Формовка художественных изделий с подрезкой или методом вдавливания модели

Автор статьи С.А. Медведчук на примере изготовления литейной формы отливки “канделябр” раскрывает тонкости «формовки с подрезкой».

В основном художественные изделия встречаются со сложным разъемом, когда края формуемой модели, имеющей сложный рельеф, не полностью прилегают к плоской подмодельной плите. При формовке по такой модели нижней полуформы, в полость между моделью и подмодельной плитой попадает формовочная смесь, что препятствует извлечению модели из формы без повреждения стенок формы.

Существует два способа изготовления формы: с подрезкой и методом вдавливания модели в форму. Рассмотрим формовку с подрезкой на примере изготовления литейной формы отливки “канделябр”. Он состоит из четырех элементов: подставки, фигуры, тарелочки и чашечки под свечи. Подставка и тарелочки имеют сложный разъем, но они устойчиво устанавливаются на подмодельную плиту. Что же касается фигуры и чашечек — они имеют округлую форму, поэтому их установить на плите в нужном положении сложно. В этом случае применяется метод вдавливания модели в форму.

Процесс изготовления формы

Модели подставки и тарелочек устанавливают на подмодельную плиту, припыливают алюминиевой пудрой и накрывают нижней опокой. На модели наносят слой облицовочной смеси, затем наполнительную смесь и уплотняют её. Излишки формовочной смеси срезают линейкой. Заформованную опоку переворачивают на 180° и выполняют подрезку формовочной смеси по контуру модели гладилкой или ланцетом так, чтобы модель могла беспрепятственно удаляться из нижней полуформы. Модели слегка расталкивают и приподнимают, определяя этим точность подрезки формы. Если форма где-то нарушилась, дополнительно срезают смесь, и модель устанавливают на место. Образованная поверхность тщательно заглаживается. Разъем формы будет уже не плоский, а фасонный.

Фигура канделябра изготавливается методом вдавливания модели в форму. Модель устанавливают на плоскость полуформы и по контуру модели разрыхляют смесь. При наличии более выпуклых частей модели следует выбрать излишки смеси в форме для обеспечения вдавливания модели. Затем устанавливают модель и при помощи деревянного молотка легкими ударами вдавливают ее в формовочную смесь на требуемую глубину. Вокруг модели смесь уплотняют и подрезают (Рис.1).

В обоих случаях подрезку смеси делают в виде углублений с пологими стенками так, чтобы смесь из них в виде болванов в верхней полуформе могла свободно извлекаться при разъеме формы. При изготовлении канделябра были использованы оба способа в одной форме, рационально расположив модели. Таким образом получили нижнюю полуформу. Припылив нижнюю полуформу с моделями алюминиевой пудрой, устанавливают опоку верха, стояки и производят изготовление верхней полуформы (Рис. 2 и Рис. 3).

Удаляют стояки и счищают излишки земли линейкой (Рис. 4).

Снимают верхнюю полуформу, удаляют из нижней полуформы модели и исправляют дефекты формы. Следующий этап подчеканка формы. Обе полуформы опрыскивают насыщенным сахарным сиропом из распылителя (Рис. 5)  и припыливают маршалитом, а поверх маршалита тонким слоем алюминиевой пудры (Рис. 6).

Маршалит служит для получения четкого отпечатка модели в форме и чистой поверхности отливки, а алюминиевая пудра препятствует налипанию формовочной смеси к модели и слипанию смеси верхней и нижней полуформы при прочеканке. Чтобы обеспечить равномерный слой припыла, маршалит и алюминиевую пудру засыпают в мешочки и методом встряхивания наносят их на полуформы. Затем форма должна протряхнуть в течение часа для равномерной пропитки верхнего слоя сиропом. В это время обычно производится подготовка к формовке или изготовление других форм.

Готовность полуформы к подчеканке определяется обычно путем придавливания поверхности полуформы пальцем. Припыл должен вдавиться в формовочную смесь, не прилипнув к пальцу. Затем в нижнюю полуформу устанавливают предварительно хорошо очищенную модель (при необходимости элементы литниковой системы), накрывают ее верхней полуформой и производят подчеканку формы (Рис. 7).

