Ливарна форма: особливості, технологія, види

Ливарна форма - це найважливіший елемент, який використовується для обробки розплаву металу з метою отримання виливки, відповідної всім вимогам за розмірами, шорсткості, структури, а також властивостей продукту.

Типи оболонок

В даний час розрізняють два принципово різних типи форм. Відмінність між ними - у виробничій технології ливарної форми. Існують такі види, які виробляються за допомогою нанесення суспензії, а також за допомогою наступних процесів обсипання і сушіння.


Другий тип - це двошарові. Виробництво цих форм здійснюється електрофоретичним методом. Основні вимоги, які пред'являються до оболонці ливарної форми - гаряча, жорстка, газопроникна, точна, з гладкою контактною поверхнею, а також нераз'емна.

Багатошарові оболонки

Процес отримання багатошарової оболонки протікає наступним чином: поверхня форми змочується суспензією. Здійснюється цей процес за допомогою занурення форми в необхідне речовина. Після виїмки блоку із суспензії його відразу ж обсипають зернистим речовиною. Суспензія прилипає до поверхні блоку, що дозволяє з великою точністю відтворити його конфігурації, а зернистий матеріал необхідний для того, щоб зафіксувати суспензію на поверхні форми, а також зробити її шар більш щільним і товстим. Свіжонанесений шар суспензії і зернистого матеріалу практично не тримається на поверхні форми. Єдине, що не дає йому зсунутися, - це сили змочування. Надання необхідної міцності цій формі здійснюється в подальшому процесі сушіння - хімічного затвердіння. Виходить, що для виготовлення багатошарової ливарної форми необхідно провести три етапи - змочити оболонку суспензією, обсипати її зернистим матеріалом, а після висушити. Така процедура в середньому проводиться від 4 до 6 разів. Однак якщо необхідно підготувати більш міцну оболонку, то кількість може збільшитися до 12 разів.

Двошарові оболонки

Виробництво ливарних форм двошарових здійснюється з меншою кількістю процедур. Перший етап підготовки форми нічим не відрізняється від виробництва багатошарових форм. Блок змочується і обсипається зернистим продуктом. Однак перш ніж почати наносити другий шар, який називається форетическим, перший необхідно ще раз змочити суспензією, обов'язково містить електроліт. Наприклад, до складу може входити соляна кислота, яка є провідником 2-го роду. Крім того, суспензія повинна містити ще й сполучний елемент для ливарної форми. А після проведення змочування слід знову обсипати зернистим матеріалом. Після того як на блок було нанесено два шари, приступають до процесу висушування форми. Цього достатньо, якщо необхідно отримати форму, товщина стінки якої не буде перевищувати 6-8 мм. Якщо ж цей показник необхідно збільшити, то наносять ще два шари.

Різновиди

Для процесу лиття металу необхідна ливарна форма, в яку завжди заливається розплавлене речовина. Основна відмінність даних форм - це одноразове і багаторазове використання. Однак і ці два різних типи форм також поділяються на кілька класів.
Існують одноразові ливарні форми з піщаною основою. Для виготовлення ливарних форм цього типу використовують спеціальний кременистий пісок, який змішується в спеціальній машині з водою, а також іншими сполучними елементами. Форми з цієї категорії використовуються для виробництва деталей будь-яких конфігурацій і розмірів. Якщо здійснюється процес лиття кольорових металів, то найчастіше використовуються одноразові оболонкові форми. Оболонкові форми гіпсові (складаються з гіпсу і бистрозатвердевающего полімеру) застосовуються для процесу облицювання моделі лиття. Після того як гіпсова оболочковая форма висихає, її розрізають на дві частини, які ще раз висушують. Після цього форма з'єднується і в неї можна заливати метал.

Лиття расплавляемих моделей

Для того щоб успішно реалізовувати процес лиття по расплавляемим моделей, що використовуються оболонкові форми на основі діоксиду кремнію. Ця речовина є порошком, який скріплюється між собою за допомогою різних сполучних елементів. Використання таких форм відбувається в тому випадку, якщо необхідно виготовити деталь з високою температурою плавлення. Ливарну форму з легкоплавкого металу наповнюються різними елементами. Це може бути парафін або замораживаемая згодом ртуть, або пластмаса. Після виробництва моделі її облицьовують яким-небудь вогнетривким матеріалом. Для ущільнення форми і вогнетривкого шару використовується вібрація. Після закінчення процесу затвердіння оболонку нагрівають, з-за чого блок розплавляється і витікає, а форма залишається і може бути використана для заливки в неї металу.

Багаторазові форми

Ливарні форми, які відносять до багаторазової групі у плані їх використання, виготовляють з таких матеріалів, як чавун, мідь, латунь або ж жаростійка сталь. Своє застосування багаторазові форми знайшли в литво кольорових металів. Їх використовують для відливу цинкових, латунних або алюмінієвих сплавів. Крім них, також активно використовуються форми з графітового матеріалу. Такі блоки витримують до декількох сотень виливків. Процес виготовлення ливарних форм з графіту здійснюється шляхом механічного впливу на матеріал. Найчастіше конструкція такої форми являє собою кілька деталей, які скріплені між собою. Єдиною відкритою частиною цієї форми є отвір, через яке заливають розплав.

Виливниці

Якщо говорити про багаторазових формах, що використовуються для лиття, то можна також виділити виливниці. Це форми відкритого типу, в які надходження розплавленого металу здійснюється самопливом. Найчастіше виготовлення ливарної форми-виливниці здійснюється з чавуну. Однак слід знати, що при литті металу у виливниці необхідно строго дотримувати певні правила і враховувати деякі особливості.

Необхідно ретельно стежити за чистотою виливниці перед кожним наступним етапом заливки металу.

Необхідно запобігати розбризкуванню металу на стінки форми в момент його заливки всередину.

Після кожного процесу відливання приступають до очищення виливниці, а на внутрішню поверхню завжди наносять формувальні протипригарних фарби. Изложница може витримувати до 100 виливків, перш ніж стане непридатною для використання.

Формувальні матеріали

Матеріали, які використовуються для виготовлення ливарних форм, отримали назву формувальних. Для формування ливарних форм разового використання необхідно стежити, щоб матеріал відповідав таким вимогам, як міцність, стійкість до динамічних впливів, що надаються на форму, а також здатність витримувати гідростатичний тиск, який чинить залитий метал. Для того щоб виготовлятися форми для багаторазового використання, необхідно пред'являти більш високі вимоги до матеріалу за його міцності. Однак важливо розуміти, що при всіх вимогах, які пред'являються до цих матеріалів, вони повинні мати прийнятну ціну. В іншому випадку виготовлені деталі в таких формах будуть мати дуже високу кінцеву собівартість. А ціна для продажу буде ще вище.