Литье по выплавляемым моделям (LFC) — это усовершенствованный процесс прецизионного литья, при котором модель пенопласта вспенивается и исчезает в песчаной форме, образуя отливку. Этот процесс предлагает такие преимущества, как гибкость конструкции, высокая точность и экологичность, что делает его широко используемым в автомобильной, машиностроительной и аэрокосмической промышленности. Чтобы обеспечить качество и стабильность литья по выплавляемым моделям, необходимо строгое соблюдение научных стандартов строительства, охватывающих такие ключевые этапы, как изготовление модели, нанесение покрытия, заполнение песком и заливка.
1. Стандарты производства моделей
Основой литья по выплавляемым моделям является модель пенопласта, качество которой напрямую влияет на точность и качество поверхности конечной отливки. Производство моделей должно соответствовать следующим стандартам:
Выбор материала: обычно используются полистирол (EPS) или сополимер (STMMA), плотность которых обычно составляет от 18 до 25 г/л, в зависимости от толщины стенок и структуры отливки.
Точность обработки: допуски на размеры модели должны контролироваться в пределах от ±0,1% до ±0,3%. Сложные конструкции требуют обработки на станке с ЧПУ или 3D-печати для обеспечения точности.
Склеивание и сборка. При соединении нескольких деталей формы используйте специальный клей горячего-расплава или холодного-клея. Зазор между склеиваемыми поверхностями не должен превышать 0,1 мм во избежание проникновения расплавленного металла при заливке.
Сушка: Форма должна быть тщательно высушена, с содержанием влаги не более 0,5%, чтобы предотвратить пористость и деформацию при заливке.
II. Стандарты покрытия
Нанесение покрытия является ключевым процессом при литье по выплавляемым моделям. Его функция – изолировать расплавленный металл от песчаной формы, обеспечивая при этом воздухопроницаемость. Нанесение покрытия должно отвечать следующим требованиям:
Коэффициент покрытия: Обычно используются огнеупорные заполнители, такие как кварцевый порошок и корундовый порошок. В качестве связующего используют золь кремнезема или жидкое стекло. В качестве суспендирующего агента используется бентонит или КМЦ. Плотность покрытия должна составлять от 1,8 до 2,2 г/см³, а вязкость должна быть умеренной, чтобы обеспечить равномерное нанесение.
Способ нанесения покрытия: используется покрытие погружением или распылением. Толщина покрытия обычно составляет от 0,5 до 2 мм, с дополнительной толщиной покрытия на ключевых участках.
Требования к сушке: покрытие должно быть полностью сухим, обычно при температуре 40-60 градусов в течение 4-8 часов, чтобы не было трещин и отслаивания.
III. Стандарты формования и заполнения песком
Песчаная форма является важным компонентом, который поддерживает модель и выдерживает воздействие расплавленного металла. Его компактность и воздухопроницаемость напрямую влияют на качество отливки.
Выбор сухого песка: Кварцевый песок или цирконовый песок с равномерным распределением частиц по размерам (например, 40/70 меш или 50/100 меш) обычно используется для обеспечения хорошей воздухопроницаемости и текучести.
Метод заполнения песком: Заполнение песком следует производить с помощью душа или метода механической вибрации, чтобы обеспечить равномерную засыпку песком без пустот и рыхлых участков.
Контроль компактности: Плотность формы обычно составляет 80-90% (измеряется с помощью стандартного измерителя уплотнения песка). Частоту и продолжительность вибрации следует оптимизировать в зависимости от структуры отливки, чтобы избежать деформации формы.
Система отрицательного давления: во время заливки следует поддерживать стабильное отрицательное давление (обычно 0,03-0,06 МПа), чтобы повысить прочность песчаной формы и облегчить выпуск газа.
IV. Стандарты процесса заливки
Заливка является наиболее важным этапом литья по выплавляемым моделям, напрямую влияющим на плотность и контроль дефектов отливки.
Температура заливки: регулируется в зависимости от типа сплава. Например, серый чугун обычно имеет температуру 1380–1420 градусов, ковкий чугун — 1400–1450 градусов, а сталь — 1550–1620 градусов.
Скорость разливки: Поддерживайте стабильную скорость разливки, чтобы избежать чрезмерно высоких скоростей разливки, которые могут привести к вымыванию песка, или слишком низких скоростей разливки, которые могут привести к холодному закрытию или недостаточному разливу.
Контроль отрицательного давления: поддерживайте стабильное отрицательное давление во время заливки и постепенно снижайте его после заливки, чтобы предотвратить деформацию или разрушение отливки.
Конструкция литниковой системы: используйте нижнюю или боковую заливку, чтобы обеспечить плавное заполнение расплавленным металлом и свести к минимуму турбулентность и включения окисления.
V. Стандарты пост-обработки и проверки
Очистка: После остывания отливки удалите стояк, остатки покрытия и частицы песка. Можно использовать дробеструйную или пескоструйную обработку.
Обнаружение дефектов. Внутреннее качество проверяется с помощью рентгеновского-контроля, ультразвукового контроля или металлографического анализа, чтобы убедиться в отсутствии таких дефектов, как поры и усадка.
Проверка размеров: критические размеры проверяются с помощью координатно-измерительной машины или штангенциркуля, чтобы обеспечить соответствие проектным требованиям.
Заключение
Строительные стандарты литья по выплавляемым моделям (LFC) охватывают несколько этапов, включая изготовление модели, нанесение покрытия, засыпку песком, заливку и последующую-обработку. Каждый этап требует строгого контроля для обеспечения высокой точности и качества отливки. Благодаря постоянному технологическому прогрессу стандарты строительства LFC станут еще более совершенными, что приведет литейную промышленность к эффективности, экологичности и разумному развитию.
