литье лгм что это такое
Литье по газифицируемым моделям в Перми
КЗСС производит большой ассортимент изделий, выполненных методом литья по газифицируемым моделям.
Отливки ЛГМ производства КЗСС
Данная технологии позволяет нам производить продукцию повышенной точности и надежности для предприятий металлургической, нефтехимической промышленности и энергетики:
Кроме серийной продукции, мы выполняем индивидуальные заказы по чертежам.
Выполняем полный цикл работ по техническому заданию – от проектирования до изготовления продукции.
Литьё по газифицируемым моделям ( ЛГМ — Lost Foam) — суть применяемой технологии основана на том, что жидкий металл при заливке формы, вытесняя (газифицируя) пенополистирольную модель, принимает ее форму.
Основные преимущества технологии ЛГМ перед другими технологиями литья:
Поэтапный процесс изготовления газифицируемых моделей:
Для изготовления моделей используется вспенивающийся полистирол мелких фракций 0,3 мм — 0,9 мм. (в зависимости от габаритов детали). Характерной особенностью используемого полистирола является низкая температура плавления, что позволяет ему при испарении практически не оставлять шлака.
Технологический процесс литья по газифицируемым моделям:
Подготовленная Модель помещается в опоку, заполненную формовочной смесью. Выбор формовочной смеси зависит от реализуемой методики. Смесь может быть жидкой самотвердеющей или холоднотвердеющей, песчаной без связующего, песчано-глинистой. Также в качестве формовочной смеси используются ферримагнитные сыпучие материалы.
Формовочная смесь заполняет все полости будущего изделия и служит каркасом для самой модели, заменяя стержни и фиксаторы. Для гарантированного качества формы засыпку производят с горизонтально-вертикальной вибрацией. В подготовленную форму, где создают разрежение (порядка 0,04 МПа), заливают металл. При заливке металл выжигает, газифицирует модель и заполняет освобождающийся объем, замещая модель в формовочной смеси. При этом металл точно повторяет форму полистирольной модели. Предварительно нанесенное антипригарное покрытие способствует тому что, металл не соприкасается с песком. И в итоге получается гораздо более чистая поверхность отливки, чем при других технологиях литья. Далее наступает этап кристаллизации стали и охлаждения. После чего готовое изделие извлекается из формы и очищается от остатков антипригарной краски.
О производстве литья
Популярные статьи
Обучающий PDF-мануал «5 способов эффективно вложить 1000+ руб»
Модные часы для успешных
Свежие записи
| Пн | Вт | Ср | Чт | Пт | Сб | Вс |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 |
| 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 |
| 27 | 28 | 29 | 30 | 31 |
Блок подписки
Согласие на получение новостей с сайта
Литье по газифицируемым моделям- ЛГМ. Является одним из новейших способов производства отливок.Появившихся в результате научно-технической революции во половине ХХ века, наряду с такими технологическими процессами, как вакуумная формовка, непрерывное литье, литье под низким давлением и т.д. Однако наибольший интерес у литейщиков вызвало сообщение о способе литья по моделям, которые не удаляются из формы, а остаются в ней и газифицируются под действием тепловой энергии металла, заливаемого в форму.Такая технология, названная литьем по газифицируемым моделям, решала важнейшую задачу литейного производства повышение точности отливок до уровня литья по выплавляемым моделям при издержках производства литья в песчано-глинистые формы.
Регенерация отработанных формовочных материалов
После многократного использования формовочных материалов при ЛГМ в них происходит накопление продуктов термодеструкции модели. Остатков противопригарного покрытия, керамических частиц от дитниковой системы, металлических включений и мелкой пылевидной …..
Заливка форм при ЛГМ
При заливке форм металлом при ЛГМ необходимо соблюдать следующие требования: — температура металла должна назначаться с учетом потерь тепла на термодеструкцию модели, отклонение от заданной температуры допускается …..
Расчет и конструирование литниковой системы для ЛГМ
При ЛГМ к литниковым системам наряду с общепринятыми требованиями. При изготовлении отливок традиционными способами литья предъявляются дополнительные требования. Которые обусловлены особенностями данной технологии. Правила ЛГМ Одним из …..
