Академия Ювелирного Искусства

 
На главную / Научная деятельность

ВЛИЯНИЕ МЕТОДА ФОРМООБРАЗОВАНИЯ НА КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ ТОНКОРЕЛЬЕФНЫХ ОТЛИВОК

Дата публикации: 08.07.2007

Станислав
Леонидович Зеленков, Украина
Директор учебно-производственного центра
"Академия ювелирного искусства"
Николай Иванович Замятин, Украина.
Преподаватель художественного и ювелирного
литья учебно-производственного центра
"Академия Ювелирного Искусства"
Проблема повышения качества поверхности отливок привлекает внимание исследователей практически по всем методам формообразования.

При анализе условий, необходимых для формирования качественной поверхности отливок, указывается на необходимость обеспечения высокой степени гладкости формы, отсутствие процессов взаимодействия на поверхности расплав — форма; способности расплава воспроизвести поверхность формы. При этом в понятие “качественная поверхность отливок”, как одного из четырех параметров геометрической точности, включалось представление о величине микрошероховатости и предполагалось ограничение поверхностных пороков (газового происхождения и дефектов проникновения расплава). Применительно к гладким поверхностям такая оценка их качества является достаточно полной и технологически обоснованной. При наличии поверхностного литого макрорельефа необходимо обеспечение его четкого воспроизведения по геометрии и получение гладкости на требуемом уровне Rz или Ra. Применительно к отливкам с тонкорельефной поверхностью предлагается ввести понятие “однородная качественная поверхность”, которое включает следующее:

  • отсутствие поверхностных пороков;
  • равнозначные по характеру распределения и минимальные по абсолютному значению микронеровности, достигаемые при данном методе формообразования, по всей совокупности впадин и выступов;
  • однозначные и минимальные по абсолютному значению потери геометрического профиля макрорельефа.

Разнообразные технологические приемы обеспечивают формирование литых поверхностей с параметром шероховатости Rz от 320 до 20 x 10-6м. Степень однородности для тонкорельефных поверхностей отливок имеет принципиальное значение как основная эксплутационная характеристика.

Рис. 1 Увеличенный профиль микронеровностей на поверхности отливок

Макро- и микропористость керамики являются факторами, определяющими в комплексе качество формирующейся поверхности.

Характер и величина межзернового пространства, заполненного расширяющимся воздухом при повышении температуры, как и образующаяся газовая прослойка, непосредственно определяют степень окисления поверхности отливки, вероятность формирования пороков газового происхождения и дефектов проникновения расплава, создавая ту или иную неоднородность поверхности. Процесс формирования облицовочных керамических слоев с минимально возможной пористостью ограничен рядом технологических факторов: применение огнеупорных наполнителей с минимальной термической деформацией, необходимость повышения температуры термообработки, использование бессвязующих керамических суспензий и др. 

Рис. 2 Схема расчета чистоты поверхности по величине зерна формовочного материала

Коэффициент термического расширения кварцевой керамики в интервале 20-900 С практически не превышает 0,5 x 10-6 1/град. Сравнение значений теплового расширения шликерной керамики на основе плавленого кварца при различной пористости показали, что при пористости (2-5%) тепловая деформация кварцевой керамики весьма незначительна.

Однако для изготовления керамических форм наибольшее распространение получила кремнеорганика на основе маршалита, циркона, которой свойственно образование поверхностных трещин и внутренних каналов (пористости). При развитой трещиноватости облицовочного слоя на поверхности отливки появляется специфический порок - гребешки - проникновение расплава в поры формы. При наличии тупиковых (замкнутых) пор в керамике формируется неоднородность литой поверхности: газовая шероховатость, воздушные “просечки”, раковины.

В зависимости от размера трещин в керамическом слое, а также ряда технологических факторов (металлостатический напор, поверхностное натяжение на границе расплав - твердая поверхность, температуры заливки расплава) имеют место различные виды шероховатости литой поверхности.

В случае, когда давление газа внутри трещины достаточно велико, то на поверхности отливки образуется вогнутость, размеры которой определяются в зависимости от объема выделяющихся газов и металлостатическим напором. Форма вогнутости - характером поверхности отливки. При значительной ширине трещины, но при малом металлостатическом напоре и газовом давлении шероховатость будет иметь выпуклость с пологими краями. При высоком значении металлостатического напора у крупной трещины, либо при значительном перегреве расплава, происходит глубинное проникновение металла в поры формы с образованием тонкого выступа гребешка.

Кроме того, необходимо учитывать влияние микропористости керамического слоя на качество формирующейся литой поверхности с учетом взаимодействия его с окружающими граничными средами, а именно, повышение адсорбционной способности.

Параметр шероховатости Ra отливок, полученных при контакте с керамикой, составляет (10 x 5) x 10-6м. Указывается, что наибольшая четкость конфигурации с наименьшей шероховатостью ее поверхности обеспечивается при литье в керамические формы, затем в гипсовые и песчаные формы.

Данные о микрошероховатости отливок при различных методах формообразования разноречивы. Так, например, при литье по выплавляемым моделям шероховатость поверхности соответствует Ra=(1,8 x 2,5) x 10-6м. По данным Американской ассоциации литейщиков показатель шероховатости поверхности отливок, оценивается Ra=(1,0 x 1,5) x 10-6м. По данным Рейнольдса при литье по выплавляемым моделям формируется поверхности с Rz=(20x40)x10-6м.

Выпуск отливок с шероховатостью Ra=(0,16 x 0,63) x 10-6м (что означало бы исключение механической обработки) на имеющемся уровне литейного производства является пока перспективной задачей. Но по мере ужесточения технических условий в отношении шероховатости поверхности отливок должны развиваться и усовершенствоваться именно те методы формообразования, которые будут в состоянии удовлетворять более высоким требованиям.

Рис. 3 «Лебедь». Дипломная работа учащегося НВЦ «Академия ювелирного искусства»



Факты об Академии

Учебно-производственный центр «Академия ювелирного искусства» — негосударственное профессионально-техническое учебное заведение, находящееся в системе Министерства образования и науки Украины.

Обучение в Академии

Основная цель обучения — освоение учащимися основ ювелирного дела, принципов ювелирного искусства, технологий и методов декоративной обработки материалов, навыков моделирования ювелирных изделий как для ручного художественного изготовления, так и для внедрения в промышленное ювелирное производство.

Повышение квалификации

На курсах занимаются ювелиры, имеющие опыт работы на ювелирных предприятиях. Под руководством наших мастеров слушатели курсов приобретают новые знания, осваивают передовые современные технологии, совершенствуют своё индивидуальное мастерство.
Академия Ювелирного Искусства © 2008 Обучение ювелиров, курсы ювелиров
 65005, Одесса, ул. Мельницкая 24-А
+38 (0482) 325-335.
Факс: +38 (0482) 326-118

academy@jewerly.com.ua
 

Наши партнеры: