Практическая часть

Способ вакуумно-пленочной формовки был применен для получения различных художественных отливок из алюминиевых и медных сплавов. Этим способом делали декоративные решетки, ажурные поверхности, не заботясь о впадинах, углублениях, отрицательных углах и прочее. Этим способом можно воспроизвести даже ветку хвойных деревьев, используя в качестве модели саму ветку, и получить точную копию, выполненную в металле.

Технологический процесс заключается в следующем (рис.1). На металлическую модельную плиту 2 прикрепляют модели будущей отливки и литниковой системы 1.

Рис. 1. Схема технологического процесса вакуумно-пленочной формовки.

а - установка модели на подмодельную плиту со сквозными отверстиями с вакуумной камерой; б -обтягивание модели нагретой синтетической пленкой и формовка верхней опоки со стояком и питателем под вакуумом; в – снятие под вакуумом верхней опоки с подмодельной плиты; г – сборка литейной формы из нижней и верхней опоки под вакуумом.

1- модель со стояком и питателем; 2- подмодельная плита со сквозными отверстиями; 3- вакуумная камера с отверстиями; 4- верхняя опока; 5- синтетическая пленка; 6- сухой песок; 7- нижняя опока.

Модели и подмодельная плита имеют сквозные отверстия небольшого диаметра. Плиту с моделями устанавливают на вакуумную коробчатую камеру 3 (рис.1а), которая с помощью патрубка присоединяется к вакуумному насосу. Для сглаживания скачкообразного натекания воздуха в вакуумную камеру используется дополнительная емкость с предварительно откаченным воздухом - ресивер. Подмодельную плиту накрывают поливинилацетатной пленкой 5 (100 мкм), нагретой до пластического состояния радиационным или конвективным способом. При использовании первого способа применяют газовый или электрический нагрев, при втором – обдув горячим воздухом. После создания разрежения в вакуумной камере пленка плотно облегает модель и плиту. Затем на плиту устанавливают верхнюю коробчатую опоку 4 (рис.1б), внутренние стенки которой имеют отверстия, а сама опока с помощью патрубка тоже соединена с вакуумным насосом. Подмодельная плита снабжена вибрирующим устройством.

В опоку насыпают смесь сухого песка зерен 0,2 мм и уплотняют его вибрацией. Затем выравнивают верхнюю поверхность опоки, удаляя линейкой излишек песка, до получения ровного контрлада. Верхний контрлад покрывают не нагретой пленкой и создают вакуум. Песок, находящийся в коробчатой опоке, снизу и сверху оказывается плотно сжат пленкой. Затем, не выключая насоса, создающего вакуум в верхней опоке, сбрасывают вакуум в вакуумной камере, снимают верхнюю опоку с модельной оснастки (рис.1в) и приступают к формовке нижней опоки аналогичным способом. Далее собирают форму из двух полуформ (рис.1г), окрасив огнеупорной краской поверхность полуформы, оформляющую поверхность изделия. В исключительных случаях окрашивают поверхность нижней полуформы. При окрашивании поверхности краска и песок должны быть разделены пленкой.

Затем собранную форму (рис. 1г) заливают металлом (при заливке обе полуформы находятся под вакуумом). Заливку производят в литниковую чашу, установленную в верхней полуформе. С целью предотвращения сдвига верхней полуформы при попадании металла ее нагружают. После затвердевания металла выключают вакуумный насос и отливка с песком, в котором была заформована, вываливаются из опоки. В дальнейшем песок вновь используют при формовке.

Преимущества этого процесса:

1)отсутствует формовочная смесь, т.к. применяется сухой песок. 2)исключается сложное формовочное оборудование и наряду с ним смесеприготовительное отделение.

3)исключается применение связующих материалов и упрощается операция выбивки и очистки отливок.

4)улучшаются условия труда и экологические характеристики

5) можно в качестве моделей использовать художественное изделие, лишенное формовочных уклонов, галтелей, положительных углов и т.д., т.к. пленка, участвующая в формообразовании, повторяет практически любой профиль художественного изделия.

Недостатки:

1)низкая производительность процесса

2) требуется высокая технологическая дисциплина при производстве отливок.

Этот метод подходит для изготовления отливок сравнительно простой конфигурации, преимущественно плоских. Применение вакуумного оборудовании требует специалистов высокой квалификации. Наконец, операция нагрева пленки до 100°С выдвигает ряд требований к деструкции пленочных материалов, приводящей к образованию пригара и попаданию в отливку включений песка. В качестве огнеупорных покрытий используют графит, тальк, циркон, каолин и алюминиевую пудру, растворенными в метаноле, этаноле, т.е. в растворителях, не вступающих в химическое взаимодействие с пленкой. Вода в качестве растворителя не используется, поскольку она не смачивает пленку.

Емаятника=5кг*м; Кс=Е/S

Образец	Сечение (мм)	Е (кг*м)	Кс (кг/м)	НВ	Микроструктура
АК 5М(В)	9,1*10,4	0,2	21,133	80,4
АК5М(В)	10*10,5	0,2	19,048
АК5К	12,1*13,2	1,2	75,132
АК12	9,5*10,8	0,8	77,973	62,4

Вывод: В ходе данной лабораторной работы был изучен процесс вакуумно-плёночной формовки и выполнены отливки образцов сплавов АК5 и АК12 способом вакуумно-плёночной формовки и отливкой в кокиль.

Проанализировав полученные данные, можно сказать, что образцы отличаются размером зерна сплава. Образец, отлитый в кокиль, имеет наиболее мелкозернистую структуру по сравнению с образцами изготовленными вакуумно-плёночной формовкой. Это вызвано большой скоростью охлаждения сплава из-за высокой теплопроводности формы. Чем более мелкая структура тем образцы твёрже.

1) 2)

3) 4)

5)

Дата добавления: 2015-08-17