Литье в форму

Как сделать форму для литья

Материал для формы (оснастки) в непромышленных условиях – песчаная или глиняная смесь (литье в «землю») и гипс.

Примеры смесей для литья в «землю»:

• песок, глина, каменноугольная пыль в соотношении 75% – 20% – 5%.
• глина, шамотный кирпич, тонкие древесные опилки, соотношение 40% – 40% – 20%.

Компоненты смешивают до получения однородной консистенции.

Также может использоваться модель изделия из дерева либо другого материала. Также это может быть готовая деталь, образец.

Приспособление для подготовки песчаной оснастки – опока. Она состоит из двух ящиков без крышки, обычно деревянных. Нижний – с дном, верхний – без дна (по сути, рама). Части опоки имеют центрирующие элементы для их точного расположения относительно друг друга. Они иногда скрепляются между собой фиксаторами.

Оснастку изготавливают так:

Перед работой поверхность опок и образец изделия присыпают тальком.
В нижний ящик насыпают песчаную смесь до края и трамбуют.
Модель детали кладут в опоку на землю и вжимают.
На нижний ящик опоки кладут верхнюю раму.
На модель крепят усеченный конус узкой частью к изделию. Это модель литника, через него зальют расплав. Желательно, чтобы место расположения литника было самой толстой частью изделия. Нужно учитывать, что на готовой детали в месте заливки могут быть дефекты.
Верхнюю опоку заполняют доверху смесью. Снова трамбуют.
Достают из песка модель литника.
Острым тонким предметом разъединяют верхнюю и нижнюю половины, обозначая линию разъема

Верхнюю опоку с песчаной массой в ней снимают, изделие осторожно вынимают из песка.
Части формы сушат и вновь соединяют.

Технология шликерного литья

Процесс шликерного литья основывается на 2-ух физических явлениях: способности гипса впитывать воду и способности глины отдавать воду. Допустимо изготовление 2-ух классов отливок: тонкостенные и толстостенные (полнотелые). На фоне технологий гончарного круга или ручной лепки процесс смотрится очень не простым. Использование его просит конкретных способностей и навыка. Даже профессионалам как правило прийдется дорабатывать формы для отлива. Весь тех. процесс от начала разработки эскиза до получения готового изделия занимает до пары недель.

https://youtube.com/watch?v=00Wej0ca1Lo

Первичные операции

В первую очередь нужно создать эскиз

При разрабатывании необходимо принимать во внимание требования подобранной технологии, рассчитать в форме литники достаточного сечения и в местах, которые обеспечивают самое лучшее заполнение оправки и прилегание к модели

Пример эскиза для шликерного литья

На основе эскиза приступаем к изготовлению модели. Модель является зеркальным отражением грядущего изделия, но выделяется от него чуть большим размером. Это припуск на неизбежную усушку в ходе обжига.

Модель шликерного литья

Модели производят из подобных материалов, как пластилин, гипс, дерево, керамика или силикон. Применяя модель, специалист выполняет разборную форму из гипса. Прочие материалы, доступные в условиях мастерской, для оправки не подойдут, потому как только гипс обладает неповторимым свойством всасывать воду из шликера. Форма разбирается, модель достается. Оправка готовится к литью. Шликер разводится и тщательно смешивается конкретно перед отливкой.

Собственно литейный процесс состоит из таких этапов:

• Заливка шликера в форму
• Убирание избытков раствора
• Подсыхание отливки
• Отделение отливки от стенок формы.

https://youtube.com/watch?v=VJ27iL456_U

После подсушивания разъедините части формы и осторожно извлеките изделие. Отливка подсушивается, если понадобится правятся недостаточно проработанные детали

После отливку необходимо обжечь в муфельной печи, как и изделие, выполненное на гончарном круге или ручной формовкой. Изделия, которые сделаны методом шликерного литья, также можно покрыть глазурью. Глазурный шликер наноситься на поверхность. После чего проходит вторичный обжиг изделий. Элементы глазури спекаются, организуя тонкий и гладкий стеклообразный слой.

Технология литья из чугуна

Технология литья из чугуна впервые была освоена в Китае около Х века н.э., в Европе впервые упоминается в 14 веке, как материал для производства пушек. В России первое «литье чугунное, для делания пушек пригодное» относиться к эпохе Ивана IV Рюриковича. Расцвет эпохи чугуна наступил в 19-20 веках. В это время из него делали мосты и трубопроводы, фонари и ограды, элементы архитектурного декора и несущие конструкции зданий. Кроме того, из того же материала отливали рельсы, детали станков, и двигателей. Отдельно стоит упомянуть чугунную посуду, утюги и отопительные приборы.

https://youtube.com/watch?v=LFeoWOAJY3U

Чугун также являлся исходным компонентом для производства стали мартеновским способом. Объем его производства был важнейшим показателем экономической мощи страны и ее военного потенциала. С изобретением недорогих технологий производства и обработки сплавов алюминия и стали значение чугуна как конструкционного материала заметно снизилось. Широкое развитие производства высокопрочных пластиков и композитных материалов окончательно оттеснило чугун с передовых позиций.

