Способ изготовления литейных форм

 

Союз Советскнк

Социалистически к

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

< „780946 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 080179 (21) 27096з5/22-02 с присоединением заявки М (23) Приоритет

<я)м. кл.

В 22 С 9/02

Государственный комитет

СССР

fIo делам изобретений н открытий

Опубликовано2З1160 Бюллетень йо 43 (53) УДК 621.744 (088.8) Дате опубликования описания 251180 (72) Авторы изобретения

lp. В. Галибов, А. С. Бойченко, P. В. Порхунов и В. М. Горфинкель

-;:, 3,: ( центральный научно-исследовательский институт материалов и технологии тяжелого и транспортного" "= машиностроения ( (71) За яв ител ь 54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ

Изобретение относится к литейному производству, а именно к вакуумной формовке, и может применяться при изготовлении форм для отливок иэ стали, чугуна и сплавов цветных металлов.

Известны способы вакуумной формовки с применением в качестве герметизирующего средства синтетических пле-, нок, покрывающих верх, низ, плоскость разъема и рабочую полость формы $1). 1©

Такие способы предусматривают прн изготовлении полуформы наложение синтетической пленки в нагретом состоянии на рабочую поверхность модели, имеющей тонкие сверления в углубле- 15 ниях и переходах или изготовленной иэ газопроницаемого материала. В полости подмодельной плиты и модели создается вакуум, благодаря которому пленка плотно облегает поверхность модели 30 и подмодельной плиты. Затем на подмодельную плиту устанавливается опока, имеющая вакуум-камеру.

В опоку засыпается кварцевый песок или другой огнеупорный наполнитель. 2S

Сверху на опоку накладывают лист синтетической пленки, подключают полость опоки к вакуумной системе, и благодаря созданию вакуума в ней пленка прижимается к наполнителю, который уплот-30 няется эа счет разности давлений в порах формы и атмосферы. Затем вакуум- в полости подмодельной плиты снимается, облицовочная пленка прижимается к плоскости разъема и рабочей полости полуформы, которая подается íà сборку с предварительной покраской или беэ нее.

Применяемая синтетическая пленка для облицовки моделей должна обладать высокими пластическими свойствами во всех направлениях 1относительное рас» тяжение 600Ъ и более), что достигается только при ее нагреве. Аниэотропность свойств ведет к образованию складок на пленке и, вследствие местного увеличения толщины синтетического слоя, к образованию газовых раковин на поверхности отливок.

Прочность пленки должна быть в пределах 100-120 кг/см . Более низкая прочность приводит к разрыву пленки при облицовке модели, более высокая требует глубокого вакуума, увеличивающего шероховатость и пригар на поверхности отливок.

Предъявляеьыи требованиям отвечает ограниченное число дефицитных и дорогостоящих пленок, например зтиленвинилацетатная, что является од780946

;ной из причин, ограничивавщих разви-! тие и применение вакуумной формовки.

В связи с перепадом давлений между полостью форйй и "ее порййи и"

:,=большей=вбзможйосТью lIpoHHlcйЗвеййя в них жидкого металла, склонность отливок к образованию механического 5

""пригара при вакуумной формовке больше, чем йри обычных способах, поэтоЬф требуется покрытие рабочей полости формы ротйвопригарниии составами даже на отливках, которые в обычных формах lO не требуют этого. деструкция йлоеэйки во время заливки и конденсация ее продуктов в йейро="" гретых слоях формы образуют песча ную корочку на сийтеетйческом- свя- " эу ацем, обпеСйечивйо@ ФГ прочйость и целостность Формы при воздействии

- жйдкого металла. Однако при изготовлении толстостенных отливок (c толщиной стенки 20 мм и более) по мере -О прогрева иаполнителя фронт конденсации перемещается вглубь формы, в .результате чеГо жидкий металл кон-тактйрует с несвяэанньвв найолййтелем формы, что является причиной брака по засорам. 25

Необходимость бйстрой и спокойной заливки вакуумных форм требует увеличения сечений элементов литниковых, систем по сравнению с обычными спо-собами и повышает расход металла на 30 литники, Укаэанные недостатки устранены в способах вакуумной формовки, в которых в рабочей полости формы в качестве гещртметиэирутющего средства вместо 3 пленки используется слой огнеупорного материала. Это позволяет расширить область применения данного технологического процесса для массивных отливок сложной конфигурации.

Наиболее близким к аредлагаемому является способ вакуумной формовкий в котором при изготовлении полуформы вместо синтетической пленки на модель наносится равномерный слой формовочного материала, содержащего связую- 45 нее, тоЛщиной 20 рее 21. йри нэготоэлении полтформ этот слой наносится на модель и отверждает- "ся прокручиванием через него воздуха, удаляющего растворитель. После отвер- 50 ждения облицовочкого слоя в опоку засыпается формовочный материал, лишенный связующего ; сверху опока герметизируется листом плейкй. 0%coco>i воздуха-снижают давление в порах на- 55 болйитэельноГо материала, отключают от аакоулумиа полость подмодельной плиты ей ИЙ)Ф"ФТбГОтноаорОйзтВЬдят Вйтэяжнумодели, отделку и сборку форм..

Чтобы нанести слой формовочного материала, содержащего связукщее и ийеющегб Ьйределейнув прочность в "

СЩЯЖГсостоянии, на модель, требуетФМ его гутйлотнтенйе йа Повтерхйосгтй мо- доли. Однако уплотнение на плоских

=W выпуклых частях модели слоя тол- 65 шиной 20 мь(приводит к неравномерной плотности его, наличию крупных пор, являющихся причиной механического прнгара, что вызывает необходимость йрименения литейных красок.

Удаление модели иэ полуформ с затвердевшей, неподатливой облицовкой и прилипание формовочного материала к Материалу модели -требуют больших усилий, приводящих к частичному разрушению облицовочного слоя. Применение разделительных покрытий при этом неэффективно, так как прнпылы сползают с вертикальных и наклонных стенок модели, а жидкие композиции впитываются облицовкой и не обра"эгулют раздйелйтельного слоя. Смесь, содержащая связующее, в процессе работы засоряет несвязанный оборотный песок. Требуется регенерация или удаление этой смеси, что увеличивает расход формовочных материалов и затраты на их подготовку.

Цель изобретения — повышение качества и производительности изготовления отливок.

Указанная цель достигается тем, что при изготовлении отливок вакуумной формовкой вместо облицовки из формовочной смесй, содержащей связую щее, в качестве герметиэирующего средства в рабочей полости формы на модель наносят слой сыпучего мелкозернистого огнеупорного материала с величиной зерна 0,05-0,01 мм, наприв рр циркона или электрокорунда. Модель изготавливают иэ гаэопроницаемого материала, например жидкостекольной смеси с газопроницаемостью не менее 100 ед.

Сыпучий огнеупорный материал при нанесении на поверхность гаэопроницаемой модели, внутренняя полость которой подключена к вакуумной системе, плотно прилегает к ней, не сползает с наклонных и вертикальных

l плоскостей, образуя тонкий слой с низкой гаэопроницаемостью. При оптимальной толщине слоя сыпучий материал прочно удерживается на поверхности мбдели во время заполнения опоки сухим песком и в полости формы после извлечения модели, обеспечивая целостность и достаточную прочность формы.

Так, при изготовлении форм с использованием в качестве герметиэато ра" электрокорунда, наполнителя- кварцевого песка К02, гаэопроницаемости модели 180 ед, глубине вакуума 0,5 ат толщина герметизирующего слоя, обеспечивающего прочную форму с поверхностной твердостью Ь5-75 ед, составляет 1-3 мм. Неравномерность толщины слоя в разных точках полости формы допускается в этих же пределах. При толщине слоя меньше 1 мм прочность формы недостаточна,наполнитель при кантовке полуформы"высыпается иэ опоки. Если толщина слоя больше 3 мм, то лишний

780946 герметизатор.после извлечения модели держится в полости формы недостаточ-, но прочно и может быть поврежден сжатым воздухом при нанесении связующего из пульверизатора; точность конфигурации и геометрических размеров формы при этом снижается.

