Способ изготовления тонкостенных отливок
Изобретение относится к литейному производству, в частности к способам литья с применением вибрации. Цель изобретения - снижение брака отливок по недоливам . Керамический блок 6 заформовывают в сухом песке 5, который уплотняют с помощью вибраторов 4. Камеру 2 соединяют с вакуумной системой посредством крана 10 и при достижении требуемой величины ва куума в пескосыпе 1 осуществляют заливчу блока расплавленным металлом. Через 1 -2 с после начала заливки в форму включаю вибраторы 4, которые сообщают пескосыпу 1 колебания в горизонтальной плоскости. После заполнения стояка включают пневмопривод ударного поршня 9, наносящего удары в вертикальной плоскости. Совместное воздействие вакуума, вибрации и ударного встряхивателя, налагаемых в двух направлениях, обеспечивают хорошую заполняемость тонкостенных керамических форм и способствуют повышению механических свойств отливок. 2 з.п флы, 1 ил., 4 табл. 1C
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕ СКИХ
РЕСПУБЛИК (я)з В 22 0 18/00
ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4442821/02 (22) 20.06.88 (46) 30.09.91. Бюл. ¹г 36 (72) Б.И.Уваров и Т.А.Уварова (53) 621.746.583(088,8) (56) Крушенко Г.Г., Иванов А.А. Повышение свойств силуминов в результате совместной обработки расплава перегревом и вибрацией. — Сб.: Литейные сплавы, Киев, ИПЛАНУССР, 1973, с.196 — 198.
Авторское свидетельство СССР
¹ 556893, кл. В 22 D 18/00, 1976. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОНКОСТЕННЫХ ОТЛИВОК (57) Изобретение относится к литейному производству, в частности к способам литья с применением вибрации. Цель изобретения — снижение брака отливок по недоливам. Керамический блок 6 заформовывают в
„„Я3ц, 1680439 А1 сухом песке 5, который уплотняют с помощью вибраторов 4. Камеру 2 соединяют с вакуумной системой посредством крана l0 и при достижении требуемой величины вакуума в пескосыпе 1 осуществляют заливку блока расплавленным металлом. Через 1-2 с после начала заливки в форму ьключают вибраторы 4, которые сообщают пескосыпу
1 колебания в горизонтальной плоскости, После заполнения стояка включают пневмопривод ударного поршня 9, наносящего удары в вертикальной плоскости. Совместное воздействие вакуума, вибрации и ударного встряхивателя, налагаемых в двух направлениях, обеспечивают хорошую заполняемость тонкостенных керамических форм и способствуют повышению механических свойств отливок. 2 з.п. ф лы, 1 ил„4 табл, 1680439
Изобретение относится к литейному го наполнителя. Оболочки остужали вместе производству, в частности к способам литья с печью до 473 К, Заливку блоков осуществс применением вибрации. ляли на установке, изображенной на чертеЦелью изобретения является снижение же. Пескосып 1 псевдокипящего слоя з брака отливок по недоливам. 5 объемом рабочего пространства 20 дм
На чертеже схематично изображено ус- засыпали подогретым до 373 К песком 5. тройство для осуществления способа, Специальным устройством с внутренним заВ нижней части пескосыпа 1 располо- хватом закрывали блок от попадания в него жена газовая камера 2 с пористой диафраг- песка, переносили из печи и заформовывамой 3, На боковых стенках пескосыпа 1 10 ли в псевдокипящем слое песка. Включали установлены вибраторы 4. В пескосып I с вибраторы 4 на 40 — 60 с, Вибрация явялясухим кварцевым песком 5 установлен кера- ется важной операцией для получения формический оболочковый блок 6. Пескосып 1 мы оптимальной плотности и однородности закреплен на подвижном столе 7, установ- по сечению. При вибрировании плотность ленном в основании 8. Снизу подвижного 15 песчаного объема возрастает, песок оседастола 7 размещен пневмопривод ударного ет, Чашу блока фиксировали на уровне поршня 9. Газовая камера 2 посредством краев пескосыпа, уровень песка после вибкрана 10 соединяется поочередно с систе- рации восполняли, досыпая слой толщимой подачи сжатого воздуха или вакуумной ной 30 — 40 мм из холодного мелкого системой. 