Сложные художественные отливки в монументальном искусстве получают в сухие песчано-глинистые формы. Технология универсальная, но на современном этапе развития промышленности она экономически не эффективна. Большие производственные площади, различное энергоемкое оборудование и длительный технологический цикл сводят к минимуму экологическую безопасность и возможности формообразования. На смену приходят новые технологические процессы. В качестве альтернативы может рассматриваться технология вакуумно-пленочной формовки (ВПФ).
Адаптация ВПФ для нужд художественного литья сопряжена со множеством трудностей. Прежде всего с отсутствием стержневой оснастки. Изготовление стержней необходимо проводить либо непосредственно на модели в виде кусковой формовки холоднотвердеющими смесями (ХТС) [1], либо непосредственно в форме, вводя в технологический цикл фальшивую опоку [2]. Отливка, требующая применение стержней, показана на рисунке 1.
В данном случае необходимо два стержня – центральный стержень и стержень, оформляющий поднутрение в выступе. Наружный стержень можно изготовить по модели.
Знаковая часть формируется по шаблону (рис. 2). В зависимости от габаритов стержня подбирают формовочную смесь. Для мелких стержней (1-3 кг) допустимо использовать жидкостекольную смесь, отверждаемую углекислым газом. С увеличением массы целесообразно вводить каркас в конструкцию стержня и добавлять пластификатор в формовочную смесь. Наиболее распространенный вариант – пластичные самотвердеющие смеси (ПСС), в состав которых входит формовочный песок, глина, жидкое стекло и отвердитель жидкого стекла.
Стержень должен иметь достаточную прочность для неоднократной установки на модель. Далее модель заформовывают в фальшивую опоку по линии разъема. Ориентацию отливки в свету опоки производят по картонным шаблонам. Устанавливают пенополистиролловые заготовки моделей знаков стержня (рис. 3а).
Проволочным резаком удаляют излишки пенополистерола. Кондуктором служит край модели. Модель должна выступать над знаком на толщину будущей отливки. Знак формируют с фрезерным уклоном (рис. 3б).
Далее устанавливают боковой стержень, вакуумируют форму и накрывают пленкой лад опоки. Выполняют несколько наколов на пленке для возможности повторного накрытия. Наносят разделительное покрытие на пленку фальшивой опоки и повторно накрывают пленкой. Устанавливают опоку нижней полуформы и производят формовку (рис. 4).
На выбивной решетке удаляют фальшивую опоку. Полуформу кантуют, проставляют боковой стержень и эластичные пластины для оформления толщины отливки (рис. 5а).
Центральный стержень изготавливают виброуплотнением (рис. 5б). Предпочтительно использовать связующее на основе фенольной смолы с отверждением СО2. В случае ленточного стержня необходим каркас для упрочнения. Стержень извлекают при кантовке полуформы или при выбивке на решетке.
Вторую половину стержня получают в верхней полуформе. Стержень склеивают и при необходимости окрашивают. Повторяют операции по изготовлению верхней и нижней полуформ. Форму собирают со стержнями, формируют литниково-питающую систему и подают под заливку (рис. 6).
Более подробно отдельные операции изложены в предыдущих публикациях [1, 2].
1. Ткаченко, С.С. Изготовление художественных отливок методом вакуумно-пленочной формовки / С.С. Ткаченко, В.О. Емельянов, К.В. Мартынов // Литейное производство. – 2019. – № 2.
2. Ткаченко, С.С. Технология изготовления стержней по вакуумно-пленочной формовке / С.С. Ткаченко, В.О. Емельянов, К.В. Мартынов // Вестник арматуростроителя. – 2019. – № 5.