Определение положения отливки в форме
При определении положения отливки в форме необходимо руководствоваться следующими правилами: — модель в форме следует располагать таким образом. Чтобы отношение поперечного сечения ее относительно движения металла …..
Изготовление отливок по техпроцессу ЛГМ
. Существует несколько процессов изготовления отливок по газифицируемым моделям. Которые отличаются в основном способом изготовления литейной формы. Применение того или иного технологического процесса определяется главным образом серийностью …..
Формирование отливки при ЛГМ
Формирование поверхности отливки. Ее геометрической точности и физико-механических свойств при ЛГМ происходит в результате сложных процессов тепломассопереноса в системе модель-металл-форма. Наличие газифицируемой модели в форме, которая дестругируется …..
ИЗГОТОВЛЕНИЕ МОДЕЛЕЙ ИЗ ПЕНОПОЛИСТИРОЛА В ЕДИНИЧНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ ОТЛИВОК
В единичном производстве отливок модели изготавливаются из пенополистироловых плит механической обработкой на деревообрабатывающих станках или на специальных установках горячим инструментом. В качестве которого используется нагретая проволока. Заготовка …..
ИЗГОТОВЛЕНИЕ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ ЛГМ В СЕРИЙНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
В серийном производстве модели изготавливают из вспененного полистирола в две стадии. На первой стадии гранулы исходного полистирола вспениваются до заданной насыпной массы и выдерживаются в течение определенного …..
Модельные материалы для ЛГМ
На первоначальной стадии освоения ЛГМ использовались плиты из пенополистирола повышенной плотности. Из которых путем механической обработки получали модели. Фото взято из открытого источника яндекс.картинки Так, например, модель …..
Развитие метода литья по газифицируемым моделям
Начало использования ЛГМ Литье по газифицируемым моделям (ЛГМ) является одним из новейших способов производства отливок, появившихся в результате научно-технической революции во второй половине ХХ в. Наряду с …..
Модели для литья — точное литье повыплавляемым, газфицируемым
Особенность литья по разовым моделям заключается в однократном использовании модели, которая остается в форме и удаляется из нее путем выплавления, газофицирования, растворения, испарения или размораживания. Наиболее эффективными для применения в литейном производстве оказались выплавляемые и газофицируемые модели.
Модельные материалы
Материалом для изготовления газифицируемых моделей служит вспенивающийся полистирол, который представляет собой синтетический полимерный продукт суспензионной полимеризации стирола в присутствии эмульгатора, стабилизатора и порообразователя. В качестве порообразователя чаще всего используют изопентан. Применяемые для изготовления моделей гранулы вспенивающегося полистирола представляют собой полупрозрачные или белые непрозрачные шарики диаметром до 3,2 мм с внешней твердой полистирольной оболочкой, внутри которой находится жидкая фаза – изопентан. Чем тоньше стенки модели, тем мельче должны быть гранулы вспенивающегося полистирола. При нагреве до 27,9оС изопентан закипает и превращается в газ с увеличением объема, а при 80 – 90оС полистирольная оболочка размягчается и под действием давления газа деформируется. При этом объем гранул увеличивается в 10 – 40 раз. Этот процесс называется «вспениванием гранул полистирола». При вспенивании гранул в замкнутом объеме они спекаются в монолитную массу, точно воспроизводящую конфигурацию ограничивающей ее рост конструкции.
Для изготовления отливок по газифицируемым моделям пенополистирол должен обладать следующими свойствами:
Разновидности видов выплавляемых моделей
В основе модельного литья лежит удаление специального состава одним из следующих способов:
Выплавляемые смеси для точного модельного литья представляют легкоплавкие материалы (парафин, воск и аналоги). Удаление состава идет с помощью нагрева горячим воздухом, паром, горячей водой, температура которых выше температуры плавления самого модельного состава.
Выжигаемые смеси выполняют из обычного или вспененного полистирола. В этом случае удаление первоначальной формы происходит на стадии прокаливания оболочки, так температура в этом случае значительно выше плавления полимеров.
Растворяемые составы для модельного литья имеют основу в виде синтезированной мочевины (карбамида), нитрата калия или натрия, ряда других материалов, которые хорошо растворяются в воде. Для удаления вещества используют обычную теплую воду.
Изготовление моделей
Модельный состав, состоящий из двух или более легкоплавких компонентов: парафина, стеарина, жирных кислот, церезина и др., в пастообразном состоянии запрессовывают в прессформы (рисунок 2.5, а). В качестве материала прессформ в зависимости от вида производства используют гипс, пластмассы, легкоплавкие металлы, сплавы, сталь или чугун. После затвердевания модельного состава прессформа раскрывается и модель (рисунок 2.5, б) выталкивается в ванну с холодной водой.
Рисунок 2.5 – Последовательность операций процесса литья по выплавляемым моделям:
1 – прессформа; 2 – модельный состав; 3 – модель; 4 – модельный блок;
5 – емкость с керамической суспензией; 6 – специальная установка для обсыпки; 7 – кварцевый песок; 8 – бак с водой; 9 – устройство для нагрева воды; 10 – электрическая печь; 11 – оболочки; 12 – жаростойкая опока;
13 – ковш с расплавленным металлом
Технология
Этот метод используется для производства изделий из разных сплавов. Обеспечивается показатель качества до ±0,005 мм на каждые 25 мм поверхности. Указанная точность позволяет изготавливать изделия, которые не требуют дополнительной обработки. Залог успешности технологического процесса в том, что модель производится из быстро плавящегося вещества. Используется парафин, воск, канифоль либо их смесь.
Технологический процесс состоит из действий:
В итоге, оно подлежит для проведения термической обработки и снятия контрольных мерок. Таким образом изготавливаются отливки необходимого размера и конфигурации.
Требования к используемым модельным составам
Вне зависимости от типа и вида материала для получения модели к ним предъявляют следующие требования:
Изготовление моделей из пенополистирольных плит
Преимущества
| № п.п. | Показатель | ПФ | ХТС | ВПФ | ЛВМ | ЛГМ |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Точность (макс), класс по ГОСТ 26645-85 | 6…7 | 5…6 | 6…7 | 4…5 | 3…4 |
| 2 | Шероховатость (min, Ra) по ГОСТ 26645-85 | 10…16 | 6,3…10,0 | 3,2…6,3 | 3,2…5,0 | 3,2…6,3 |
| 3 | Расход формовочных материалов/энергоносителей | 1/1 | 2…4 | 0,2…0,5 | 5…10 | 0,2…0,5 |
| 4 | Трудоемкость | — | 0,7…0,9 | 1,1…1,2 | 2,3…2,5 | 0,2…0,8 |
| 5 | Стоимость модельной оснастки | — | 2…5 | 2…5 | ||
| 6 | Затраты на организацию производства | — | 1,1…1,2 | 1,1…1,2 | 1,5…3,0 | 1,8…2,0 |
Затраты на организацию производства ЛГМ, включают в себя проектирование и изготовление пресс-форм. Технология ЛГМ позволяет получать отливки весом от 10 грамм до 2000 килограмм с чистотой поверхности Rz40, размерной и весовой точностью до 7 класса (ГОСТ Р 53464-2009).
Технология ЛГМ продолжает активно развивается во всем мире, но многие российские компании продолжают использовать устаревшие методы литья — более дорогие, требующие больше усилий и времени. Внедрению современного способа литья по ЛГМ мешает недостаток информации и укоренившиеся стереотипы.
Покрытие моделей огнеупорной оболочкой
Модельный блок погружают в керамическую суспензию, налитую в емкость (рисунок 2.5, г), с последующей обсыпкой кварцевым песком в специальной установке (рисунок 2.5, д). Используемая керамическая суспензия состоит из огнеупорных материалов (пылевидный кварц, тонкоизмельченный шамот, электрокорунд и другие материалы) и связующего (гидролизованный раствор этилсиликата).
Затем модельные блоки сушат 22,5 ч на воздухе или 20 – 40 мин в среде аммиака. На модельный блок наносят 46 слоев огнеупорного покрытия с последующей сушкой каждого слоя.
Выплавление модельного состава из форм производят в горячей воде (80 – 90°С) (рисунок 2.5, е). При выдержке в горячей воде в течение нескольких минут модельный состав расплавляется, всплывает на поверхность ванны, откуда периодически удаляется для нового использования.
Классификация применяемых составов для точного литья
Материал можно сгруппировать по нескольким параметрам: основа, тип используемого наполнителя, температурный диапазон запрессовки в пресс-форму, размер линейной усадки.
По первому параметру смеси делят на следующие группы:
В зависимости от типа используемого наполнителя в пастообразном видемодельные составы делят на несколько групп:
В зависимости от каждого из следующих типов определяется маркировка модельных составов. На практике применяют чаще всего парафиново-стеариновые модельные смеси, имеющие доступную стоимость и хорошие характеристики. Они могут многократно использоваться при условии регенерации после 5-6 циклов. Последняя выполняется серной кислотой, которую добавляют в нагретую до 70-90 градусов смесь с последующим перемешиванием и выдержкой при этой температуре в течение часа. За это время происходит выпадение осадка, который удаляется, а в оставшуюся часть добавляется жидкое стекло. Последнее удаляет остатки серной кислоты, которая выпадает в удаляемый осадок в течение 2-3 часов. Завершающей стадией регенерации модельного состава остается добавление 3-5% свежего стеарина, который частично теряется во время обработки серной кислотой.
Формовка
Во всей технологической цепочке литья по газифицируемым моделям формовка является одним из важнейших факторов для получения точных отливок высокого качества. Формовка — это заполнение опоки с полистирольными моделями песком. С этим связаны две сложности. Первая — заполнить песком все свободное пространство в опоке, все полости и каналы моделей. Если этого не сделать, то металл при заливке прорвется через стенку пригарного покрытия и уйдет в песок. Вторая сложность — формовка деталей с тонкими стенками. Слишком сильное или неравномерное воздействие песком может повредить деталь.
Упрощённый алгоритм формовки выглядит так:
Подготовка литейных форм к заливке
После извлечения из ванны оболочки промывают водой и сушат в шкафах (1,52 ч при 200°С). Затем оболочки ставят вертикально в жаростойкой опоке, вокруг засыпают сухой кварцевый песок и уплотняют его, после чего форму направляют в электрическую печь (рисунок 2.5, ж), в которой ее прокаливают (не менее 2 ч при 900 – 950°С).
В печи частички связующего спекаются с частичками огнеупорного материала, влага испаряется и остатки модельного состава выгорают.
Заливка расплавленного металла из ковша производится сразу же после прокалки в горячую литейную форму (рисунок 2.5, з).
Плюсы и минусы процесса
Литьё по выплавляемым моделям имеет свои преимущества:
Присутствуют и недостатки:
Как видим, литьё по выплавляемым моделям обладает достаточным количеством преимуществ, по этой причине оно широко применяется в различных отраслях машиностроения.
Цеха для литья по выплавляемым моделям находятся во многих самодостаточных заводах. Это позволяет делать качественные детали с большой точностью в короткие сроки, экономя денежные средства.
Основные этапы литья по выплавляемым моделям
Принципиально процесс не отличается от классического литья в песчаные смеси, подразумевая заливку в готовую форму расплавленного цветного сплава или стали. Непосредственно литье включает следующие этапы:
На первом этапе происходит подготовка пресс-формы, ее заполнение модельным составом и ожидание затвердевания с последующим извлечением. Получение формы включает обсыпку и сушку твердой модели. В дальнейшем происходит удаление модельной массы горячим воздухом, водой или иным методом с дожигом оставшейся массы во время прокаливания. На финальном этапе происходит непосредственно литье с последующим отпуском, удалением форм и литниковой системой, первичной обработкой заготовок дробеструйным методом или сжатым воздухом.
Для получения качественного литья по модельным составам не допускается. На практике это означает, что разбивать форму можно через 5-6 часов. В условиях производства используют вибрационный стол, а затем удаляется литниковая система и при наличии облой. Последнее может использоваться повторно для изготовления деталей без каких-либо ограничений.
Литье по газифицируемым моделям
Технология литья по газифицируемым моделям пользуется хорошим спросом на рынке металлургии. С её помощью отливают более 30% литейной продукции. Мы попробуем объяснить, почему ЛГМ – литье по газифицируемым моделям актуально в наши дни.
