Способ изготовления керамизированных литейных форм
Изобретение относится к литейному производству, а именно к способам получения керамизированных форм для изготовления точных отливок из черных и цветных сплавов. Цель изобретения - улучшение качества керамизированного облицовочного слоя за счет предотвращения его отслаивания при изготовлении формы и заливке металла. Способ предусматривает изготовление опорной части формы, заливку огнеупорной суспензии в опорную часть формы, выжимание суспензии моделью, отверждение суспензии, извлечение модели и термическую обработку формы. По предлагаемому способу на суспензию, залитую в опорную часть формы, воздействуют переменным электромагнитным полем напряженностью H = 500 ... 2200 А/м или постоянным напряженностью H = 300 ... 1500 А/м, причем накладывают поле непосредственно перед заливкой суспензии в опорную часть формы, а в качестве гидрофильного материала в контакте с суспензией используют опорную часть формы. Предлагаемый способ позволяет за счет предотвращения отслоения керамизированной облицовки от опорной части формы уменьшить брак точных отливок на 25 отн %. 1 ил., 1 табл.
СОЮЗ СО8ЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ÄÄSUÄÄ 1530324 ()) 4 В 22 С 9 00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ICEC0k ." - "":ЖЕ:TV" T
ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ
Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4397227 31-02 (22) 28.02.88 (46) 23.12.89. Бюл. А0 47 (71) Одесский политехнический институт (72) .г) . A. Иванова, A. В. Бабилунга, В. И. Саитов и H. М. Ситунова (53) 621.742.4 (088.8) (56) Иванов В. И., Зарецкая Г. М. Литье в керамические формы по постоянным молелям. М.: Машиностроение, 1975, с. 115.
Руденко A. Л., Серебро В. С. Литье в облицовочный кокиль. — М.: Машиностроение, 1987, с. 58. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЗИРОВАННЫХ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ (57) Изобретение относится к литейному производству, а именно к способам получения керамизированных форм для изготовления точных отливок из черных и цветных сплавов. !)ель изобретения — улучшение качества керамизированного облицовочного
Изобретение относится к литейному производству, в частности к способам получения керамизированных форм для изготовления точных отливок из черных и цветных сплавов, и может быть использовано при изготовлении литых заготовок пресс-форм, копиров и. других сложнопрофильных изделии.
1!ель изобретения — улучшение качества керамизированного облицовочного слоя за счет предотвращения его отслаивания при изготовлении формы и заливке металла.
На фиг. 1 и 2 дана схема осуществления способа.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Предлагаемый способ предусматривает изготовление опорной части формы (ОЧФ). слоя за счет предотвращения его отслаивания при изготовлении формы и заливке металла. Способ предусматривает изготовление опорной части формы, заливку огнеупорной суспензии в опорную часть формы, выжимание суспензии моделью, отверждение суспензии, извлечение модели и термическую обработку формы. По предлагаемому способу на с спензию, залит lo в опорную часть формы, воздействуют переменным электромагнитным полем напряженностью Н=—
=500...2200 А/м или постоянным напряженостью Н=300...!500 А/м, причем накладывают поле непосредственно перед заливкой суспензии в опорную часть формы, а в качестве гидрофильного материала в контакте с сусиензией используют опорную часть формы. Предлагаемый способ позволяет за счет Я предотвращения отслоения керамизированной облицовки от опорной части формы ф/ уменьшить брак точных отливок на 25 отн. (;.
2 ил., табл. С: заливку суспензии в ОЧФ. выжимание сус пензии моделью, отверждение суспензии, извлечение модели. термическую обработк формьь
При этом для достижения поставленнои цели отверждают суспензию методом шликерного формообразования гидрофи lhH()ll опорной частью формы, на формирующуюся сус пензию воздейству ют электрома гнитным полем напряженностью H=500
2200 А/м (для переменного поля) и Н=
=300 — 1500 А/м (для постоянного поля), причем накладывают поле непосредственно перед заливкой суспензии в ОЧФ
Скорость выжимания суспензии моделью поддерживают в соответствии с технологи1530324
hXV4: )< Вяв
<) l(скими параметрами процесса согласно соотношению где Vt — скорость )или к«рного формообразоВания облицовки;
h — высоты облицовки, — В(. л и I tt tt(I:1 I:301) tt межДУ мОДел ью и ОЧФ.
Ныпрывл«IIHoc движение фронта структs рообразова и и я шл и керной об.)и цовкой об(«печи вается, исходя из условия, чтобы в течение всего периода формообразования тол(цина сфорчировыниого керамиче< кого с.п>я В нижней части формы была больи)е.
1«ч В верхней части, обеспечивая питынис к«рымической облицовки В период е«форм и()OВ(! t(ия пут(м Вы iK ll л!(!11и я сл cп«1lзи и дВ1!iK(1ц«йся чо.!«льк) В !В)ор между ()(.Ô.
