В) литье по выплавляемым моделям

Применяют для изготовления весьма точных заготовок из высоколегированных и труднообрабатываемых сталей. Большинство поверхностей этих заготовок не требуют механической обработки. Особенно эффективен метод для изготовления заготовок сложной формы. Специфика этого способа литья заключается в изготовлении высокоточной огнеупорной формы и заполнения её жидким металлом. Модель делают из легкоплавкого материала (парафин) путём запрессовки его в расплавленном состоянии в специальную пресс-форму, изготовленную по чертежам детали. После затвердевания модель извлекают из пресс-формы и окунают в жидкую огнеупорную массу и обсыпают промытым кварцевым песком.

На поверхности модели образуют слой жидкой огнеупорной массы и прилипшего песка. Этот слой просушивают, а потом снова окунают и процесс повторяют. После чего из неё с помощью подогретого воздуха или воды выплавляют легкоплавкую модель. Полученную форму заформовывают в металлические ящики и подвергают отжигу при темп. 940 град., при которой стенки модели твердеют. После этого форму заполняют жидким металлом. Максимально возможная толщина стенки 0,5 мм.

7. Изготовление заготовок пластическим деформированием (свободная ковка, горячая объёмная штамповка, штамповка на горизонтально-ковочных машинах)

При свободной ковке (ручной и машинной) металл не ограничен совсем или же ограничен с одной стороны. Свободную ковку применяют также для улучшения качества и структуры металла. При проковке металл упрочняется, завариваются так называемые несплошности и размельчаются крупные кристаллы, в результате чего структура становится мелкозернистой, приобретает волокнистое строение. Машинную ковку выполняют на специальном оборудовании — молотах с массой падающих частей от 40 до 5000 кг или гидравлических прессах, развивающих усилия 2–200 МН (200–20000 тс), а также на ковочных машинах. Изготовляют поковки массой 100 т и более. Для манипулирования тяжёлыми заготовками при ковке используют подъёмные краны грузоподъёмностью до 350 т, кантователи и специальные манипуляторы.

Горячая объёмная штамповка — это вид обработки металлов давлением, при которой формообразование поковки из нагретой заготовки осуществляют с помощью специального инструмента — штампа. Течение металла ограничивается поверхностями полостей (а также выступов), изготовленных в отдельных частях штампа, так что в конечный момент штамповки они образуют единую замкнутую полость (ручей) по конфигурации поковки. В качестве заготовок для горячей штамповки применяют прокат круглого, квадратного, прямоугольного профилей, а также периодический. При этом прутки разрезают на отдельные (мерные) заготовки, хотя иногда штампуют из прутка с последующим отделением поковки непосредственно на штамповочной машине. Применение объемной штамповки оправдано при серийном и массовом производстве. При использовании этого способа значительно повышается производительность труда, снижаются отходы металла, обеспечиваются высокие точность формы изделия и качество поверхности. Штамповкой можно получать очень сложные по форме изделия, которые невозможно получить приемами свободной ковки. Штамповка в открытых штампах характеризуется переменным зазором между подвижной и неподвижной частями штампа. В этот зазор вытекает часть металла – облой, который закрывает выход из полости штампа и заставляет остальной металл заполнить всю полость. В конечный момент деформирования в облой выжимаются излишки металла, находящиеся в полости, что позволяет не предъявлять высокие требования к точности заготовок по массе. Штамповкой в открытых штампах можно получить поковки всех типов. Штамповка в закрытых штампах характеризуется тем, что полость штампа в процесс деформирования остается закрытой. Зазор между подвижной и неподвижной частями штампа постоянный и небольшой, образование в нем облоя не предусмотрено. Устройство таких штампов зависит от типа машины, на которой штампуют. Например, нижняя половина штампа может иметь полость, а верхняя – выступ (на прессах), или верхняя – полость, а нижняя – выступ (на молотах). Закрытый штамп может иметь две взаимно перпендикулярные плоскости разъема. При штамповке в закрытых штампах необходимо строго соблюдать равенство объемов заготовки и поковки, иначе при недостатке металла не заполняются углы полости штампа, а при избытке размер поковки по высоте будет больше требуемого. Отрезка заготовок должна обеспечивать высокую точность.

На горизонтально-ковочных машинах (ГКМ) производят поковки, имеющие вид колец, втулок и дисков с отверстиями. Достоинством штамповки на горизонтально-ковочных машинах является, помимо высокой производительности (400—900 поковок в час), возможность получать точные изделия почти без заусенцев и без штамповочных уклонов на внешних поверхностях поковки. Однако применять горизонтально-ковочные машины целесообразно только в условиях серийного и массового производства, так как затраты на штампы и наладки машины велики.