20 огнеупорного наполнителя, чтобы при налоКерамическийоболочковыйблокзафор- жении на поверхность не плавилась эламовывают в псевдокипящем слое песка 5, стичная пленка. Специальное устройство с который уплотняет с помощью вибраторов внутренним захватом вынимали из блока, 4. Газовую камеру 2 посредством крана 10 Кран 10 пескосыпа 1 переключали на соединяют с вакуум-насосом и вакуумируют 25 вакуум-насос. Пескосып 1 с заформованным внутреннюю полость пескосыпа 1, верхняя керамическим блоком 6 покрывали эластичполость которого покрыта эластичной плен- ной пленкой и вакуумировали до 40 мм вод. кой. Расплавленный металл заливают в за- ст, Виброуплотненный песок 5 под вакууливочную чашу блока 6, которая мгновенно мом приобретает высокую жесткость и прогорает. Через 1-2 с после начала залив- 30 прочно по всей боковой поверхности удерки металла в форму включают вибраторы 4, живает блок 6, гарантируя невозможность сообщающие пескосыпу колебания в гори- прорыва оболочки в момент заливки жидзонтальной плоскости. После заполнения ким металлом. Расплавленный металл залистояка включают пневмопривод ударного вали в заливочную чашу блока 6 через поршня, наносящего удары в вертикальной 35 пленку, которая мгновенно прогорала, Чеплоскости. рез 1-2 с после начала заливки металла в
После затвердевания отливки вибрато- форму включали вибраторы 4. Виброколебары и пневмопривод отключают. После ох- ния практически без потерь передаются келаждения отливки залитый керамический рамической форме вследствие высокой блок извлекают из пескосыпа 1. 40 жесткости виброуплотненной вакуумируеПример, Изготавливали отливку тракт мой формы, Вибрацию не выключали до заволновода (длина 300 мм, толщина стенки твердевания отливки, После заполнения
1,5 — 2 мм, толщина перемычки 0,8 мм, пло- стояка формы включали пневмопривод щадь перемычки 30 см ). Сплав алюминие- ударного поршня 9. Интенсивность ударов вый специальный, Модели изготавливали 45 регулировали давлением сжатого воздуха. запрессовкой иэ модельного состава МВС- Результаты проведенных испытаний
15. Суспензию готовили раздельным спасо- приведены в табл. 1 и 2. бом. Гидролиз проводили барботажем Для сравнимости результатов все испыэтилсиликатногосвязующегос добавкой пе- тания были проведены при глубине вакуума о рекиси водорода. Содержание условного 50 10мм вод. ст.,температура расплава715 С, о
SION в связующем 16"-,ь, растворители орга- температура формы 250 С, нические — ацетон и изопропиловый спирт. Оптимальные результаты получали при
Наполнитель суспензии пылевидный кварц вибрации частотой 40 — 120 Гц, амплитудой
ПК-З, обсыпка кварцевый песок 1К02А, Суш- 0,1-0,3 мм (табл, 3 и 4), поэтому для экспека вакуумно-аммиачная, На оболочку нано- 55 риментов, приведенных в табл, 1 и 2, парасилось четыре слоя покрытия, модельный метры вибрации выбрали средниеч=80Гц, состав выплавляли в автоклаве при давле- а = 0,2 мм, нии P = 0,12 МПа, затем оболочки прокали- Данные приведенные в табл. 2-4, расвали а электропечи при Т = 1173 К в течение крывают граничные значения параметров
0,5 ч. Прокалка осуществлялась без опорно- физических воздействий на отливку в про1680439
Таблица1
Относительное удлинение, Прочность на разрывание, кгс/см
Тип изического sos
Брак по недоливу перемычки
Способ литья ействия
Ударная встряхивание
Вакуум
Вибрация
Литье в вакуумированную форму (прототип)
Литье в вибрируемую форму
Литье в вакуумированную форму с виб ацией
3,0
100
4,3
30
5,4 цессе заполнения. Уменьшение коэффициента перегрузки К при ударном встряхивании ниже 2 не позволяет снизить брак по недоливу по сравнению с вакуумно-вибрационной заливкой. Увеличение коэффициента выше 3,5 приводит к разрушению формы.