Следует обратить особое внимание на правильность установки модели в форме. Установка модели в ином положении, чем она была ранее, приводит к смятию болванчиков и искажению поверхности полости формы. Чтобы исключить это на краю модели делают метку и перед первым удалением ее из формы отмечают положение этой метки на поверхности разъема формы.

Подчеканку производят следующим образом: в верхнюю полуформу устанавливают стояки, рыхлят верхний слой смеси и вновь уплотняют ее. Удаляют стояки, срезают лишний слой формовочной смеси, делают вентиляционные наколы и гладилкой вырезают чаши. Затем форму переворачивают, рыхлят верхний слой смеси нижней полуформы и вновь уплотняют ее, срезают излишки смеси, делают вентиляционные наколы и переворачивают форму в исходное положение. Литниковая чаша заглаживается и красится краской ГП либо припыливается графитом и заглаживается (Рис. 8).

Осторожно снимают верхнюю полуформу. Небрежность при снятии может привести к срыву болванчиков. Ручкой гладилки осторожно расталкивают модели и удаляют их из формы. После отделки поверхности обеих полуформ прорезают питатели ланцетом либо V-образно изогнутой полоской жести и красят краской ГП. В верхней полуформе делают наколы (Рис. 9 и Рис. 10).

Сушка форм и стержней в производственных условиях производится в сушильных камерах, что требует дополнительных площадей и больших энергетических затрат (газ, электроэнергия). Мы применяем более простую конструкцию сушки. Она состоит из проволочного каркаса Ø6 мм. и закрепленной на нем керамической плитке, на которой намотана спираль Ø0,8 мм  (Рис. 11).

С двух сторон от сушки устанавливают обе полуформы, щели закрывают жестью и включают сушку. Этот метод сушки эффективен при единичном и мелкосерийном производстве. Степень высыхания полуформ определяется по их внешней стороне (Рис. 12).

Высушенные полуформы продувают сжатым воздухом, при необходимости устанавливают стержни, и собирают. Перед заливкой полуформы скрепляют шпильками через отверстия в ручках опок.

Плавка бронзы (латуни) производится в муфельной печи в сварном стальном тигле. Заливка форм производится непосредственно из тигля (Рис. 13).

 

 

 Формовка с фальшивой опокой

При серийном производстве отливок изготовление литейных форм способом подрезки не выгодно, так как требует высокой квалификации формовщиков и значительных затрат времени. Поэтому, при серийном изготовлении художественных отливок со сложным разъемом, применяют формовку по фальшивым опокам. Фальшивыми эти опоки называются потому, что они не принимают участия в процессе заливки форм, а используются как фасонные подмодельные плиты для изготовления полуформ верха или низа.

Фальшивые опоки изготавливаются из той же формовочной смеси, что и сами формы, но с более высокой степенью уплотнения. При необходимости изготовления большого количества форм по одной и той же фальшивой опоке, их изготавливают из гипса.

Для изготовления фальшивой опоки модель укладывают на подмодельную плиту, накрывают ее опокой, выбранной для фальшивой опоки, засыпают формовочной смесью и уплотняют. Линейкой срезают излишки формовочной смеси и переворачивают на 180°. По периметру модели срезают излишек формовочной смеси и заглаживают плоскость разъема. Фальшивая опока готова. Теперь ее можно применять, как фасонную подмодельную плиту для изготовления  полуформ.
Фальшивая опока удобна для изготовления малых серий отливок, однако она не долговечна.

Поэтому при изготовлении более 20-ти комплектов отливок целесообразно применять гипсовые фасонные подмодельные плиты. Изготовление их происходит следующим образом. Фальшивую опоку из формовочной смеси сушат, устанавливают на место модели, предварительно покрытые разделительным составом (стеарин, воск и т.д.).  По периметру фальшивой опоки устанавливают рамку и заливают гипс. При переходе жидкого гипса в твердую фазу он начинает греться. В это время фальшивую опоку и гипсовую заготовку разделяют. Из гипсовой плиты аккуратно удаляют модель, зачищают разъем, исправляют дефекты. Гипсовая фасонная подмодельная плита готова.

Об авторе