Способ изготовления отливок
Оп ИСАНИ Е
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (»i 821030 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 18..06.79 (21) 2780425/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М: К .
В 22 С 9/02
В 22 С 3/00
Гееуддретееииый комитет
ССС.Р (53) УДК 621.744 (088.8) Опубликовано 15.04.81. Бюллетень №14 по делан изобретеиий и лткрнтий
Дата опубликования описания 25.04.81 (72) Авторы изобретения
А. Г. Мирошниченко и Г. В. Нем
Научно-исследовательский институт специальн (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВОК
Изобретение относится к литейному производству, а именно к способам изготовления отливок, влючающим нанесение полимерных пленок на модели с последующим формообразованием.
Известны способы изготовления отливок, включающие нанесение полимерных пленок на модели (11.
Недостатком этих способов является необходимость изготовления модели с учетом усадки металла отливки и припусков для ее механической обработки, что при- 1Ц води1 к увеличению времени на изготовление отливки и ее стоимости, особенно в условиях единичного и мелкосерийного производства.
Цель изобретения — уменьшение времени на изготовление отливки и ее стоимости в условиях единичного и мелкосерийного производства.
Поставленная цель достигается тем, что в качестве модели используют деталь, для которой необходимо изготовить отливку, и 2о на деталь последовательно наносят несколь ко полимерных пленок, при этом, перед нанесением; очередной полимерной пленки, кроме последней, предыдущую прокалывают в местах расположения каналов, соединяемых с источником вакуума, а после формовки по полученной модели в смеси, содержащей связующее вещество, все слои пленки удаляют, либо, в случае применения вакуумной формовки, оставляют в форме последний слой пленки, контактирующий с формовочной смесью. Кроме того, между слоями герметичных полимерных пленок, одна из которых контактирует с деталью, а другая — с формовочной смесью, послойно, только на поверхности требующие припуски для механической обработки отливки и компенсации усадки металла, наносят жидкое быстросохнущее полимерное покрытие, например раствор поливинилбутиралля в гидрализованном спирте.
На фиг. 1 и 2 показан технологический процесс изготовления отливки.
Подмодельную плиту 1, содержащую сквозные каналы 2; например. в виде отверстий диаметром 0,6 — 1,0 мм, вставляют в гнездо резервуара 3, который через патрубок 4 соединяют с вакуумным насосом. На подмодмельную плиту. 1 устанавливают деталь 5, либо копию детали, изготовленную, например, из пористого материала, для ко821030
45 торой необходимо получить отливку. Между деталью 5 и подмодельной плитой 1 устаналивают прокладку 6, толщина которой компенсирует усадку металла отливки по вертикали и припусе на ее механическую обработку по горизонтально расположенным поверхностям.
На подмодельную плиту 1 и деталь 5 наносят первый слой полимерной пленки 7, предварительно подогретой до температур пластической деформации, который прокалывают, выполняя каналы 8, например отверстия диаметром 0,6 — 1,0 мм, в местах расположения каналов 2, соединяемых с источником вакуума.
Затем последовательно наносят необходимое количество слоев пленки напри1 1S мер 9 и 10, выполняя в них каналы l l и 2 и последний слой пленки 13, в котором каналы не выполняются.
Требуемое количество слоев полимерной пленки, наносимой на деталь, определяется толщиной плЕнки, максимальной величиной требуемого припуска на механическую обработку отливки и усадкой металла, С целью сокращения количества слоев, наносимой на деталь полимерной пленки, рекомендуется толщину последней выбирать в пределах 0,2 — 0,3 мм. Возможно приме2S нение листового полимерного материала большей толщины. В случае, когда форму изготавливают методом вакуумной формовки, толщину последнего слоя полимерной пленки, например полиэтиленовой, выбирают зо равной 0,05 — 0,12 мм, что обеспечивает получение отливки без газовых раковин.
Ь
Если образуются складки ггленки при нанесении ее на деталь, последние срезают/ ся под корень, что облегчает нанесение последующего слоя пленки и улучшает качество 35 поверхности, получаемой по предлагаемому способу отливки.
По детали получают модель и выполняют формовку известным способом.
На подмодельную плиту 1 устанавливают опоку 14, заполняют ее формовочной смесью 15, например уплотняемой песчаноглинистой, твердеющей при продувке углекислым газом жидкостекольной и др. Готовая форма снимается с подмодельной плиты (из формы извлекаются все слои пленки) и заливается металлом, Формовка по полученной модели может производиться многократно.
Целесообразно изготавливать отливки, используя принцип вакуумной формовки (фиг. 2). Для этого на подмодельную плиту
1 с нанесенными на деталь 5 пленками,.например 7, 9, 10, 13 устанавливается вакуумируемый через патрубок 16 и фильтр 17, контейнер 18, заполняемый зернистым огнеупорным наполнителем 19, например кварцевым песком, уплотняемым вибрацией.
Контейнер 18 герметизируется по контрла4 ду воздухонепроницаемым экраном 20, например пленкой.
Затем контейнер 18 подключается к источнику вакуума, а резервуар 3 отключается от источника вакуума и соединяется с атмосферой. Контейнер 18 снимается с подмодельной плиты 1, кантуется .на 180, из него извлекается деталь 5, слои пленки, например 7, 9, 10, а слой пленки 13, контактирующий с зернистым огнеупорным наполнителем 19 (формовочной смесью) ос/ тается в форме.
При этом слой полимерной пленки 13 после нанесения на деталь может окрашиваться противопригарной краской.
В итоге получают форму, изготовленную методом вакуумной формовки, которую заливают металлом.
Для отливок, требующих большой величины припусков на отдельных поверхностях, а также среднего литья, когда для компенсации усадки необходимо наносить на деталь большое количество слоев пленки, целесообразно вместо полимерных пленок, исключая слой пленки, контактирующий с деталью и формовочной смесью, послойно наносить жидкое быстросохнущее полимерное покрытие, например. раствор поливинилбутираля в гидролизованном спирте.
При этом, накапливая на конкретной поверхности определенное количество слоев такого покрытия, детали можно придать практически любую форму. Прокладка 6, в этом случае не применяется. В итоге получают модель заданной формы с необходимыми размерами, по которой единоразово или многократно изготавливают форму для отливки.
Пример. По предлагаемому способу изготовляют для детали «державка» тракторного плуга соответствующие отливки из чугуна и алюминия с использованием лабораторной установки вакуумной формовки литейного цеха опытного завода НИИСЛ.
Габариты отливки 200 X 200 X 100мм.
На деталь наносят 7 слоев полиэтиленовой пленки толщиной 0,2 мм и один последний слой толщиной 0,1 мм. Отверстия в пленке прокалывают иглой диаметром 0,6 мм.
Изготовляют и заливают 4 формы. Две— из песчано-глинистой смеси и две — из смеси сухого кварцевого и циркового песка с использованием метода вакуумной формовки. Поверхность слоя пленки толщиной
0,1 мм, контактирующей с огнеупорным зернистым наполнителем (смесь кварцевого и цирконового песка), окрашивают противопригарной краской на основе графита).
Величина вакуума в момент нанесения слоев полимерной пленки на модель в пространстве под подмодельной плитой поддерживается за счет управления клапаном рессивера в пределах 350 †4 мм рт. ст.
Во время съема вакуумного контейнера с подмодельной плиты и его кантовки на
821030
6 ной отливки изготовляют деталь «державка» снимая только припуски на механическую обработку. Выполнения механической обработки остальных поверхностей не тре буется, так как, нанесенные на деталь полиэтиленовая пленка и слои краски на основе поливинилбутираля, компенсируют усадку, металла и обеспечивается заданная размерная точность.