Технология ЛГМ
Литье по газифицируемым моделям преимущества и недостатки
Литье по газифицируемым выжигаемым моделям считается наиболее перспективной технологией. Метод применяемый на нашем литейном заводе даёт не только хорошую производительность, а обладает множеством достоинств.
Экологичность
Методика не включает в себя использование ядовитых или опасных для живых организмов веществ. Более того, технология не создает опасных отходов. Основным веществом, подвергающимся химическим и термическим обработкам, является пенополистирол. Как говорилось выше, пенополистирол превращается в углекислый газ. Также и использование кварцевого песка считается экологичным, ведь он обновляется и используется еще много раз.
Универсальность
Изготовление литья на заказ по газифицируемым моделям актуально на производстве продукции чёрных и цветных металлов.
Рассмотрим в каких сферах данный метод наиболее востребован:
Технологичность
Высокая степень технологичности данного метода производства, позволяющего создавать качественные изделия со сложными формами. Это одна из основных причин, по которой данную технологию повсеместно внедряют во множество производств. В нашем каталоге литья Вы можете ознакомиться с перечнем уже изготовленных изделий на нашем заводе.
Экономический расчет
Технология существенно снижает трудовые, а значит и финансовые издержки. За один технологический процесс можно отлить различные изделия. Отсутствие множества технологических элементов снижает металлоемкость. В свою очередь, уходит необходимость рутинной механической доработки.
Малогабаритность оборудование
Оборудование для ЛГМ отличаются относительно небольшими размерами, что помогает экономить производственное пространство.
Литье по газифицируемым моделям недостатки
Таким образом, технология ЛГМ является достаточно перспективной и пользуется популярность у производителей из разных сфер. Получаемые выгоды значительно больше, чем количество недостатков. Поэтому на данный момент оборудование для ЛГМ реализуется с большой скоростью и соотношение сфер, использующих данную методику, тоже очень динамично.
656049, Россия, Алтайский край,
г. Барнаул, пр-т Калинина, д. 15
Мы в социальных сетях
© 2014-2021 ООО «АЗТЛ»
Все права защищены.
Литье по газифицируемым моделям
Литьё по газифицируемым моделям (ЛГМ) было впервые запатентовано в 1958 г. в США как метод изготовления художественных отливок. Одной из первых таких отливок была бронзовая скульптура Пегаса, изготовленная в Массачусетском институте (США), массой 150 кг. Этим же способом была сделана отливка мачты для колокола (масса 3,5 т), украшенная орнаментом. Позже этим способом отливали также художественные изделия из алюминиевого сплава.
Литье по газифицируемым моделям
Технология литья по газифицированным моделям является одной из самых перспективных и развивающихся в настоящее время технологий литья. Эта технология похожа на литье по выплавляемым моделям, но модель удаляется (газифицируется) не до заливки, а в процессе заливки формы металлом, который, вытесняя (замещая) «испаряющуюся модель» из формы, занимает освободившееся пространство полости формы. Применяемые при этом способе модели изготовляются из пенополистирола различных марок, выпускаемого в виде гранул, блоков или плит. Такие пенополистироловые модели и элементы литниковой системы остаются в готовой литейной форме. При соприкосновении с расплавленным металлом литниковая система, а затем и модель выжигаются (газифицируются) и в виде газов покидают форму, а их место занимает металл.