11!)Il э)олl CKO()0(Th;LIItiiK«IIII)t .")10, 1«.111 fl!)It иыжимынии иодд«ржи Вык>т согласно приве;l(иному соотиош llllK).
Вы кимыни«сусиеtlзии моделью со «ко-!
)<)< тик) больш«и, lt ч опр«,!«ляел)ой 110 форму.It, приводит к тому, TO к моменту ок<)ll÷(títtÿ выжимания и«будет создан ныIIðàâ.I«tIít.té фронт (труктурообрызования и
t)0attttKa«1 0tt
Выжичаиие суспензии с0 скоростью движения модели ченьи)ей, ч«м определяемой
flo формуле, приводит к тому, что структурообразование завершится в нижней части облицовки раньше, чем завершится процесс выжичыния, и движуlllà)left Модель нарушит рельеф облицовки, также могут возникнуть трещины 1ш поверх!1<)сти облицовки.
Выжимание сО скоросгью, удовлетворяющей форчул«, позволяет создать направленный фронт структурообразования, обеспечивающий необходимы«условия питания облицовки, и закончить структурообразовыни« в ниж)1«й чысти облицовки к моменту зыВ(. р !1е и и я и ро ц«(<. 1 В ы ж и ч а н и н .
11ðèâ(денная формулы Выве.!ены из усло(гия равеitcòt) I длит«льности процессы ВыrKII1(I IIIII5I и дли !«льности форчообразования т в KC",)3 Л111 I((ЛОГ0 t .1051 ЗЫ, !ВИНОЙ TO:! ЩИны < ) Ъ 1 1 (МФ =)лектромыгнитно(по.)е «110<к>ботву(т увеличеник) диффузии керамической «уcll(нзии в 1и>ры О(Ф, зы сч T чего увеличивается ыдгезин облицовки и опорной части, что позволяет снизить брак литья по отслаиванию облицовки от ОСФ на стадии изготовления и заливки керымизировыниых форм расплавом. Изготавливают керамизированную форму для получения литых заготовок компрессорного нала из высокопрочного чугуна ВЧ 20. Опорную часть 1 (фиг. 1) керамизированной формы изготы вли Ва к)т из песчаножидкостекольной смеси. Устынывливык>т ее на подмодельную плиту 2 с поделью 3. Затем в полость, образованную О(.Ф, моделью и модельной плитой, заливают шликерную суспензию 4 на основе плавленного кварца (соотношение массы напол нителя и воды составляет 1:0,25). Непосредственно перед заливкой суспензии включают переменное электромып<итное поле напряженностью 1500 Л/м, создаваемое индуктором 5. После заливки суспензии в полость скорость выжичыния поддерживают равной 0,3 — 10 л!/с, скорость шликерного формообразования V) 0,02 10 м/с; высота керамизировынной формы h 0,5 м; толщина керамического слоя 0=0,05 м. К Моменту завершения выжимания на опорной части формируется керамический слой 6 (фиг. 2) переменной толщины, что создает условия для возникновения направленного фронта структурообразования и нормального питания керамического слоя. Излишек суспензии, остающийся между обечайкой 7 и выступом модели после окончания выжимания, необходим для компенсации усадка при cTpvKT)ðooáðàçoâàíèè суcпензии. После затвердевания суспензии электромагнитное поле снимают, модель извлекают из формы при помощи механизма подачи модели. Термообработку формы проводят по режиму: сушка при 90 С 1 ч; прокалка при 960"С 1 ч. Заливают форму рысплавом высокопрочного чугуна ВЧ 20. T-. =1350 С. ПоверхttocTt oTливки соответствует параметру шероховатости по седьмому классу (ГОСТ 278973) . В таблице приведены результаты получения керамизированных форм в соответствии с предлагаемым способом и отливок в этих формах, причем операции были аналогичны описанным, а изменяющимся параметром была напряженность переменного или постоянного электромагнитного поля. Граничные параметры электромагнитного поля выбираются в результате исследования влияния электромагнитного поля на качественные показатели процесса. При отсутствии электромагнитного воздействия величина диффузионной зоны составляет 0,5 мм, что не обеспечивает надежной связи опоры и облицовки, вызывает нарушение и отслаивание последней после извлечения модели и в период термической обработки. При использовании электромагнитного поля напряженностью 450 А/м для переменного поля и 250 А/м для постоянного поля величина диффузионного слоя составляет 0,7 и 0,8 мм соответственно, что позволяет получить без1530324 дефектные формы. Однако при заливке расплавом облицовка отслаивается, что приводит к браку отливок. В