Классификация материалов моделей и принципы их выбора
На этом занятии мы рассмотрим классификацию материалов моделей и принципы их выбора. Классификация материалов моделей и принципы их выбора — это систематизация материалов по их физико-химическим свойствам с последующим подбором конкретных материалов для производства в соответствии с требованиями технологического процесса. Все изготавливаемые модели предназначены исключительно для литья по выплавляемым моделям, то есть для литья по газопенистым моделям. Таким образом, область применения моделей ограничена — они предназначены специально для литья по газопенистым моделям.
Говоря о моделях для литья по газопенистым моделям, необходимо понимать особые требования, предъявляемые к ним:
Быстрая и полная газификация с минимальным количеством остаточных продуктов;
Изготовленные модели должны иметь низкую плотность, хорошую прочность и поверхностную жесткость. Это обеспечивает устойчивость моделей к повреждениям в процессе изготовления, транспортировки и засыпки сухим песком, а также стабильность их размеров и формы;
Широкая номенклатура марок и размеров, позволяющая удовлетворить потребности в изготовлении моделей для отливок из различных материалов и с различной конструкцией.
Итак, какие существуют материалы для моделей? Каковы их марки, физико-химические свойства? И как выбирать материал модели в соответствии с ее характеристиками?
2.1.1 Общие положения
Вспомним определение литья по газопенистым моделям. Литье по газопенистым моделям (также известное как литье по выплавляемым моделям) — это новый технологический метод получения отливок, при котором из полимерных материалов на основе пенопласта (ЭПС, СТММА или ЭПММА) изготавливают полноразмерные модели, полностью соответствующие по конструкции и размерам отливаемой детали. После пропитки огнеупорным покрытием (обеспечивающим упрочнение, гладкость и газопроницаемость) и сушки модель засыпают в сухой кварцевый песок и уплотняют методом трехмерной вибрационной формовки. В опоке с формовочной смесью под вакуумом заливают расплавленный металл, в результате чего полимерная модель под действием тепла газифицируется и удаляется, а ее место занимает жидкий металл, который после охлаждения и кристаллизации образует отливку за один технологический цикл.
2.1.2 Классификация материалов моделей
Существует три вида вспенивающихся гранул пенопласта, специально предназначенных для литья по газопенистым моделям:
① Вспенивающиеся гранулы полистирола (сокращенно ЭПС / EPS). На рынке представлены марки «Дракон» (Longwang), «Цзясин» (Jiaxing), «Синда» (Xingda) и др., при этом наиболее стабильными характеристиками отличается марка «Дракон». (Далее в качестве примера рассмотрим марки материала «Дракон».)
② Вспенивающиеся гранулы сополимера метилметакрилата и стирола (сокращенно СТММА / STMMA);
③ Вспенивающиеся гранулы полиметилметакрилата (сокращенно ЭПММА / EPMMA).
2.1.3 Марки, свойства и области применения материалов моделей
1 Классификация марок ЭПС:
① Материал класса Е — стандартный материал.
② Материал класса Н — сверхлегкий материал, с высокой кратностью вспенивания.
③ Материал класса В — быстроплавкий материал, энергосберегающий тип.
④ Материал класса F — самозатухающий тип.
⑤ Материал класса FR — цветной материал.
⑥ Материал класса N — ударопрочный материал.
⑦ Материал класса FD — пищевой материал.
⑧ Материал класса G — специальный материал.
В соответствии с требованиями к применению ЭПС в литье по газопенистым моделям мы подробно рассмотрим только материал класса Н, то есть сверхлегкий материал.
⑴ Свойства материала Н:
(1) Возможность многократного вспенивания — максимально до 6 раз; гранулы пены получаются полными, упругими.
Вспенивающие свойства — вспененный материал сухой и сыпучий, имеет хорошую текучесть, высокую кратность вспенивания, короткое время созревания, экономит пар.
Технологичность обработки — хорошая спаиваемость, короткое время нагрева, широкий диапазон режимов формования.
Качество формованных изделий — гладкая поверхность, привлекательный вид, хорошая прочность, высокая плотность соединений.
Срок хранения — исходные гранулы могут храниться в течение 6 месяцев (в прохладном месте с постоянной температурой, при температуре окружающей среды ≤ 25 °С, защищенном от прямых солнечных лучей). После вскрытия упаковки материал следует использовать как можно скорее; если не весь материал израсходован, его необходимо герметично закрыть, рекомендуемый срок хранения после вскрытия — не более 24 часов. Качество материала стабильно.
