Способ изготовления отливок литьем по газифицируемым моделям


 


Владельцы патента RU 2619548:

Общество с ограниченной ответственностью "Инновационные технологии" (RU)

Изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано для изготовления отливок из сталей, чугунов, цветных металлов и их сплавов с применением технологии литья по газифицируемым моделям. Способ включает получение модели в пресс-форме путем заполнения пресс-формы предварительно вспененными гранулами пенополистирола диаметром 3-5 мм слоем толщиной 8-10 мм; последующее добавление сверху слоя добавок модифицирующих или легирующих в виде гранул, пудры, порошка или кусков толщиной 1-2 мм и окончательное вспенивание гранул пенополистирола с получением модели; сборку модели в модельный блок, окрашивание блока противопригарным покрытием, сушку, размещение модельного блока в опоке, заполнение его опорным материалом, герметизацию, вакуумирование и заливку металла. Способ позволяет получить модели из пенополистирола в пресс-формах с равномерным либо градиентным содержанием и распределением модифицирующих и легирующих добавок. 3 з.п. ф-лы, 3 пр.

 

Изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано для изготовления отливок из сталей, чугунов, цветных металлов и их сплавов с применением технологии литья по газифицируемым моделям с целью расширения области их применения.

Из уровня техники известен способ модифицирования стали путем введения в расплав при сливе в ковш модификаторов на основе бора и его соединений (А.с. №1470777). Недостатком данного способа является модифицирование всего объема отливки, что ведет к неравномерному распределению модификаторов по объему отливки, а также к значительному расходу модификаторов.

Из уровня техники известен способ получения отливок литьем по газифицируемым моделям, включающий получение моделей в пресс-формах путем нанесения на предварительно вспененные гранулы пенополистирола модификаторов или легирующих добавок в виде краски, последующей сушки, засыпки их в пресс-форму и окончательного вспенивания, сборки моделей в модельный блок, окрашивания модельного блока газопроницаемой антипригарной краской, размещения модельного блока в опоке, заполнения его несвязанным формовочным материалом, уплотнения его вибрацией, герметизации и вакуумирования опоки, заливки металла (RU 2048953 C1, В22С 7/02, 27.11.1995). Недостатком данного способа является сложность получения качественных моделей, поскольку предварительно вспененные гранулы пенополистирола после окраски легирующим покрытием и последующей сушки утрачивают (частично или полностью) способность к последующему увеличению их объема при окончательном вспенивании в пресс-формах. Также значительное количество легирующих и модифицирующих элементов в объеме моделей может стать причиной дефектов в отливках (рыхлости, усадочные раковины, непроливы и др.).

Наиболее близким по технической сущности является способ введения модификаторов и легирующих добавок при литье по газифицируемым моделям, включающий изготовление моделей из пенополистирола в пресс-формах, которые заполняют предварительно вспененными гранулами пенополистирола, окрашенными легирующими элементами, с добавкой неокрашенных предварительно вспененных гранул в количестве от 2 до 94% по объему (RU 2427442 C1, В22С 7/02, В22С 9/04, 27.08.2011). Недостатком данного способа является сложность получения отливок с равномерно распределенными модификаторами и легирующими добавками, поскольку технически сложно заполнить объем пресс-формы так, чтобы окрашенные гранулы оказались равномерно распределенными. Все это снижает универсальность способа.

Предлагаемый способ является более универсальным по отношению к прототипу. Повышение универсальности предлагаемого способа выражается в возможности получения моделей из пенополистирола в пресс-формах с требуемым (равномерным либо градиентным) содержанием и распределением модификаторов и легирующих добавок.

Способ осуществляется следующим образом.

При изготовлении моделей в пресс-формах их объем послойно заполняют предварительно вспененными гранулами пенополистирола, слоем не менее размера гранул, сверху которого добавляют модификаторы или легирующие добавки в виде гранул, пудры, порошков или кусков, слоем не менее размера частиц модификаторов и легирующих добавок. В зависимости от геометрии модели, ее габаритных размеров и требуемых свойств отливки выбирается количество и толщина слоев модификаторов и легирующих добавок. Для получения более плотной модели способ предусматривает добавление предварительно вспененных гранул пенополистирола слоем не менее размера гранул на верхний слой модификаторов и легирующих добавок при заполнении пресс-формы. Для локального модифицирования и легирования отливки способ предусматривает производить добавку модификаторов и легирующих добавок не по всей поверхности слоя предварительно вспененных гранул пенополистирола, а локально, в один или несколько участков, при этом площадь добавок должна составлять не менее 0,1% площади слоя предварительно вспененных гранул. Если площадь добавок составит не менее 0,1%, то модифицирование и легирование отливок может оказаться неэффективным. С целью создания градиента легированных слоев в отливках способ предусматривает добавление поверх слоя предварительно вспененных гранул модификаторов и легирующих добавок в различных сочетаниях с разной фракцией.

После заполнения объема пресс-формы предварительно вспененными гранулами пенополистирола с добавкой модификаторов и легирующих добавок она помещается в автоклав или другое доступное оборудование для окончательного вспенивания гранул пенополистирола путем теплового воздействия. Полученные модели извлекают из пресс-формы и при необходимости производят их сушку. Введенные в объем модификаторы и легирующие добавки оказываются прочно фиксированными в модели. Затем модели собирают в модельные блоки, окрашивают противопригарным покрытием и сушат. Сухие модельные блоки помещают в опоку, заполняют опорным материалом, герметизируют, вауумируют и заливают металлическим расплавом.

