Краткое описание технологического процесса точного литья в вакууме

Технологический цикл изготовления деталей методом точного литья в вакууме состоит из следующих операций:

Изготовление пресс-формы.

2. Прессование восковых моделей.

3. Сборка моделей в блок.

4. Нанесение огнеупорного покрытия.

5. Формовка.

6. Удаление восковой композиции и сушка форм.

7. Прокалка форм.

8. Плавка в вакууме.

9. Заливка в вакууме.

10. Выбивка форм.

Последующие после выбивки операции определяются для каждой отливаемой детали или группы деталей в зависимости от требовании, предъявляемых к детали, категории контроля и т. д.

Большинство деталей ответственного назначения, отливаемых из жаропрочных сплавов, подвергается, как правило, термической обработке, рентгеноконтролю, люминесцентному контролю или контролю цветной дефектоскопией, обмеру геометрических размеров детали. На некоторых заводах для контроля деталей применяется метод, заключающийся в том, что для обнаружения окисных плен, газовых раковин и других дефектов, детали подвергаются травлению поверхностного слоя с последующим его контролем с помощью лупы.

Большинство перечисленных операций почти ничем не отличается от операций, выполняемых при точном литье в атмосфере воздуха. Эти операции хорошо известны, достаточно подробно освещены в литературе и поэтому здесь разбираться не будут.

В зависимости от номенклатуры деталей и предъявляемых к ним требований отливку деталей из плепообразующихся сплавов в настоящее время осуществляют двумя способами:

а) плавка металла и заливка форм в вакууме;

б) плавка металла в вакууме, заливка в среде нейтрального газа.

При первом способе весь процесс от расплавления металла до заливки форм осуществляется в вакууме.

Для отливки деталей в вакууме необходимо прежде всего установить величину минимального остаточного давления в вакуум-камере плавильной печи, которая отвечала бы следующим требованиям:

1) предотвращению образования окислов на поверхности данного сплава;

2) предотвращению при температуре плавки и заливки заметного испарения металлов, приводящего к изменению химического состава сплава;

3) необходимый вакуум должен быть без особых затруднений получен в заводских условиях с использованием стандартного оборудования н минимальных затрат.

Руководствуясь этими соображениями, выплавку сплава и отливку деталей производят как правило, или при разрежении 1-Ю^-1—5-Ю^-1 ль« рт. ст., т. е. в вакууме, создаваемом только форвакуумными насосами, или при разрежении 1-Ю^-3—5-10^-3 л-ыг рт. ст., создаваемом бустерными насосами. Величина вакуума, которую необходимо применить, определяется во многом характером применяемого сплава или стали ’.Если, например, детали отливаются из стали, содержащей марганец, то совершенно очевидно, что в процессе плавки, даже при неглубоком вакууме, он улетучится, li мы не получим требуемого химического состава. Такие стали лучше плавить и заливать в среде нейтрального газа. Процесс плавки и заливки в среде нейтрального газа состоит в том, что после создания в камере предварительного вакуума в нее к началу расплавления металла напускают инертный газ (аргон или гелий), и дальнейшее расплавление, доводку и слив металла в форму пли кокиль осуществляют уже в нейтральной среде. Применяемый нейтральный газ должен содержать минимальное количество кислорода и влаги. Обычно технический аргон или гелий перед напуском в камеру подвергают очистке и сушке, пропуская через систему, заполненную силикагелем или алюмогелем. Давление нейтрального газа, которое необходимо создать в плавильной камере, зависит от требований, предъявляемых к отливке. Плотность отливки будет тем больше, чем выше давление нейтрального газа в вакуум-камере. При давлении 760 м.и рт. ст. создаются условия для кристаллизации, близкие к кристаллизации в атмосфере воздуха. Кроме того, есть еще одно обстоятельство, которое заставляет стремиться при заливке в среде нейтрального газа к давлению, близкому или равному 760 .н.п рт. ст. Дело в том, что после того, как камера наполнена аргоном или гелием до давления, например, 100 мм. рт. ст., из футеровки тигля и из каждого металла продолжают выделяться газы, поэтому доводка металла и слив осуществляются в атмосфере, состоящей из смеси выделившихся газов и аргона или гелия. Выделяющиеся газы будут способствовать окисляемости сплава. Исходя из этих соображений, а также из соображений создания лучших условий кристаллизации отливки, давление нейтрального газа должно составлять 760 мм рт. ст.