Способы устранения дефектов

Качественное и соответствующее требованиям стандартов литье пластмасс под давлением обеспечивается при условии использования технически исправной машины, строгого выполнения технологических этапов и применения качественного сырья. В таблице перечислены типы брака и действия по их устранению.

  Поднялось давление после пьянок

Технология литья под давлением, реализуемая на современном оборудовании с соблюдением требований процесса и применением качественного сырья позволяет изготавливать в большом количестве качественные изделия, востребованные в разных отраслях промышленности и бытовых условиях. При выборе оптимального метода пластикации удается наладить рентабельное производство деталей любой сложности.

Источник

Процесс литья из гипса

Процесс литья из гипса состоит из нескольких этапов. Само литье в гипсовые формы занимает минуты, гораздо больше времени уходит на подготовительные и завершающие операции. К подготовительным относятся:

• Изготовление модели изделия.
• Проектирование и изготовление формы, или опоки.
• Подготовка материалов для литья смазывания формы.

Процесс литья из гипса

Проверьте, чтобы все необходимые материалы, оборудование и инструменты были под рукой, отмыты и очищены после прошлого раза. Счет при отливке идет на минуты.

Непосредственно перед литьем в гипс следует произвести смазывание опоки и смешивание раствора для литья. Заливать растров в отверстие следует тонкой струйкой, обязательно давая воздуху возможность выйти. После заливки форму надо повращать и слегка потрясти, чтобы добиться максимального прилегания раствора к мелким деталям рельефа.

Завершающие операции не менее важны. Они так же определяют качество изделия. К ним относятся

• Сушка (при естественной температуре или на радиаторе). Слишком быстрая сушка может привести к растрескиванию отливки.
• Разборка формы. Если она плохо отходит от изделия, можно легонько обстучать ее деревянным или резиновым молоточком.
• Удаление литников и доработка деталей готового изделия.
• Очистка опоки (если планируется еще одна или несколько отливок).

Литье в гипсовые формы немного отличается от литья в формы из силикона. Силикон не нуждается в смазке, он упруг и из него легче извлекать отливку, к тому же он дает больше возможностей для проработки деталей.

Используемые материалы

Материалы для изготовления оболочки подразделяются на следующие группы: материалы основы, связующие, растворители и добавки. К первым относятся пылевидные, применяемые для приготовления суспензий, и пески, предназначенные для ее обсыпки. Ими служат кварц, шамот, циркон, магнезит, высокоглиноземистый шамот, электрокорунд, хромомагнезит и другие. Широко используется кварц. Некоторые материалы основы оболочки получают в готовом к употреблению виде, а другие предварительно сушат, прокаливают, размалывают, просеивают. Существенным недостатком кварца являются его полиморфные превращения, которые протекают при изменении температуры и сопровождаются резким изменением объема, в итоге приводящим к растрескиванию и разрушению оболочки.

Плавный подогрев форм с целью снижения вероятности растрескивания, который проводят в опорном наполнителе, способствует увеличению длительности технологического процесса и дополнительным энергетическим затратам. Одним из вариантов снижения растрескивания в ходе прокаливания является замена пылевидного кварцевого песка как наполнителя на диспергированный кварцевый песок полифракционного состава. При этом улучшаются реологические свойства суспензии, повышается трещиноустойчивость форм и снижается брак по засорам и пробою оболочек.

Изготовление сложных форм

Отливки сложной конфигурации делают по другой методике. Чаще всего материалом служит гипс (алебастр). Формы без обратных углов и поднутрений могут быть разборными и состоять из двух или более частей. Долго они не прослужат, но несколько отливок вполне реально получить.

Сложный узел или декоративную объемную модель можно изготовить один раз, при этом форму придется разбивать. Есть два метода в работе. Можно изготовить восковую (парафиновую) модель, залить ее гипсом. Позже в процессе интенсивной сушки этот материал расплавится и выльется через летники.

Литье алюминия в гипсовую форму по пенопласту предполагает изготовление из этого материала макета будущей отливки. Он заливается подготовленной смесью и уже не извлекается. Расплавленный алюминий заливается поверх. Температура металла плавит пенопласт, он испаряется в процессе, а жидкий алюминий заполняет освободившееся при этом пространство.

Характерности тонкостенного литья из шликера

Если нужно получить тонкостенное изделие, необходимо помнить, что после заливки гипс тут же начнет высасывать воду из шликера. В зависимости от времени нахождения раствора в форме меняется толщина стенок сосуда или статуэтки. Глина осаждается на стенках формы с конкретной для каждой определенной формы и определенного состава раствора скоростью. Исходя из этого увеличивается и толщина черепка.

Тонкостенное шликерное литье

В ходе пробной заливки шликер льют в оправку до верха. Каждые 5 минут штангенциркулем измеряют толщину осажденного слоя. По результатам измерений специалист может высчитать время, которое необходимо для получения заданной толщины стенки. Полностью напитанный влагой гипс перестает впитывать воду, однако в случае тонкостенных сосудов ввиду относительно небольшого объема черепка этого не нужно бояться.