Удаление модели иэ полуформ производится свободно, с усилиями, меньшими, чем при облицовке ее синтетической пленкой. Для придания герметизирующему слою поверхностной прочности, с целью предупреждения размыва формы жидким металлом во время заливки и повышения его герметичности после извлечения модели, на него наносится из пульверизатора или 1$ в виде пены слой литейного связующего, например 10-15%-ный водный раствор жидкого стекла или 4-53-ный раствор поливинилбутираля в изопропиловом спирте. Низ, верх и плоскость рц разъема формы герметиэируются любой недефицитной синтетической пленкой толщиной 0,01-0,05 мм, например полиэтиленовой. Литниковая система может быть выполнена по газопроницаемым моделям подобным образом либо обычным для вакуумной формовки покрытием элементов литниковой системы отдельными листами пленки..

Предлагаемый способ поясняЬтся чертежом.

На подмодельную плиту 1, имеющую вакуумную камеру 2 и трубопровод 3, устанавливают модель 4 из газопроницаемого материала. На подмодельную плиту 1 для герметизации полуформы по плоскости разъема накладывают полиэтиленовую пленку 5 толщиной 0,010,05 мм с вырезом по контуру модели.

После подключения камеры 2 к вакуумной системе с глубиной вакуума 0,,5 ат gp .и более на модель 4 наносят припыливанием слой электрокорунда б. Затем на подмодельную плиту 1 ставят опоку 7 с вакуумной камерой 8 и трубопроводом

У, в которую засыпают сухой формовочный огнеупорный материал (песок) 10.

Сверху опоку герметиэируют листом пленки 11. Стояк 12 покрывают тоже отдельным листом пленки 13.

При подключении полости опоки к вакуумной системе через трубопровод

9 происходит уплотнение формовочного песка 10. После отключения полости 2 подмодельной плиты 1 от вакуумной системы слой злектрокорунда б прижимается к формовочному песку 10. Опоку 55

7 снимают с подмодельной плиты 1, после чего модель 4 легко удаляют из полуформы. Слабой струей иэ пельверизатора поверхность слоя покрывают

10-153-Н водным раствором жидкого gp стекла. После выдержки на воздухе

1 до подсыхания поверхности слоя полуформу подают на сборку.

Предлагаемый способ имеет ряд технико-экономических преимуществ.

Так . при нанесении на газопроницаемую модель, сыпучий мелкозернистый материал плотно прилегает к ее поверхности под действием вакуума беэ дополнительного уплотнения и образует герметиэирующий облицовочный слой, который получается плотным, что обеспечивает высокое качество поверхности, предотвращая, пригар и уменьшая шероховатость отливок. Необходимость применения литейных красок отпадает, что сокращает цикл изготовления формы

Герметиэирующий слой является хорошим разделителем, облегчающим удаление модели из полуформы беэ особых усилий и без нарушения облицовочного слоя, сокращая время на отделку формы

Материал слоя не засоряет оборотный песок, а наоборот, добавка мелкозернистой составляющей в наполнитель увеличивает прочность форм. Расход материалов .на облицовку модели снижается, так как слой из мелкозернистого огнеупора в среднем в 10 раэ тоньше, чем из смеси, содержащей связующее.

Перечисленные преимущества предла" гаемого способа обеспечивают повышение качества отливок и увеличение производительности Труда при изготовлении форм.

Формула изобретения

1. Способ изготовления литейных форм, включающий нанесение на гаэопроницаемую модель герметизирукщего слоя, заполнение опоки сухим сыпучим огнеупорным материалом, уплотнение вакуумом, удаление моделйй сборку формы, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества и производительности изготовления отливок, в качестве герметиэирующего слоя йа модель наносят сыпу- . чий мелкозернистый огнеупорный материал с величиной зерна 0,05-0,01 мм, который после удаления модели скрепляют по поверхности слоем вязующего.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что толщина герметизирующего слоя составляет 1-3 мм.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии М 50-28369, кл. В 22 С 9 02, опублик. 1971.

2. Патент Швейцарии N 584574, кл. В 22 С 15/28, опублик. 1975.

780946

Ю д

Составитель A. Минаев

Редактор А. Маковская Техрер Ж.Кастелевич Корректор Н. Стец

Заказ 8034 / Тираж 689 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретении и открытии

113035, Москва, Ж- 35, Раушская наб., д. 4у5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4