Ручне відцентрове литво

Міністерство освіти і науки України Криворізький технічний університет Кафедра інженерної педагогіки та мовної підготовки РЕФЕРАТ Виконала студентка групи ЗЛВ-10−1

Заочного навчання за спеціальністю

«Ливарне виробництво»

Керівник Кривий Ріг

ПЛАН Вступ

1. Ручне відцентрове литво, що виробляється за восковою моделлю

1.1 Виготовлення моделі

1.2 Формування

1.3 Сушіння і прожарювання

1.4 Заливка

2. Литво на відцентрових машинах

2.1 Виготовлення еластичної прес-форми

2.2 Отримання воскових моделей

2.3 Підготовка форми та заливка Висновки Список використаної літератури

1. ВІДЦЕНТРОВЕ ЛИТВО МЕТАЛІВ Відцентрове литво — цей метод, запозичений з стоматологічної техніки, вже багато десятиліть використовується і в ювелірній справі. Кожне ювелірне підприємство повинно використовувати цей метод лиття. Виробництво оригінальних воскових моделей і сам процес отримання з них металевих зразків при цьому вигляді лиття відкривають широкі можливості для отримання високохудожніх ювелірних виробів будь-якої складності. Так, наприклад, нові відцентрові ливарні машини відливають 50 кілець за одну заливку.

Лиття відцентрове — виготовлення виливків у металевих формах, при якому розплавлений метал піддається дії відцентрових сил. Цей спосіб лиття широко поширений в промисловості при отриманні пустотілих виливків із вільної поверхнею — чавунних і сталевих труб, кілець, втулок, обичайок і т. п. Залежно від положення осі обертання форм розрізняють горизонтальні і вертикальні ливарні відцентрові машини. Горизонтальні машини найбільш часто застосовують при виготовленні труб. При отриманні виливків на машинах з вертикальною віссю обертання метал з ковша заливають у форму, укріплену на шпинделі, яку приводить в рух електродвигуном. Відцентрова сила притискає метал до бічної циліндричної стінки. Форма обертається до повного затвердіння металу, після чого її зупиняють і мають виливок. Складні внутрішні стінки відлиття виконують за допомогою стрижнів. Стінки форм для виливків із складною зовнішньою поверхнею покривають формувальною суміщю, яку ущільнюють роликами, утворюючи необхідний рельєф. Відливки, отримані методом відцентрового лиття, порівняно з виливками, отриманими іншими способами, володіють підвищеною щільністю у зовнішньому шарі.

Ручне відцентрове литво, що виробляється за восковою моделлю Розглянемо приклад відливки масивного слона висотою 30 мм (мал. 1).

Малюнок 2.1 — Елементи форми для відцентрового лиття: а — опока з отворами; б — воскова модель; в — дротовий каркас

1.1 ВИГОТОВЛЕННЯ МОДЕЛІ

Спочатку роблять дротовий каркас воскової моделі з того ж матеріалу, який використовується для лиття. Навколо цього каркаса ліплять з воску модель. Для моделювання можна застосовувати червоний або голубий віск, використовуваний для стоматологічної техніки. Віск нагрівають, і з допомогою підігрітого металевого шпателя виробляють ліплення моделі. Готову модель виглажують шабером. Для вигладжування можна дуже швидко пронести модель через полум’я. При цьому вона злегка оплавлюється, і вигладжування проводиться легко і швидко.

Для зменшення усадки при виготовленні таких великих виробів, як дана модель, рекомендується використовувати ливарні штифти з латунною або мідного дроту діаметром від 1 до 1,5 мм і довжиною від 10 до 20 мм і невеликі кульові прибутки. Штифти нагрівають і вводять у воскову модель на кілька міліметрів.

На відстані 3−4 мм від моделі на штифти насаджують воскові кульки (відривні прибутку). Перетин ливникових каналів, утворених штифтами, можна збільшити, покривши штифти віском. Після виплавлення віску з ливарні форми штифти видаляють, а порожнини, утворені кульками, виконують роль прибутків при усадці металу. Крім того, по каналах, утвореним ливарними штифтами, видаляються гази і тим самим зменшується можливість утворення пір Чотири ноги слона подовжуються восковими штифтами, що сходяться в восковому кулі. Ці штифти і куля виконують ту ж роль, що і ливарні штифти.

