Оборудование для литья в вакууме

Производство точного литья в вакууме началось с осуществления небольших плавок в вакуумных печах емкостью около 22,5 кг. Такие небольшие по весу плавки для заливки отдельных форм экономически невыгодны, особенно при большом масштабе производства. Использование более мощных печей с садкой 135—180 кг значительно усложняет процесс контроля плавки. Большая затрата времени, необходимого для расплавления и рафинирования крупных плавок, обычно компенсируется экономией времени при заливке большого количества форм. Для осуществления необходимого контроля плавки и получения высоких свойств металла без применения чрезмерно дорогих испытаний было решено, что для производства больших партий литых деталей наиболее экономичным будет процесс, который использует предварительно выполненные крупные вакуумные плавки образцовых сплавов. Небольшие количества металла можно переплавлять и отливать в отдельные формы. До использования этих образцовых плавок можно проводить необходимые испытания и анализ их свойств. Вакуумная плавка для получения такого литья должна иметь относительно короткий рабочий цикл—примерно 25—40 мин. от ее начала до разливки. Полагают, что использование большого количества малых печей, несмотря на более низкую их производительность по сравнению с крупными печами, имеющими садку 90—135 кг, может обеспечить более воспроизводимый цикл. Применение малых вакуумных печей для производства точного литья имеет следующие дополнительные преимущества:

1) меньшее колебание химического состава металла при переплаве;

2) меньшая затрата времени на изготовление индивидуальной 4ррмы;

3) достижение более низких давлений без использования чрезмерно больших откачных систем;

4) легкость обеспечения герметичности системы;

5) больше возможностей в отношении использования специальных технологических процессов.

Кроме того, в печах малой емкости конструирование индуктора и вакуумной системы не является сложной технической проблемой.

Малые печи обычно представляют собой уменьшенные модели печей большой емкости, и откачная система к ним позволяет поддерживать давление в процессе плавки ниже 10 мк рт. ст. при скорости натекания в холодную печь менее чем 16 мк/час. Существенным также является то, чтобы при наклоне вакуумной камеры не нарушалась герметичность печи.

При производстве точного литья, в частности турбинных лопаток и дисков, измерение и регулирование температуры печи приобретает весьма важное значение. После установления оптимального химического состава любые значительные отклонения от него в период вакуумной переплавки будут относиться к изменениям времени и температуры процесса. Все элементы, имеющие высокую упругость пара, будут испаряться при тех температурах и давлениях, которые применяются при точном литье в вакууме.

Для того чтобы металл заполнял литейную форму без образования литейных пороков, необходим точный и быстрый способ измерения температуры. Точное литье в вакууме используется главным образом для изготовления сложных деталей самолетов с резкими переходами от больших сечений к малым.

Качество таких отливок проверяется с помощью рентгеновских установок. Диапазон температур, при которых производится отливка деталей, имеет решающее значение, поэтому для их измерения используются термопары, которые извлекаются из печей без нарушения вакуума. Кроме того, применяются чувствительные устройства с быстрым отсчетом показаний, например радиационные пирометры. Оптические приборы имеют ограниченное применение в малых вакуумных печах, вследствие осаждения паров металла на смотровых стеклах и ввиду отсутствия стабильных условий внутри печи.

Поскольку используются образцовые плавки, нет необходимости в больших загрузочных бадьях и сложных загрузочных механизмах. В настоящий обзор включены вакуумные печи малой емкости, которые используются для литья по выплавляемым моделям.