Что такое литье по выплавляемым моделям и каковы его основные принципы и основные этапы?

Литье по выплавляемым моделям (LFC), также известное как литье по испарительным моделям, представляет собой процесс точного литья, используемый для создания сложных металлических деталей с высокой точностью размеров и превосходной отделкой поверхности. Эта передовая технология литья широко применяется в различных отраслях промышленности, включая автомобилестроение, аэрокосмическую промышленность и тяжелое машиностроение, для производства деталей, имеющих форму, близкую к заданной, с минимальными требованиями к последующей обработке.

Основной принцип литья по выплавляемым моделям

Основной принцип Потерянное литье пены вращается вокруг использования одноразового рисунка из пенопласта, который в процессе литья заменяется расплавленным металлом. Рисунок, обычно изготавливаемый из вспененного полистирола (ВПС) или аналогичного полимера, создается в точной форме желаемой конечной детали. Этот рисунок покрывают огнеупорным керамическим покрытием, а затем помещают в колбу, которую затем заполняют несвязанным сухим песком. Песок уплотняется вокруг рисунка, обеспечивая прочную поддержку.

Затем расплавленный металл заливают непосредственно в пенопластовый рисунок. Тепло металла заставляет пену мгновенно испаряться и разлагаться, позволяя металлу заполнить всю оставшуюся полость, точно воспроизводя форму и детали исходного рисунка. Газообразные побочные продукты пены отводятся через проницаемое керамическое покрытие и песок.

Ключевые этапы процесса литья по выплавляемым моделям

1. Изготовление моделей: Процесс начинается с создания пенопластового рисунка и его литниковой системы. Чаще всего это делается путем впрыскивания вспенивающихся полистирольных шариков в алюминиевую форму и сплавления их паром до получения окончательной формы рисунка. Для сложных деталей можно изготовить несколько секций рисунка и собрать их в полный кластер с использованием специальных клеев.

2. Сборка узора: Отдельные пенопластовые узоры крепятся к центральной пенопластовой литниковой системе (литнику, полозьям и стоякам), образуя кластер или дерево. Такая сборка позволяет изготавливать несколько деталей за один цикл литья, повышая эффективность.

3. Применение огнеупорного покрытия: Собранный пенопластовый кластер погружают в суспензию огнеупорного керамического материала. Это покрытие имеет решающее значение, поскольку оно:

   • Обеспечивает гладкую поверхность для окончательной отливки.

   • Предотвращает эрозию песка и проникновение металла во время заливки.

   • Позволяет газообразным продуктам разлагающейся пены выходить через ее проницаемость.
     Затем покрытый кластер полностью высушивается в контролируемой среде для достижения необходимой прочности и проницаемости.

4. Формование (уплотнение песком): Высушенный кластер с покрытием помещают вверх дном в стальную колбу. Затем в колбу вокруг рисунка насыпают несвязанный сухой кварцевый песок. Колбу вибрируют на вибростоле, чтобы песок поступал во все полости и плотно упаковывался вокруг рисунка, обеспечивая важную структурную поддержку во время заливки металла.

5. Заливка: После уплотнения песка расплавленный металл выливают из ковша непосредственно в литниковую чашку пенопластовой литниковой системы. Металл заполняет всю полость, одновременно испаряясь и заменяя пенный рисунок. Скорость и температуру заливки необходимо тщательно контролировать, чтобы обеспечить оптимальное разложение пены без возникновения дефектов.

6. Охлаждение и вытряска: После завершения заливки расплавленному металлу дают затвердеть и остыть в песчаной форме. Затем колбу переворачивают, и песок вибрирует, удаляясь от теперь уже твердого металлического литейного кластера. Благодаря несвязанному характеру песка он легко стекает с отливки, его можно охлаждать и повторно использовать для последующих форм.

7. Отделка: Последний этап включает удаление литых деталей из литниковой системы с помощью режущих инструментов, таких как ленточные пилы или шлифовальные круги. Для достижения окончательных заданных размеров и качества поверхности могут выполняться незначительные отделочные операции, такие как легкая шлифовка или дробеструйная обработка.

Литье по выплавляемым моделям обеспечивает значительные преимущества при изготовлении сложных компонентов с внутренними каналами, сложной геометрией и уменьшенными потребностями в механической обработке. Его успех зависит от тщательного контроля на каждом этапе: от качества рисунка до уплотнения песка и параметров заливки. В результате литье по выплавляемым моделям остается жизненно важным и эффективным процессом в современной металлообработке.