1.2 ФОРМУВАННЯ Готову модель знежирюють зануренням у спирт для того, щоб формувальна маса щільно прилягали до моделі. З воску виготовляється і сферична стійка, в яку вдавлюються литьевие штифти, як це показано на мал. 2.1, б.

Відстань між моделлю і стійкою має бути по можливості короткою, щоб розплаву не було необхідності проробляти такий довгий шлях. Модель, крім того, має бути так розміщена, щоб всі частини її розташовувалися в напрямку литва.

Як формувальні маси застосовують препарати, що використовуються в стоматологічній техніці. Формувальну масу розводять в дистильованій воді, ретельно розмішують і вакуумуванням видаляють з неї повітря. Формувальна маса повинна бути текучою, без грудочок. М’яким пензликом наносять її на модель. При цьому на ній не повинно з’являтися бульбашок повітря. Цей перший шар припудрюється, що перешкоджає обезводнення і запобігає утворенню тріщин при висиханні форми. Після закінчення 2−3 хв наносять ще шар формувальної маси і це продовжують доти, поки воскову модель не покриє шар товщиною близько 5 мм. Підготовлену в такий спосіб модель поміщають в опоку і заливають формувальної масою. Поверхня опоки має безліч отворів, завдяки яким швидше відбувається висихання маси. При заповненні її слід обернути папером, щоб формувальна маса не вийшла. Відстань між моделлю і стінкою опоки повинно бути близько 10 мм; до підстави форми — 15 мм

1.3 СУШІННЯ І ПРОЖАРЮВАННЯ Готову форму не слід залишати надовго неактивною. Коли формувальна маса схопилася, воскову півсферу і литтєві штифти видаляють. При сушінні і витоплюванні воскової моделі форму встановлюють в нормальній печі або в печі для емалювання при низькій температурі так, щоб отвір було спрямовано вниз і віск міг витікати. Після повільної просушки форми, роблять її прожарювання. Нагрівання при прожарюванні повинно здійснюватися повільно, в іншому випадку форма може зруйнуватися. Температуру нагрівання при цьому підвищують до тих пір, поки ливникові канали не будуть напружені до вишнево-червоного кольору.

1.4 ЗАЛИВКА Нагріту форму поміщають на тарілці центрифуги, і виробляють заливку металу, який повинен бути розплавлений з невеликою кількістю бури. Ювеліри, рідко мають справу з відцентровим литвом, найбільш доступною є настільна центрифуга (мал. 2.2).

Малюнок 2.2 — Найпростіша настільна фігура Конструкція її настільки проста, що її легко можна виготовити самостійно. При литті виробів великого розміру, до яких відноситься і наведений приклад, на іншу тарілку ставлять відповідну противагу. Відразу ж після заповнення форми натягають шнур, і труба, на якій кріпиться коромисло з тарілкою, починає обертатися з великою швидкістю навколо нерухомої осі. Перевага цього способу полягає в простоті обслуговування, великій швидкості обертання і безпеки. Після декількох тренувань того ж успіху можна досягти і з ручною центрифугою (мал. 2.3), хоча в цьому випадку результат часто залежить від суб'єктивних причин, а небезпека отримання дефектів лиття зростає

Малюнок 2.3 — Ручна центрифуга

2. ЛИТТЯ НА ВІДЦЕНТРОВИХ МАШИНАХ Розглянемо процес отримання на відцентрової машині литих медалей з двостороннім рельєфом (мал. 3.1)

Малюнок 3.1 — Схема процесу отримання виробів відцентровим литвом Для отримання воскової моделі буде потрібно виготовити гумову прес-форму.

Виготовлення еталону моделі. Так як вулканізація гуми відбувається при підвищеній температурі, то еталон (зразок) моделі не можна виготовляти з дерева, пластмаси або легкоплавких металів. Крім того, при вулканізації гуми виділяється невелика кількість азотної кислоти, тому еталон не слід виготовляти з срібла і його сплавів, а також із сплавів золота 333 проби. Для виготовлення еталону моделі дуже добре підходить сплав золота 585 проби, особливо якщо поверхня його покрита родієм. Поверхня еталону необхідно ретельно обробити і відполірувати. Краще витратити кілька хвилин на обробку цього зразка, ніж потім втрачати години при подальшій чистової обробки партії виливків.

На закінчення слід звернути увагу на те, що виливок із-за усадки металу виходить дещо меншим і ще додатково зменшується в розмірах при обов’язковій чистової обробки. Тому еталон повинен мати кілька великі розміри, ніж готова модель.

