Для того, чтобы изготовить детали высокой точности, например, турбинные лопатки, чаще всего используют такой способ, как литье по выплавляемой модели. Суть процесса заключается в следующем: из любого легкоплавкого материала, которым может выступать в простейшем случае даже воск, а также стеарин, парафин или смесь из них, изготавливают максимально точную копию желаемого изделия, а также литниковую систему. Из наиболее часто используемых и проверенных в деле легкоплавких материалов используют состав П50С50, который состоит из парафина и стеарина, смешанных в пропорции 1:1. Для того, чтобы изготовить форму для более габаритных моделей используют солевой состав, который менее подвержен деформации.
После изготовления модели ее нужно окунуть в суспензию, которую изготавливают на основе мощного огнеупорного и крепкого связующего наполнителя. В качестве первого материала используют кварц, электрокорунд и другие материалы. На модель и ЛПС тонким слоем наносят суспензию и обсыпают форму «по влажному». Таких слоев делают несколько, как правило, от шести до десяти. При этом с каждым последующим слоем размер фракции обсыпки изменяется для того, чтобы сформировать плотную оболочку. Для того, чтобы осуществить сушку модели достаточно всего полчаса. Для того, чтобы этот процесс ускорить, используют духовые шкафы с закаченным в него аммиачным газом. Из оболочки, которая сформировалась таким образом и выплавляю модельный сплав.
Производят эту операцию в воде, в моделирующем составе, выжигая паром высокого давления. После того, как блок высушат, он подвергается прокаливанию при температуре в 1 000 С0 для того, чтобы удавить из состава различных веществ, способных к газообразованию. После этих манипуляций оболочки поступают на стадию заливки. Перед этим блоки разогревают в печах также до 1 000 С0. После блок устанавливают в печи и доведенный до точки кипения металл заливают в оболочку. Наполненный блок охлаждают на воздухе или в термостате, а после этого его отправляют на выбивку. Ударяя молотом по чаше, оббивается керамика, а далее производят отрезку ЛПС. Такми образом получается отливка.
В качестве второго, связующего наполнения, используют гидролизованный этилсиликат (марки ЭТС 40, а также ЭТС 32). Гидролиз осуществляют в растворе растворителя (используют, как правило, спирт или ацетон), воды и кислоты. На сегодняшний день широкое распространение в литье по выплавляемой модели получили кремнезоли, которые выгодно отличаются тем, что не нуждаются в процессе гидролиза в условиях цеха, а также считаются экологически безопасным материалом.
В чем же преимущества данного способа литья? Он дает возможность изготовить детали из тех сплавов, которые не поддаются последующей механической обработке, а также изготовить отливки с шероховатостью поверхностей от 2,5 до 1,25 мкм и точностью в раз мерах до 13 квалитета. Это, в свою очередь, отменяет необходимость проводить последующую обработку изделия резанием. Кроме этого такой способ литья предоставляет уникальную возможность получать готовые узлы машин, которые в обычных условиях можно было собрать лишь из отдельных деталей. ЛВМ чаще всего используют в условиях опытного или единичного, а также массового и серийного производства.
Однако литье по выплавляемым моделям довольно материалоемкий и дорогой процесс, поэтому таким способом отливают лишь ответственные детали.
Принципы, на которых базируется ЛВМ:
- Модель для конечного производства изделия изготавливают материала, который легко плавится или из смеси таких материалов;
- Копия обязательно окружается массой из керамики. Она выполняет формообразующую роль;
- При прокаливании формы модель, расплавляясь, удаляется;
- В образовавшуюся после удаления легкоплавкого материала полость заливается сплав, который, заполняя пустоту, точно воспроизводить модель для отливки.