Ошибки при литье

Изготовление форм из гипса – удобный и недорогой способ. Но в материале имеется влага. При естественной сушке она остается. При заливке расплавленного металла влага начинает интенсивно испаряться. Даже интенсивная сушка в духовке не гарантирует ее полное отсутствие. В зависимости от количества оставшейся влаги в форме отливка алюминия может иметь мелкие раковины или большие застывшие пузыри и кратеры.

Если металл был недостаточно разогрет или перед заливкой он успел остыть, алюминий плохо выливается и не заполняет объем формы. Фактически образуется капля, которая не имеет достаточной текучести. То же самое может случиться и при использовании небольшого объема металла в холодной форме. Алюминий быстро отдает тепло и не успевает растечься.

Бывалые мастера не рекомендуют погружать отливку в воду для ускорения ее остывания. В таком материале возможно нарушение внутренней структуры и появление микротрещин. Для последующей токарной обработки такие заготовки могут не подойти.

Заливка строительного гипса в формочку

Большое количество гипса замешивать не стоит. Его должно хватить на половину формочки. Но перед тем как его замешать, форму требуется смазать изнутри. Для этого подойдёт любая густая смазка вроде солидола или литола.

Сначала формочка заливается до половины.

ФОТО: YouTube.comФорма заполняется наполовину, после чего немного разравнивается

Теперь в гипс нужно уложить и немного притопить деталь, вылепленную из пластилина. Деталь должна быть притоплена до верхнего уровня гипса. Теперь остаётся ждать, пока алебастр подсохнет. После этого в нём делаются небольшие заглубления при помощи сверла. Впоследствии они не дадут частям опалубки сдвинуться по отношению друг к другу.

ФОТО: YouTube.comОтверстия необходимы, чтобы части формы не сдвинулись по отношению друг к другу

Снова в ход идёт смазка. Она наносится на всю горизонтальную поверхность. Теперь можно снова замешать гипс и долить до верха. Форма для отливки практически готова.

ФОТО: YouTube.comСмазка не даст половинкам формы слипнуться

Общие сведенья

В процессе производства проводится заливка расплавленного материала в специальные формы. После охлаждения он принимает нужную форму и подвергается последующей обработке. Используются такие изделия в различных отраслях экономики:

• автомобилестроение;
• авиационная промышленность;
• машиностроение;
• стоматология;
• ортопедия;
• ювелирное производство.

Для разных видов сплавов используется определенная технология литья, позволяющая добиться нужных качеств в готовом изделии и избежать брака. Для литейного производства используются разные виды компонентов. Они обладают высоким показателем жидкотекучести. Это свойство сплава определяется:

• химическим составом;
• структурой металлического сплава;
• температурой плавления.

Наиболее востребованными в промышленности являются металлы, имеющие низкую температуру плавления, так как их производство менее затратное. Чем ниже температура плавления материала, тем легче производится его отливка.

Методы литья металлов

Основные методы литья металлов следующие:

Традиционный метод

Металл поступает в форму под действием силы тяжести. Применяются песчано-глиняные или металлические матрицы. Недостаток метода — высокая трудоемкость изготовления форм и других операций, тяжелые условия труда и низкая экологичность

Литье под низким давлением

Суть метода заключается в том, что тигель с металлом и матрицы для отливок располагаются в герметичной камере. Металлопровод, сделанный из титанового сплава, опускается из формы в расплавленный металл. В это время в камеру подают низкое избыточное давление воздуха или инертного газа. Металл попадает в матрицу под давлением, скорость потока весьма высока и при этом регулируется. Форма заполняется полностью и равномерно.

Метод позволяет получать высококачественные отливки, в том числе особо тонкостенные. Качество поверхности также превосходит отливки, получаемые традиционным методом. Литейные газы удаляются через отводящий трубопровод в систему очистки, откуда попадают в атмосферу. Метод отличается высокой автоматизацией операций, улучшенными условиями труда персонала и высокой экологичностью. К тому же при таком литье и материалы, и расход энергии существенно экономятся.

Литье под высоким давлением

Метод применяется как в черной, так и в цветной металлургии и позволяет получать наиболее точные и однородные отливки. Металл под высоким напором поступает в матрицу со скоростью до 120 м/с и мгновенно заполняет ее.

Деталям, полученным таким методом, практически не требуется финишная механическая обработка. Таким методом можно отливать детали практически любой конфигурации, с тонкими стенками, с готовыми отверстиями и даже с готовой резьбой.

Инжекционное литье

Инжекционный метод от обычного литья под давлением тем, что металл попадает в матрицу в виде порошка, смешанного со связующим веществом. Формы делают из высокопрочных сталей.

https://youtube.com/watch?v=eB0lYvWgzqQ

Высокая текучесть смеси позволяет заполнить мельчайшие детали рельефа форм самой сложной конфигурации, включающих внутренние полости. Достоинством этого метода является высокая точность поверхности, делающая ненужной дополнительную механическую обработку или сводящую ее к минимуму. Другим преимуществом является высочайшая физико-химическая однородность отливки.

Существуют и другие методы литья деталей, имеющие нишевое применение.