ОЕМ-ПРОЦЕС ЛИТТЯ ЗА ГАЗИФІКУЮЧИМИ МОДЕЛЯМИ (LOST FOAM) — ВСТУП 

Даний процес застосовується для виливків з високоміцного чавуну марок QT400-18, QT600-3, сірого чавуну, сталі, алюмінієвих та мідних сплавів, особливо для інтегрованих корпусів зі складною багатопорожнинною конструкцією. Забезпечується точність розмірів CT7-CT9 і шорсткість поверхні Ra6,3-25 мкм, що дає більш високу загальну точність порівняно з литтям у глинисті форми, а якість поверхні за певних умов можна порівняти з оболонковим литтям.

Основний принцип формування

Цілісний блок пінополістирольних моделей (відливка, литникова система та прибутки, склеєні в єдине ціле) покривається вогнетривким покриттям для ізоляції від сухого піску та відведення піролізних газів, що утворюються при вигорянні пінопласту. Сухий пісок не містить глини, смол чи інших сполучних; сипучі зерна піску ущільнюються і фіксуються під впливом вакуумного негативного тиску, утворюючи тверду форму. При контакті високотемпературного розплаву з пінопластом відбувається термічний крекінг, випаровування та згоряння EPS. Великий обсяг газів відводиться через пори покриття вакуумною системою. Розплав безперервно заповнює порожнину форми, замінюючи обсяг пінопласту. Після охолодження вакуум знімається, сухий пісок мимоволі осипається, і виливки можуть бути вилучені в цілісному стані.

Система сировинних матеріалів

3.1 Матеріали для пінополістирольних моделей

Гранули EPS: стандартні для виливків із високоміцного чавуну, сірого чавуну та алюмінію, щільністю 18–20 кг/м³. Розмір гранул не повинен перевищувати 1/9 мінімальної товщини стінки виливка, коефіцієнт попереднього спінювання - 40-60 разів.

Сополімер STMMA та EPMMA: застосовуються спеціально для сталевих виливків для зниження дефектів навуглерожування на поверхні виливків.

3.2 Вогнетривке покриття

Складається з вогнетривкого порошку (кварцове борошно, боксит, цирконовий порошок), сполучного, суспендуючого агента та функціональних добавок. Покриття наноситься пензлем або розпорошенням на поверхню пінопласту в 2-3 шари та повністю висушується в низькотемпературних печах. Воно запобігає проникненню металу, підтримує пінопластові моделі, спрямовує піролізні гази і запобігає попаданню піску в порожнину форми.

3.3 Сухий формувальний пісок

Чистий митий кварцовий пісок, що не містить вологи, глини та смоляних сполучних. Для чорних металів використовують великий пісок, для алюмінієвих сплавів — дрібний. Відпрацьований пісок не забруднюється органічними сполучними і може бути регенерований нескінченну кількість разів після просіювання та охолодження.

Повний технологічний процес

4.1 Виготовлення та складання пінопластових моделей

Гранули EPS попередньо спінюються, витримуються та формуються в окремі пінопластові моделі; для дрібносерійних виробів моделі можуть бути виготовлені на верстатах з ЧПУ з пінопластових листів.

Окремі пінопластові елементи (виливок, литникова чаша, живильники та прибутки) склеюються в єдиний модельний блок для усунення зазорів у місцях з'єднань.

4.2 Нанесення вогнетривкого покриття та сушіння

Весь модельний блок занурюється або фарбується розпиленням спеціальним покриттям для моделей, що газифікуються, в 2–3 шари, потім повністю висушується в низькотемпературних печах. Залишкова волога призведе до утворення газових раковин під час заливання.

4.3 Тривимірне віброущільнення у вакуумному опоку

Установка опоки на вібростол, укладання нижнього шару піску товщиною 50-100 мм та ущільнення вібрацією;

Розміщення повністю висушеного пінопластового модельного блоку всередині опоки; пошарове засипання сухим піском із синхронною тривісною (X/Y/Z) вібрацією протягом 30–60 секунд для повного заповнення всіх внутрішніх порожнин, ребер та дрібних отворів;

Герметизація верхньої частини опоки пластиковою плівкою та підключення вакуумного насоса, стабілізація негативного тиску на рівні -0,04…-0,08 МПа; атмосферний тиск фіксує сипучий пісок, утворюючи тверду форму.

4.4 Заливання при безперервному вакуумуванні

Вакуум підтримується під час рівномірного заливання розплавленого чавуну, сталі або алюмінію. Пінопласт безперервно газифікується і вакуум синхронно відводить димові гази крекінгу, забезпечуючи стабільне заповнення форми до повного заповнення прибутків.

4.5 Охолодження, перекидання опоки та вибивання

Після повного затвердіння та охолодження виливків вакуум відключається, і негативний тиск знімається. Опіка перекидається; незв'язаний сухий пісок мимоволі обсипається, відокремлюючись від виливків. Відпрацьований пісок просіюється, охолоджується і повертається до наступного виробничого циклу.

4.6 Очищення та термічна обробка

Видалення інтегрованих пінопластових литників та прибутків, дробоструминна обробка для видалення залишків покриття з поверхонь. Виливки з міцного чавуну (QT400-18, QT600-3) піддаються відпалу або нормалізації на вимогу, після чого проходять контроль розмірів і механічних властивостей і направляються на складування.