Снижение частоты вибрации формы ниже 40 Гц резко повышает брак по недоливу и уменьшает механические характеристики отливок вследствие недостаточного импульсного воздействия. Повышение частоты выше 120 Гц не приводит к снижению брака литья, но несколько уменьшает показатели механических свойств. Уменьшение амплитуды колебаний менее 0,1 мм резко повышает брак литья по недоливу, увеличение амплитуды более 0,3 мм приводит к подбрасыванию металла в полости формы, разбрызгиванию и как следствие повышению пористости отливок и появлению трещин.
Более раннее начало вибрирования, чем через 1 — 2 с после начала заливки приводит к образованию брызг, капель и ухудшению поверхности отливок. Более позднее начало вибрирования приводит к возрастанию процента брака по незаполнению до 15 — 17%.
Начало ударного встряхивания после заполнения стояка формы выбрано в связи с повышением эффективности ударного встряхивания с увеличением гидравлического напора встряхиваемого металла. Количество ударов от 4 до 20 определено опытным путем по заполнению перемычек отливок.
Одновременное воздействие вакуума и вибрации позволяет достичь хорошей заполняемости тонких протяженных сечений формы. Вакуум предохраняет от обраэова5 ния воздушных пробок Дополнительное воздействие ударным встряхиванием усиливает инерционно-кинетическое воздействие на расплав, он как бы забивался в незаполненные полости формы. Совмест10 ное воздействие вибрации и ударного встряхивания, налагаемых s двух плоскостях, обеспечивает хорошую заполняемость тонкостенных керамических форм и способствует повышению механических свойств
15 отливок, Формула изобретения
1. Способ изготовления тонкостенных отливок, включающий изготовление керамического оболочкового блока, формовку
20 его в сухом песке, уплотнение песка, вакуумирование формы, заливку расплавленного металла и кристаллизацию отливки, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью снижения брака отливок по недоливам, заполнение
25 формы металлом осуществляют при одновременном вибрировании формы и ударным встряхивании ее в вертикальной плоскости.
2. Способ по и, 1, о тл и ч а ю щи и с я
30 тем, что вибрацию осуществляют с частотой
40-120 Гц, амплитудой 0,1 — 0,3 мм через 1-2 с после начала заливки.
3. Способ по и, 1. отличающийся тем, чу ударное встряхивание осуществля35 ют с перегрузкой 2 — 3,5 и сразу же после заполнения стояка, а количество ударов составляет 4 — 20.
1680439
Пврвме1 ы ноэ ействия
Прочность на разрыв, кгс/см
Брак по недоливу, f
Способ литья
10
200
5,4
12
32
6,6
Поломка
Литье в вакуумированную форму с вибрационноударным встряхиванием
Вибрация
Частота 80 Гц
Амплитуда
0,2 мм
Коаффициент перегрузки,K
2,5
2,5
Количество ударов, достаточное для заполнения перемычки
Случаются поломки формы о мы
30,5
31
31
Продолжение табл.1
Таблица2
Относительное удлинение, 7;
5,9
6,2
6,2
6.6
ТаблицаЗ
1680439 .
Таблица4
Составитель В.Майоров
Техред М.Моргентал Корректор М,Кучерявая
Редактор Ю.Середа
Произ=.;:дственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 32б9 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