2.1 ВИГОТОВЛЕННЯ ЕЛАСТИЧНОЇ ПРЕС-ФОРМИ Для цієї мети необхідна опока, подібна ливарній при литві в піщані форми, з напрямними штифтами. Литтєвий отвір необов’язково. Опока з напрямними штифтами укладається на гладку опорну плиту підставою вниз, наприклад скляну, і заповнюється пластиліном, в який вдавлюють до половини еталон — моделі (мал. 3. 1 1, 2). Встановлюють другу опоку і заповнюють її розчином гіпсу. Після затвердіння гіпсу форму перевертають, пластилін видаляють, а еталон залишається в гіпсовій формі. У гіпсі роблять кілька поглиблень, які пізніше повинні стати напрямленими виступами гумової форми. Сиру гуму розрізають на дрібні шматочки, якими наповнюють верхню половину форми (мал. 3.1, 3). Опоки затискають між двома сталевими пластинами, які перекривають стінки опок. Гуму вулканізують протягом 30 хв при температурі 150° С в газовій печі або краще на спеціальному пресі з двома підігріваючими електричним струмом плитами (мал.3.1, 4, 5). Гіпс розбивають, витягають і добре очищають модель і гумову полу форму. Тепер готову гумову полу форму ізолюють тальком, і заповнюють шматочками сирої гуми другу половину форми, після чого опока укладається так, що готова гумова полуформа знаходиться з низу. Виробляють вулканізацію гуми другої полу форми і отримують обидві частини гумової прес-форми (мал. 3.1, 6). Залишається тільки роз'єднати частини форми один від одного, відокремити їх від опок і витягти модель (мал.3.1, 7). Після цього прорізають литниковый канал.

Перевага еластичних гумових прес-форм полягає в простоті їх виготовлення, в легкому витягу з них воскових моделей і в їх довговічності.

До недоліків слід віднести неможливість виготовлення спіралеподібних порожнин і отримання дуже тонких перерізів. Товщина стінки відлиття не повинна бути менше 0,4 мм, так як при запресовуванні воску форма повинна бути затиснута і тому стінки на-пів-форм можуть з'єднатися у щільну.

Отримання воскових моделей. Для заливки воском гумових прес-форм застосовується восковий інжектор (мал. 3.1, 8). В бочку знаходиться розплавлений віск, постійна температура якого підтримується за допомогою електронагріву. Необхідний тиск в бочку створюється стисненим повітрям, останній впресовує віск через штуцер в литнивковий канал прес-форми. Рідкий віск можна ввести у форму відцентровим методом, використовуючи для цього металеву центрифугу. При цьому стінки гумової прес-форми перед кожним заповненням воском повинні ізолюватися евкаліптовим маслом або сумішшю, що складається з однієї частини води і однієї частини гліцерину.

форма модель восковий литво

2.2 ПІДГОТОВКА ФОРМИ І ЗАЛИВАННЯ Готові воскові моделі розміщуються навколо воскового стояка, з яким вони з'єднуються за допомогою воскових штифтів. «Воскову ялинку» напаюють на восковий цоколь і встановлюють на гумовому підставку, поперечний переріз якої видно на цьому ж рисунку. Далі блок воскових моделей обробляють так само, як це було описано вище: знежирюють, покривають пензликом формувальної маси, поміщають в циліндричну опоку і заливають її провакуумованною формувальною масою. Після затвердіння формувальної маси опоку поміщають в муфельну піч (мал. 3.1, 10) і протягом години при 200° С виплавляють віск. Потім підвищують температуру до 1000° С і витримують форму при цій температурі ще 15 хв. Після цього її виймають з печі, поміщають в відцентрову машину (мал. 3.1, 11) і виробляють заливку. Готовий блок відлитих медалей з литниками, отриманий після відбивки опоки, показаний на мал.3.1, 12.

ВИСНОВКИ Метод відцентрового литва має наступні переваги:

1) можливість одержання виливків з моделями будь-якої складної форми порівняно простим способом;

2) значне зниження можливості утворення усадочних раковин;

3) зменшення витрат металу з-за відсутності прибутків, потреба в яких відпадає.

Недоліки:

1)висока ліквація;

2)різна товщина стінки по висоті відливки.

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. www.shipmodeling.ru/

2. www. kalush-college.ucoz.ru/

3. Рубцов Н. Н. История литейного производства в СССР. М., 1947;