Изготовление оригинального художественного изделия (стр. 8 из 15)
4). Эталон окрашивают гипсовой смесью при помощи мягкой кисточки, тщательно заполняя все неровности формы, заливают смесь.
5). Опоку с залитой смесью помещают на вибростол на 3 - 4 минуты. Выделение пузырей похоже на кипение, что может привести к переливанию через край.
6). После окончания формовки и отверждения гипсовой массы эталон извлекают из формы, часть тщательно осматривается, ремонтируется, если необходимо прорезаются замки, после чего эталон вкладывается на место.
Аналогично изготавливаются еще 2 составные части пресс-формы.
Если предполагается изготовление большого количества моделей, то пресс-форму замачивают в холодной воде.
Для придания форме повышенной прочности и долговечности ее пропитывают 30-60 мин. в разогретой олифе, протирают, просушивают на воздухе, покрывают спиртовым лаком или нитролаком.
2.4.2 Формообразование
Конструкция пресс-формы, количество гнезд в пресс-форме, метод заполнения пресс-формы модельным составом.
Пресс-форма для изготовления выплавляемых моделей состоит из трех составных частей. Конструкция пресс-формы обеспечивает извлечение объемной модели, рассчитана на одну модель - одногнездовая пресс-форма.
Обычно модели изготавливают в пресс формах, свободной заливкой или запрессовкой пастообразного или пластифицированного модельного состава.
Свободная заливка проста, можно использовать пресс формы из любых материалов, как твердых, так и пластичных. Однако при использовании этого метода необходимо предусматривать свободный выход воздуха из пресс-формы. Жидкие модельные составы хуже смачиваются суспензией.
Предпочтительнее использовать пластифицированные модельные составы. Хорошо извлекаются, не дают трещин. Но нельзя запрессовывать в пластичные пресс-формы. Запрессовка производится или ручными шприцами или механизированными инжекционными установками.
Достаточно широкое поперечное сечение изделия позволяет заполнить пресс-форму модельным составом методом свободной заливки.
Конструкция модельного блока и формы, состав и нанесение огнеупорной обмазки, режим сушки блоков.
Модельный блок состоит из стояка, воронки, 4 питателей и 4 моделей ножки. Модели изделия крепятся посредством питателей к стояку радиально на одном уровне. Конструкция формы соответствует конструкции модельного блока.
Формирование оболочковой формы включает приготовление суспензии, смачивание ею модельных блоков, обсыпку блоков зернистым огнеупорным материалом и сушку блоков.
Керамическую суспензию приготовляют тщательным перемешиванием огнеупорных материалов (пылевидного кварца, электрокорунда, шамотного порошка и др.) со связующим - гидролизованным раствором этил силиката, жидким стеклом, кремнезолем, металофосфатами.
Формы по выплавляемым моделям изготовляют погружением модельного блока в керамическую суспензию, налитую в емкость с последующей обсыпкой кварцевым песком в специальной установке. Затем модельные блоки сушат 2-2,5 ч на воздухе или 20-40 мин в среде аммиака. На модельный блок наносят от 3 до 12 слоев огнеупорного покрытия с последующей сушкой каждого слоя.
Для художественных изделий: связующее: гидролизированный этилсиликат ЭТС-32 и ЭТС-40; огнеупорный материал: пылевидный кварц.
В маркировке этилсиликата 32 и 40 - %SiO2. Для хорошей связующей способности надо SiO2< 12-16%Þ промышленный силикат подвергают гидролизу (разбавляют) т.к. он в Н2О не растворим, вводят растворители: спирт или ацетон. Для ускорения вода подкисляется (HCl)
(C2H5O) 4SiO2 + 2H2O = SiO2 + 4C2H5OH
12-14% этилсиликат; 16-18% ацетона; 6-8% изопропилового спирта; 0,3-0,5% соляной кислоты, 55-60% пылевидного кварца. Вода вводится до сметанообразного состояния.
На рисунке 3 показана последовательность операций формирования оболочковой формы.
Рис.3. Последовательность операций процесса формирования оболочковой формы:
а) модельный состав запрессовывают в пресс-формы (1);
б) модель (2) вынимают после затвердевания и выталкивают в ванну с холодной водой;
в) модели собирают в модельные блоки (3);
г) погружение модельного блока в керамическую суспензию (5), налитую в емкость (4);
д) обсыпка кварцевым песком (6); сушка и обсыпка 4 - 6 слоев;
е) выплавление в баке (7) с водой (8) нагревательным элементом (9);
Выплавление модельных составов из модельных оболочек.