Примеры конкретного исполнения

Пример 1. Цилиндрическую пресс-форму диаметром 30 мм и высотой 50 мм послойно заполняли предварительно вспененными гранулами пенополистирола диаметром 3-5 мм, слоем 8-10 мм. Сверху каждого слоя предварительно вспененных гранул добавляли феррохром ФХ 60 в виде порошка слоем 1-2 мм. Полученные модели заливали расплавом серого чугуна СЧ 15. Полученные отливки содержали хром, твердость их составила 58-62 HRC за счет образования карбидов хрома.

Пример 2. То же, что в примере 1, только в качестве легирующего элемента добавляли графит, фракцией 0,1-0,3 мм. Модели заливали бронзой ОЦС 5-5-5. Полученные отливки содержали в объеме включения графита.

Пример 3. То же, что в примере 1, только в качестве модификатора добавляли порошкообразный корунд фракцией 0,1 мм. Модели заливали расплавом стали 40. Полученные отливки имели на поверхности кристаллическую структуру, дендриты находились в объеме. Это свидетельствует о том, что порошкообразный корунд, введенный в объем модели, выступает в качестве модификатора, препятствуя росту дендритов на поверхности, и создает новые центры кристаллизации в отливке.

1. Способ изготовления отливок литьем по газифицируемым моделям, включающий получение модели в пресс-форме путем заполнения пресс-формы предварительно вспененными гранулами пенополистирола диаметром 3-5 мм слоем толщиной 8-10 мм, с добавлением сверху слоя добавок модифицирующих или легирующих в виде гранул, пудры, порошка или кусков толщиной 1-2 мм и окончательное вспенивание гранул пенополистирола с получением модели, сборку модели в модельный блок, окрашивание блока противопригарным покрытием, сушку, размещение модельного блока в опоке, заполнение его опорным материалом, герметизацию, вакуумирование и заливку металла.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на слой добавок модифицирующих или легирующих в верхней части пресс-формы добавляют слой предварительно вспененных гранул пенополистирола слоем толщиной 8-10 мм.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что добавки модифицирующие или легирующие добавляют локально на один или несколько участков поверхности предварительно вспененных гранул пенополистирола при площади добавок, составляющей не менее 0,1% площади слоя предварительно вспененных гранул.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что для создания градиента легированных слоев в отливке, модифицирующие или легирующие добавки добавляют в различных сочетаниях с разной фракцией.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к литейному производству. Противопригарная краска для литейных форм и стержней содержит цирконовый порошок, воду, пыль бигхаузную, ортофосфорную кислоту и алюмохромфосфатное связующее при следующем соотношении компонентов, мас.%: цирконовый порошок 70,0-80,0; пыль бигхаузная 2,0-4,0; ортофосфорная кислота 5,0-8,0; алюмохромфосфатное связующее 2,0-5,0; вода остальное.

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при литье черных, цветных металлов и сплавов высокого качества. Противопригарное покрытие содержит, мас.%: алюмохромфосфатное связующее 10-15, маршалит 55-60, карбид бора 5-10 с зернистостью 40-80 мкм и воду остальное.

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для окрашивания пресс-форм, предназначенных для литья алюминиевых сплавов под низким давлением.

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для приготовления противопригарных красок для литейных форм и стержней. Противопригарная краска содержит, мас.%: цирконовую пасту 0,5-3,0, маршалит 86,0-91,5, водно-дисперсионное связующее на основе коллоидного кремния 1,0-3,0 и воду - остальное.

Изобретение относится к литейному производству. Покрытие содержит, мас.%: огнеупорный наполнитель - дистенсиллиманит 33-35, алюмохромфосфатное связующее 12-30, трепел 4-7, каолинитовую глину 2-5 и воду остальное.

Изобретение относится к литейному производству. Противопригарная краска содержит, мас.%: цирконовый концентрат 60-67, бентонит 1-3, лигносульфонат технический 2-5, мыло хозяйственное 0,5-2 и воду остальное.
Изобретение относится к области литейного производства. Способ включает сборку моделей и элементов литниковой системы, нанесение газопроницаемого противопригарного покрытия на модель, формовку модели в литейной форме в песке и заливку литейной формы металлом.
Изобретение относится к металлургии. Композит содержит, мас.%: золь-гель продукт, синтезированный с помощью силиката натрия 20-30, смесь порошкообразных электрокорунда 20-30, двуокиси титана пигментной 2-10, двуокиси циркония 2-10, талька 5-15, каолина 20-30 и воду остальное.
Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано в качестве компонента огнеупорных смесей для торкретирования металлургических агрегатов, керамического клея для периклазохромитовых, шамотных и других огнеупоров, защитного материала от высокотемпературной коррозии металлических конструкций, технологической оснастки для разливки стали, литейных металлических форм.
Изобретение относится к литейному производству. Краска содержит жидкость-носитель, порошкообразный огнеупорный материал и восстановитель.
Наверх