опытаx 3- 6 (для переменного поля) и 8 — 11 (для постоянного поля) соответствую- 5 шая напряженность магнитного поля позволила изготавливать формы, которые выдерживали термическую обработку и заливку. Отл и вки получал ись без дефектов. У величение напряженности поля выше 2200 А/м (для переменного поля) и выше 1500 A/м (для постоянного поля) нецелесообразно, так как не вызывает дальнейшего увеличения диффузионной зоны и качественного улучшения процесса. Таким образом, граничными значениями режимных параметров яв- 15 ляются 500 — 2200 А/м (для переменного поля) и 300 — 1500 А/м. Снижение напряженности электромагнитного поля ниже указанных значений приведет к браку литья по вине формы на стадии изготовления или заливки. Увеличение напряженности выше значений указанных режимных параметров нецелесообразно по указанным выше причинам. Наложение электромагнитного поля перед заливкой суспензии создает условия для бо- 25 лее глубокой диффузии шликера в ОСФ и увеличит адгезионную связь. В предлагаемом способе предусматривается осушествлять шликерное формообразование путем отбора жидкой фазы шликера гидрофильной огнеупорной ОЧФ, исключая дальнейшее их разделение, а следовательно, разрушение на этой технологической операции, что позволяет использовать прецизионные модели (например, метал lltческие, изготавливаемые механической обработкой), что повышает размерную точность изготавливаемой формы. При получении литых сложнопрофильных валов в керамизированных формах характерным видом брака является брак по отслаиванию облицовки формы на стадии изготовления и заливки. 70% брка вскрывается после механической обработки на дефицитном дорогостояшем металлообрабатывающем оборудовании и деталь отбраковывается, пройдя весь цикл обработки.. Внедрение способа изготовления керамизированных форм по предлагаемом спосги>у позволяет увеличить выход годного с 96 до 97% и, следовательно, уменьшить брак отливок с 4 до 3% т. е, íà 25% фо>рмула изобретения Способ изготовления керамизированных .> итейн ы х форм, вкл ючаюши и изготовление опорной части формы, заливку огнеупорной суспензии в рабочую полость опорной части формы, выжимание суспензии моделью с образованием облицовочного слоя, отверждение суспензии, извлечение модели и термообработку формы с керамизацией облицовочного слоя, отличающийся тем, что, с цельк> улучшения качества керамизированного облицовочного слоя за счет предотвращения его отслаивания при изготовлении формы и заливке метал lа на опорную часть формы предварительно накладывают электромагнитное».>ëå напряженностью Н = =500...2200 A/м (для переменного поля ) или напряженностью Н=300...1500 А/м (для постоянного поля), воздействие которого продолжак>п в процессе заливки суспензии, образования и отверждения облицовочного слоя, при этом отверждение облицовочного слоя приводит в контакте суспензии с гидрофильным материалом опорной части формы. Ю с ) 1 ы О) Ф д ч С) Ю )Г) () (() df ( (-) с F1 Ф IL dF Q) F (d У О) Ф t() С) Ю О) (tl (с О) )О dl Ф (() .Я ctl d) Ф 3С Ф d), Х I X (d Ql и (О I Ц )D о Х х (О о D) ОО С )» )О (О,Ф. Ф Ql га (Г Ю С () () О 4 Ql Ф о Ф У QJ Ql ()О,я M ((I (d Ф о d) Х Ф Ф (О)»=) С) D и) I )О Ql Ф.Я ( и \ Q) Ф cd П) Itl о cd Ц v г )с ю о! М Ф Ю ьЧ l I о 1» 0 ) Ql Ц о о Ф = х Ф Itl dI о cd -Г Ц о ц Ч:) D O О о о (I/) С) 1 о С .О о f» Ц Ф Ф Z l (О Щ С (О cd (О cd cc) с. c) » и с. и В td Ф о (Ql о f .О И с .О ! (О 1» О d) Ql Х tC tQ о С v ) I I I 1 1 1 I Г 1 1 Ю ! I 1 — — 1 I 1 О)) à — 1 1 (O I Г I I (I I 1 I I 1 Г 1 ! I 1 1 1 )о 1 I I I 1 I 1 I 1 Г 1 1 I I ) I 1 1 и) 1 1 I I 1 I 1 1 1 1 I 1 I 1 I 1 1 1 1 1 1 Г 1 1 I Г 1 ! 1 1 I 1 I I с) 1 1 1 I 1 1 I 1 Г 1 I I 1 I 1 1 1 ! I 1 1530324 с ФЕ gD Ф dl (» (О td а. Ф Ф » З 1- о 2 1530324 Состввитеть С Тепляков Редактор Л. ЗаФиева Техред И. Берег Корректор Э. Лончакова Заказ 7807/I I Тираж 7I! Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 1 I 3035, Москва, Ж-- 35, Рау шская наб., д. 4/5 Нроизводственно-издательский комбинат «Патент», г Ужгород, ул. Гагарина, IOI
