Способ изготовления литейной формы

Изобретение относится к литейному производству, преимущественно к изготовлению керамических форм по выжигаемым моделям. Способ включает нанесение на модель разделительного покрытия в виде жидкой смеси и формовочного керамического материала, выжигание модели из керамической формы, при этом разделительное покрытие наносят толщиной 0,015-0,05 мм, а в качестве компонентов смеси используют воск или парафиностеариновый состав и органический растворитель, которые берут в следующем количественном соотношении, мас.%: воск или парафиностеариновый состав 20-50, органический растворитель 50-80. Технический результат: предотвращение коробления облицовочного слоя формы, возникающего в результате термического расширения модели. 1 табл.

 

Предлагаемое изобретение относится к литейному производству, преимущественно к изготовлению керамических форм по выжигаемым моделям.

Известен способ изготовления литейной формы (Авторское свидетельство СССР №821030, кл. В22С 9/02, 1979 г.), включающий нанесение между моделью и формой в несколько слоев жидкого быстросохнущего разделительного покрытия. Каждый последующий слой наносят после затвердевания предыдущего. Состав покрытия: поливинилбутираль 3-7% и спирт гидролизированный 97-93%.

Недостаток этого способа с таким составом разделительного покрытия заключается в его трудоемкости, так как приходится наносить последовательно несколько слоев. Кроме того, этот способ нельзя применять для изготовления литейных форм по выжигаемым стереолитографическим моделям из-за высокой температуры плавления покрытия. Разделительное покрытие выгорает вместе с выжигаемой моделью и не образует необходимое пространство для термического расширения модели. В результате при выжигании модели происходит спекание между поверхностью модели и облицовочным слоем формы.

Также известен менее трудоемкий способ изготовления литейной формы (Авторское свидетельство СССР №722654, кл. В22С 3/02, 1980 г.), при котором наносят на модель разделительное покрытие в виде жидкой смеси, сушат при комнатной температуре и наносят формовочный керамический материал, после чего выжигают модели из керамической формы. Состав разделительного покрытия: 10% - минеральное масло, 0,5% - поверхностно-активное вещество, остальное - вода.

Основным недостатком способа с применением такого разделительного покрытия является то, что, во-первых, слой разделительного покрытия слишком тонкий и при его выплавлении не образуется необходимое пространство между формой и моделью для компенсации термического расширения модели; во-вторых, температура плавления данного разделительного покрытия высокая, и оно выгорает только при выжигании модели.

Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является предотвращение коробления облицовочной формы, возникающего в результате термического расширения модели.

Технический результат достигается тем, что способ изготовления литейной формы по модели включает нанесение на модель разделительного покрытия в виде жидкой смеси и формовочного керамического материала и выжигание модели из керамической формы.

Новым в изобретении является то, что разделительное покрытие наносят толщиной 0,015-0,05 мм, а в качестве компонентов смеси используют воск или парафиностеариновый состав и органический растворитель, которые берут в следующем количественном соотношении, мас. в %:

воск или парафиностеариновый состав	20-50,
органический растворитель	50-80.

Способ осуществляется следующим образом.

Парафиностеариновый состав или воск погружают в нефтяной растворитель (нефрас), которые берут в следующем количественном соотношении, мас.%: парафиностеариновый состав - 25, нефрас - 75, разогревают содержимое до температуры 80°С, перемешивают до однородного состояния, остужают до комнатной температуры и наносят на выжигаемую стереолитографическую модель слоем 0,015-0,05, В качестве органического растворителя можно использовать также ацетон, уайт-спирит. Такой разделительный состав наносят на выжигаемую модель

На следующем этапе модель с жидкой разделительной смесью покрывают формовочным керамическим материалом.

Выжигание стереолитографической модели производят при температуре 850°.

Поскольку парафиностеариновая смесь обладает низкой температурой плавления (45°С), разделительное покрытие выгорает до начала термического расширения модели, причем толщина покрытия обеспечивает требуемый зазор между выжигаемой стереолитографической моделью и формой.

Были проведены эксперименты по влиянию толщины разделительного покрытия на качество керамических форм, результаты которых приведены в таблице.

Кол-во ПС, %	Кол-во нефраса %	Толщина покрытия, мм	Влияние покрытия	Возможные дефекты	Термическое расширение модели в тонких сплошных сечениях в одну сторону, мм
1	2	3	4	5	6
17	83	0...0,005	Сглаживает микронеровности поверхности модели, уменьшает сцепление модели с формой с образованием зазора меньше ее термического расширения.	Разрушение облицовочного слоя	0,015...0,045
20	80	0,015...0,02	Сглаживает неровности с образованием зазора в пределах термического расширения модели.	Без дефектов
25	75	0,02...0,025	То же	То же
35	65	0,025...0,035	То же	То же
50	50	0,03...0,05	То же	То же
55	45	0,04...0,055	То же	Недопустимое увеличение геометрических размеров модели

Как видно из результатов экспериментов, возможное соотношение компонентов разделительного покрытия следующее:

Парафиностеариновый состав	20-50%
Нефрас	50-80%.

При других соотношениях компонентов разделительного покрытия, выходящих за указанный предел, происходит либо недопустимое увеличение геометрических размеров модели с нанесенным на нее разделительным покрытием, что приводит к изменению геометрии отливки, либо к разрушению облицовочного слоя формы.

Способ изготовления литейной формы по модели, включающий нанесение на модель разделительного покрытия в виде жидкой смеси и формовочного керамического материала, выжигание модели из керамической формы, отличающийся тем, что разделительное покрытие наносят толщиной 0,015-0,05 мм, а в качестве компонентов смеси используют воск или парафиностеариновый состав и органический растворитель, которые берут в следующем количественном соотношении, мас.%:

Воск или парафиностеариновый состав	20-50
Органический растворитель	50-80