Технология литья по газифицируемым моделям в серийном и массовом производстве заключается в следующем. Гранулированный полистирол загружается в поддон и в закрытых емкостях нагревается паром до температуры 80 °С, что приводит к набуханию его гранул и увеличению их размера до 1…15 мм. После сортировки набухшие гранулы задуваются воздухом в разъемные, обычно алюминиевые, пресс-формы, устанавливаемые в автоклав с температурой более 100 °С и давлением 0,2 МПа. В этой среде полистирол вспенивается и спекается, приобретая внутренние очертания пресс-формы и, по сути, образуя модель детали с элементами питателя и стояка литниковой системы. После извлечения из пресс-форм модели с элементами литниковой системы сушат, склеивают в блоки и покрывают один или два раза огнеупорной обмазкой, состоящей из этилсиликата и молотого кварцевого песка. Опоки для формования выплавляемых моделей делаются с двумя стенками с зазором между ними. Внутренняя стенка снабжена отверстиями для выхода образующихся при заливке газов. Перед формовкой на модели дополнительно наносится противопригарная краска, толщина покрытия
Модели для крупных отливок могут изготовляться из плит и блоков полистирола путем склеивания и сваривания их элементов. В качестве формовочного состава могут также использоваться ферромагнитный порошок и чугунная дробь. В этом случае состав уплотняется электромагнитным полем, которое не снимается во время заливки и кристаллизации металла отливки. Литниковая система для крупных форм частично выполняется из полистирола (литники, шлакоуловители), частично из керамических трубок. Подвод металла во всех случаях осуществляется сифонным способом для того, чтобы металл в полости формы поднимался снизу вверх, обеспечивая спокойное поступление расплава и постепенную газификацию модели. Поперечное сечение для элементов литниковой системы рассчитывается исходя из необходимости обеспечения подъема металла в форме: для чугунного литья — со скоростью 3…5 см/с, для стального — 5…7 см/с.
Достоинствами этого способа являются:
Разовые пенополистирольные модели изготавливают либо засыпкой в специальные металлические пресс-формы (массовое и крупносерийное производство) суспензионного полистирола в виде подвспененных гранул, либо механической обработкой нормализованных пенополистирольных плит (мелкосерийное, единичное производство). Сложные модели делают по частям. Отдельные части и литниковую систему соединяют в единый блок склеиванием или сваркой. Собранную модель окрашивают слоем огнеупорной краски и сушат на воздухе. В итоге получается огнеупорная газопроницаемая оболочка, прочно связанная с пенополистирольной моделью.
Суть метода заключается в том, что форма для литья уплотняется вокруг газифицируемого макета из легкоплавкого пластика. Чаще всего для ее изготовления используются плотные сорта пенопласта. Газифицируемая модель, вокруг которой утрамбована в опоку форма, не извлекается из нее, а при заливке горячего расплава плавится, переходит в газообразное состояние и испаряется через массу формовочной смеси. Металл занимает освободившееся место, повторяя в мельчайших деталях ее форму и структуру поверхности.
Собранную модель окрашивают слоем огнеупорной краски и сушат на воздухе. В итоге получается огнеупорная газопроницаемая оболочка, прочно связанная с пенополистирольной моделью. Готовую модель устанавливают в специальную опоку-контейнер, засыпают зернистым огнеупорным наполнителем без связующего, уплотняют его вибрацией, закрывают металлической крышкой с отверстиями, нагружают и устанавливают литниковую чашу.
При изготовлении сложных отливок контейнер после подачи опорного материала закрывают сверху полиэтиленовой пленкой, как при вакуумной формовке. Чтобы уменьшить вероятность разрушения формы в ней создают разрежение до 0,04 – 0,05 МПа. При изготовлении крупных массивных отливок используют обычные холоднотвердеющие жидкоподвижные или сыпучие формовочные смеси. Приготовленную форму заливают жидким металлом. Температура газификации пенополистирола близка к 560°С, поэтому под действием теплоты заливаемого расплава модель газифицируется. При этом полость формы постепенно освобождается и заполняется металлом.
После затвердевания и охлаждения отливки опоку-контейнер переворачивают, наполнитель отделяется от отливки и высыпается, после чего отливка направляется на финишные операции. В случае использования обычных формовочных смесей форму выбивают на выбивных решетках.
Главная особенность способа (применение неразъемной формы) определяет основное его преимущество для качества готовых отливок – повышение точности отливок благодаря сокращению числа частей формы, стержней, а, следовательно, и возможных искажений конфигурации и размеров отливок, связанных с изготовлением и сборкой этих элементов формы. Точность отливок при литье по газифицируемым моделям в песчаные формы без связующего и с ним согласно ГОСТ 26645—85 (изм. № 1, 1989) соответствует точности отливок, полученных в кокиле или в облицованном кокиль со стержнями.
Чем подкупает данный метод:
Метод пригоден для отливки стали, чугуна, бронз и латуней. Литье в ЛГМ-приобретает все большую популярность на российских металлургических предприятиях и в мастерских художественного литья.
Основными преимуществами отливок, изготовленных по этой технологии, являются следующие:
Материалом для изготовления газифицируемых моделей служит вспенивающийся полистирол, который представляет собой синтетический полимерный продукт суспензионной полимеризации стирола в присутствии эмульгатора, стабилизатора и порообразователя. В качестве порообразователя чаще всего используют изопентан. Применяемые для изготовления моделей гранулы вспенивающегося полистирола представляют собой полупрозрачные или белые непрозрачные шарики диаметром до 3,2 мм с внешней твердой полистирольной оболочкой, внутри которой находится жидкая фаза – изопентан. Чем тоньше стенки модели, тем мельче должны быть гранулы вспенивающегося полистирола. При нагреве до 27,9оС изопентан закипает и превращается в газ с увеличением объема, а при 80 – 90оС полистирольная оболочка размягчается и под действием давления газа деформируется. При этом объем гранул увеличивается в 10 – 40 раз. Этот процесс называется «вспениванием гранул полистирола». При вспенивании гранул в замкнутом объеме они спекаются в монолитную массу, точно воспроизводящую конфигурацию ограничивающей ее рост конструкции.
Области применения литья по газифицированным моделям — это отливки различной серийности, от единичного производства до промышленных серий.
В единичном и мелкосерийном производстве при изготовлении пенополистироловой модели из гранул они засыпаются сразу в пресс- форму, в которой нагреваются в автоклаве в течение 10… 12 мин. Гранулы пенополистирола при этом разбухают и вспениваются, заполняют всю полость и образуют сплошную модель, соответствующую внутренней полости пресс-формы. После охлаждения в проточной воде модель извлекают и передают на формовку. К таким моделям можно приклеивать литниковую систему (также из пенополистирола), используя клей БФ-4, а также столярный или декстриновый. Прибегнув к склеиванию, можно добиться сложной конфигурации и больших размеров моделей. Оно также дает возможность не формовать модели в пресс-формах, склеивать их из деталей, вырезанных из листов и блоков пенополистирола при помощи нихромовой проволоки, нагретой до температуры 300 °С, по шаблонам или другим устройствам.
Характерной чертой способа литья по газифицируемым моделям является возможность получения отливок по моделям без формовочных уклонов, с уменьшенными припусками на механическую обработку и без стержневых знаков, так как отверстия и выступающие части образуются самой моделью. При этом значительно упрощается процесс формовки: модель с литниковой системой устанавливается в опоку на предварительно насыпанный слой формовочной смеси и засыпается ею до уровня литниковой чаши. Уплотнение смеси может производиться вручную или на вибрационном столе. Перспективным считается способ формовки пенополистироловых моделей с применением жидких самотвердеющих смесей.
Все рассмотренные выше способы литья свидетельствуют о том, что газифицируемые модели не только уменьшают трудоемкость изготовления модельной оснастки, но и дают возможность выполнять неразъемные формы.
Для изготовления отливок по газифицируемым моделям пенополистирол должен обладать следующими свойствами:
Главная особенность способа (применение неразъемной формы) определяет основное его преимущество для качества готовых отливок – повышение точности отливок благодаря сокращению числа частей формы, стержней, а, следовательно, и возможных искажений конфигурации и размеров отливок, связанных с изготовлением и сборкой этих элементов формы. Точность отливок при литье по газифицируемым моделям в песчаные формы без связующего и с ним согласно ГОСТ 26645—85 (изм. № 1, 1989) соответствует точности отливок, полученных в кокиле или в облицованном кокиль со стержнями.
В настоящее время литье по газифицируемым моделям чаще всего используется со следующими целями:
К преимуществам технологии можно отнести:
Технология ЛГМ становится все более востребованной благодаря своей эффективности и очевидным экономическим преимуществам. Возможно производство заготовок из различных сортов металла, в том числе драгоценного. Одновременно можно выпускать большое количество деталей с неизменно высоким качеством и отсутствием требований по механической обработке.