При выплавлении модели следует максимально удалить модельный состав, сохраняя при этом целостность оболочки. Разрушение более вероятно при медленном нагреве, так как модельный состав расширяется сильнее и быстрее Þ Важнейшее требование - быстрая передача тепла к поверхности модели при этом сразу расплавляется поверхность модели, а внутренняя часть остается холодной.
Наиболее часто применяется расплавление в воде, расплавленном модельном составе, горячим воздухом и перегретым паром.
Перед началом выплавления очищают торец литниковой системы от остатков оболочки.
Таблица 9. Способы удаления модельных составов
| Теплоноситель | Режим удаления | Вероятность образования трещин | |
| Т0С | Время, мин. | ||
| 1. Вода | 90-1000С | 10 - 30 | средняя |
| 2. Модельный состав | 120-1350С | 8 - 15 | незначительная |
| 3. Горячий воздух | 150-3000С | 30 - 60 | высокая |
| 4. Перегретый воздух | 135-1650С | 7 - 10 | незначительная |
При удалении модели из форм выплавлением в горячей воде. Для этого их погружают на несколько минут в бак, наполненный водой, которая нагревается до температуры 80-90°С. При выдержке модельный состав расплавляется, всплывает на поверхность ванны. После выплавления модельного состава блоки осматривают, исправляют дефекты (жидкостекольным составом с пылевидным наполнителем). Модельный состав идет на повторное использование.
Прокаливание оболочковых форм.
Форму прокаливают не менее 2 ч при температуре 900-950°С. При прокалке частички связующего спекаются с частичками огнеупорного материала, испаряется влага, выгорают остатки модельного состава. Полностью прокаленная оболочка должна иметь светлый излом. Недостаточно прокаленная имеет черный излом, высокую газотворность и низкую газопроницаемость.
2.4.3 Механическая обработка
После охлаждения отливки форма разрушается. Отливки на обрезных прессах или другими способами отделяются от литников и для окончательной очистки направляются на механическую чистку. Отливки, изготовленные литьем по выплавляемым моделям, не нуждаются в механической обработке, так как имеют уже достаточную чистоту поверхности.
Места отделения литников обдирают абразивом зернистости 25-16 и шлифуют абразивом 10-8. Для получения гладкой поверхности на последнем переходе применяют пасту.
2.5 Сборка частей изделия
Сборка стенок ларца осуществляется клепкой.
Клепка - получение неразъемных (подвижных или неподвижных) соединений деталей металлических изделий при помощи заклепок (цилиндрических стержней с головками).
Виды клепки: ударная (ручная); прессовая (машинная).
Инструменты: натяжка (для сжатия склепываемых деталей); отжимка (для оформления замыкающей головки); клепальный молоток, поддержки.
Технологический процесс: при склепывании пластин их сжимают, просверливают сквозное отверстие, вкладывают в него заклепку и прижимают тяжелым молотком. Затем выходящий конец заклепки расплющивают молотком и формуют головку.
Ножки приклеиваются к основанию ларца. Внутрь крыши и основания вклеиваются стекла.
Основные преимущества и недостатки склеивания.
Склеивание - один из широко применяемых способов получения неразъемных соединений.
Клеевые соединения имеют ряд преимуществ по сравнению с заклепочными, сварными, болтовыми и т.п. Это, в первую очередь, возможность соединять самые разнородные материалы. В ряде случаев это этот единственный практический метод соединения не металлических соединений между собой и с металлами. В клеевых соединениях более равномерно распределены напряжения, исключены отверстия под болты и заклепки, ослабляющие скрепляемые элементы.
Важным достоинством соединений на основе синтетических клеев является атмосферостойкость, способность противостоять коррозии и гниению. В ряде случаев клеевые соединения обеспечивают герметичность конструкции.
Основной недостаток большинства клеев заключается в их низкой теплостойкости. Разработан ряд клеев на основе органических, элементорганических и неорганических полимеров, которые могут работать при температуре выше 1000 0С, но большинство из них не дает достаточно эластичной клеевой пленки, что пока ограничивает возможность их применения.
Недостатком клеевых соединений является также их относительно невысокая прочность при неравномерном отрыве и необходимость во многих случаях производить нагревание при склеивании.
Общие принципы выбора и применения клеящего материала.
Прежде всего, необходимо иметь четкое представление о свойствах и химической природе клеев и склеиваемых материалов, чтобы наметить для использования клей или группу клеев.
Одним из первых и, по-видимому, наиболее важным фактором, определяющим выбор клея, является характер и величина нагрузки которое должно испытывать соединение при эксплуатации.
Другим не менее важным фактором является температурный интервал при котором эксплуатируется клеевое соединение. В частности, при повышенных температурах не могут быть применены клеи на основе термопластов, тогда как термореактивные смолы можно использовать в условиях высоких температур.