых закончилась полностью. Для ускорения процесса усадки мелкие, несложные модели охлаждают в проточной воде или сжатым воздухом. Вода охлаждает модели и одновременно транспортирует их к месту сборки в блоки. Крупные модели так охлаждать нельзя, так как из-за неравномерности температур в них могут возникнуть внутренние напряжения, приводящие, к короблению. Поэтому их охлаждают на воздухе не менее 3 ч.
Рис. 1.10.. Схема устройства автоматического шприца для запрессовки образных модельных составов
Особые способы изготовления моделей. Для изготовления сложных моделей с полостями, отверстиями с криволинейной осью, выступающими тонкими частями наиболее часто используют разделение модели на части, получаемые по отдельным пресс-формам с последующей сборкой модели в единое целое; растворяемые карбамидные стержни; керамические стержни; гибкие резиновые пресс-формы.
Растворяемые карбамидиые стержни изготовляют в металлических ящиках (рис. 1.11, а). После затвердевания и охлаждения стержень извлекают из ящика и по знакам устанавливают в пресс-форму для получения модели (рис. 1.11,6). Модель изготовляют из любого состава, нерастворимого в воде и имеющего более низкую температуру плавления, чем состав К6БК. Модель вместе со стержнем погружают в воду и растворяют стержень: в модели образуется полость требуемой конфигурации.
Керамические стержни изготовляют по специальной технологии. Эти стержни тоже устанавливают по знакам в пресс-форму для изготовления модели. Затем пресс-форму собирают и заливают или запрессовывают в нее модельный состав. После охлаждения модель со стержнем извлекают и направляют на сборку и получение оболочковой формы. При нанесении суспензии знаковые части стержня соединяются с оболочковой формой. Затем модель, удаляют выплавлением, растворением, выжиганием. После заливки стержень удаляют из отливки обычным способом. Гибкие резиновые пресс-формы используют для моделей, от которых не требуется высокая точность и чистота поверхности. Обычно это художественные отливки.
Рис. 1.11. Изготовление модели с растворяемым стержнем:
а - получение стержня; б - запрессовка модельного состава; 1 - ящик; 2 - стержень, 3 - пресс-форма; 4 - модель
<