Применение предлагаемого способа позволяет резко сократить затраты на изготовление моделей в условиях мелкосерийного и единичного производства отливок.
Он может быть широко и эффективно использован для производства заготовок литейных моделей, устанавливаемых на формовочные машины, ремонтного литья и т. д.
1. Способ изготовления отливок, включающий нанесение герметичной полимерной пленки на модель с помощью вакуумируемых каналов, формовку по модели и заливку металла в форму, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени на изготовление отливки и ее стоимости в условиях единичного и мелкосерийного производства, в качестве модели используют деталь, на которую последовательно наносят несколько полимерных пленок, причем перед нанесением очередной полимерной пленки, кроме последней, предыдущую прокалывают в местах расположения каналов, а после формовки по полученной модели в смеси, содержащей связующее, все слои пленки удаляют или при применении вакуумной формовки оставляют в форме последний герметичный слой пленки, контактирующий с формовочной смесью.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения припуска для механической обработки и компенсации усадки металла, между слоями герметичных полимерных пленок, одна из которых контактирует с деталью, а другая — с формовочной смесью, в соответствующие места послойно наносят жидкое быстросохнущее полимерное покрытие.
3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в качестве жидкого быстросохнущего полимерного покрытия используют раствор поливинилбутираля в гидролизованном спирте.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР № 627910, кл. В 22 С 9/02, 1977.
180 вакуум в последнем составляет 450—
500 мм рт. ст.
В процессе извлечения детали из формы и слоев, полимерной пленки (за исключением слоя пленки, контактирующего с огнеупорным зернистым наполнителем), вакуум в контейнере составляет 300 — 340 мм рт. ст.
Во время заливки металла в форму вакуум в огнеупорном зернистом наполнителе поддерживается в пределах 480 — 520 мм рт. ст.
При указанных параметрах технологичес-10 кого процесса никаких затруднений, связанных с нанесением полиэтиленовой пленки на деталь, извлечением детали и пленки из формы не было.
Размеры получаемых отливок позволяют 15 изготовлять соответствующие детали. Чистота поверхности отливок, получаемых методом вакуумной формовки выше, чем у Формула изобретения отливок, изготовляемых в песчано-глинистых формах.
Кроме того, изготовляется одна форма 20 по той же детали «державки». Однако после нанесения на поверхность детали полиэтиленовой пленки толщиной 0,2 мм на последнюю, слой за слоем, наносится краска в виде раствора поливинилбутираля в гидролизованном спирте.
Состав краски, /ю
Поливинилбутираль порошкообразны и 3 — 7
Спирт гидролизованный 97 — 93
Краска наносится на поверхность пленки, -30 покрывающей деталь, кисточкой. Перед нанесением краски поверхность пленки протирают тампоном, смеченным в гидролизованном спирте. Толщина одного слоя краски колеблется в пределах 0,40 — 0,50 мм. Количество слоев краски, наносимой на пленку, определяется в зависимости от необходимого припуска для механической обработки .отливки и компенсации усадки металла.
При этом каждый последующий слой краски наносится после затвердевания предыдущего, происходящего за счет испарения
40 спирта, входящего в состав краски.
После нанесения последнего слоя краски и его затвердевания, полученный полимерный слой поливинилбутираля, а также пленку, покрывающую деталь, прокалывают в 45 местах, расположения каналов, соединенных с источником. вакуума и наносят, притягиваемый к поверхности детали за счет вакуума, слой полиэтиленовой пленки толщиной 0,1 м
Затем выполняют вакуумную формовку по образованной модели. Полиэтиленовая пленка толщиной 0,1 мм остается в форме.
Форму заливают алюминием. Из получен821030
71 (2 B 7 10
Фиг,1 Риг. 2
Редактор И. Касарда
Заказ 1663/18
Составитель A. Минаев
Техред А. Бойкас Корректор Ю. Макаренко
Тираж 869 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и оч крытий
113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4
