Способ изготовления литейных форм вакуумной формовкой

Способ изготовления литейных форм вакуумной формовкой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ-ВАКУУМНОЙ ФОРМОВКОЙ, включающий нанесение на модельную оснастку слоя легкоплавкого разделителя и слоя термостойкой краски, установку опоки, засыпку облицовочного слоя из нагретого огнеупорного сьтучего материала, последующую засыпку наполнительного слоя из холодного огнеупорного сыпучего материала, предварительное и окончательное уплотнение, герметизацию опоки пленкой и вакуумирование полости опоки, отличаю-щ и и с я .тем, что, с целью сокращения продолжительности изготовления формы и повышения стабильности размеров при изготовлении отливок, термостойкую краску наносят подачей в полость опоки газовой смеси под давле- . нием 1,05-1,15 МПа при температуре 30-120°С, причем соотношение толщин слоев легкоплавкого разделителя, термостойкой краски и нагретого сьтучего материала вьздерживают равным 1:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУВЛИН

3QiD B 22 С 9 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOlVlY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф е

» Яф»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3583778/22-02, (22) 21. 04. 83 (46) 23. 07. 84. Бюл. N- 27 (72) Ю.Г.Серебряков, M.È.Êàðïåíêî, Б.К.Святкин, А.П.Платонов и M.Â.ÆåëüHHñ (71) Всесоюзный заочный политехнический институт (53) 621.74.041-982(088.8) (56) 1. Шуляк В.С. Состояние и развитие машинной формовки. — "Литейное производство", 1976, N- 5.

2. Патент Японии ¹ 52-5004, кл. В 22 С 9/04, 1977 °

3. Авторское свидетельство СССР 869935, кл. В 22 С 9/02, 1981. (54) (57) 1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ. ВАКУУМНОЙ ФОРМОВКОЙ, включающий нанесение на модельную оснастку слоя легкоплавкого разделителя и слоя термостойкой краски, установку опоки, засыпку облицовочного слоя из нагретого огнеупорного сыпучего материала, последующую засыпку напол.,SU„„ 1 103934 А нительного слоя из холодного огнеупорного сыпучего материала, предварительное и окончательное уплотнение, герметизацию опоки пленкой и вакуумиро- вание полости опоки, о т л и ч а ю-шийся .тем, что, с целью сокращения продолжительности изготовления формы и повышения стабильности размеров при изготовлении отливок, термостойкую краску наносят подачей в полость опоки газовой смеси под давлением 1,05-1, 15 MIIa при температуре

30-120 С, причем соотношение толщин слоев легкоплавкого разделителя, термостойкой краски и нагретого сыпучего материала выдерживают равным

1:(2-4):(7-5).

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве нагретого сыпучего материала используют смесь двух фракций магнитомягкого материала размерами частиц 0,06—

1,8 мм и 2,1-3,5 мм и с отношением средней площади сечения частицы к ее периметру 0,72-0,98. куум-процессу.

Известен способ изготовления ли5 тейной формы по газифицируемой модели включающий изготовление модели, выполненной из пенополистиролового материала и имеющей каналы для удаления образуемых при литье от возгонки материала модели газов, нанесение на поверхность модели нескольких антипригарных (защитных) слоев и их отверждение, установку опоки и заполнение ее наполнителем — магнитомягким материалом с формой частиц, близкой к сферической, предварительное вибрационное уплотнение наполнителя, окончательное уплотнение наполнителя путем наложения на форму магнитного поля (1 7.

Недостатками ук аз анно го способа являются однократное использование модели, которая при литье полностью разрушается, сложность контсрукции модели и формы ввиду необходимости обеспечения газопроницаемости формы при литье, а также загрязнение окружающей среды газами, образуемыми при возгонке материала газифицируЕмой

30 модели.

Известен способ изготовления литейной формы при пониженном давлении, при котором пеномодель покрывают слоем краски, форму вакуумируют, закрыв сверху фольгой или лентой, и одновременно с заливкой газифицируют модель (2 3.

Недостатком этого способа является необходимость изготовления модели перед каждой формовкой.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ изготовления литейных форм вакуумной формовкой, включающий нанесение на модельную остнастку слоя легкоплавкого разделителя и слоя термостойкой краски, установку опоки, засыпку облицованного слоя из нагретого огнеупорного сыпучего материала, последующую засыпку наполнительного слоя из холодного огнеупорного сыпучего материала, предварительное и окончательное уплот. нение, герметизацию опоки пленкой и вакуумирование полости опоки (3 ).

Недостатками известного способа являются значительная продолжительность процесса изготовления литейной

35

1 1103

Изобретение относится к литейному производству, в частности к тЕхнологии изготовления литейных форм по ва934 2 формы из-за относительно длительной операции нанесения термостойкой краски, достигающей 7-20 мин,и недостаточная стабильность размеров отливок.

Цель изобретения — сокращение продолжительности изготовления литейной формы и повышение стабильности размеров при изготовлении отливок.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу изготовления литейных форм вакуумной формовкой, включающему нанесение на модельную оснастку слоя легкоплавкого разделителя и слоя термостойкой краски, установку опоки, засыпку облицовочного слоя из нагретого огнеупорного сыпучего материала, последующую засыпку наполнительного слоя из холодного огнеупорного сыпучего материала, пред! варительное и окончательное уплотнение, герметизацию опоки пленкой и вакуумирование полости опоки, термостойкую краску наносят подачей в полость опоки газовой смеси под давлением 1,05-1,15 МПа при температуре

30-120 С, причем, соотношение толщин слоев легкоплавкого разделителя, термостойкой краски и нагретого сыпучего материала выдерживают равным

1:(2-4):(7-5).

В качестве нагретого сыпучего материала используют смесь двух фракций магнитомягкого материала размерами частиц 0,06-1,8 мм и 2,1-3,5 мм с отношением средней площади сечения частицы к ее периметру 0,72-0,98.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Модель с нанесенным на нее слоем разделителя помещают в опоку, на слой разделителя наносят слой огнеупорной краски. Температура газовой среды

О поддерживается в диапазоне 30-120 С, :обеспечивающем переход разделителя в пластичное состояние, а избыточное давление — 1,05-1, 15 МПа. Толщины слоев легкоплавкого разделителя, термостойкой краски и облицовочного материала наносят исходя из соотноше ний 1: (2-4): (7-5) .

Полость опоки частично заполняют нагретым сыпучим огнеупорным материалом, формируют из этого материала облицовочный слой вокруг модели, что обеспечивает расплавление разделителя

J остальную часть полости заполняют холодным огнеупорным материалом. Полость опоки герметизируют синтетичес3 11039 кой полимерной пленкой, вакуумируют опоку (полуформу), после чего модель1: ную оснастку удаляют. Предварительное уплотнение наполнителя производят вибратором, а окончательное— магнитным полем.

При вакуумировании полуформы слой. термостойкой краски благодаря нали- . чию разупрочненного разделителя легко отделяется от поверхности модель- .1О ной оснастки и закрепляется на поверхности формы, образуя полость для заливки металла после удаления модели. Путем вакуумирования слой термостойкой краски легко отделяется от

„ поверхности модели и закрепляется ° на поверхности формы, обеспечивая оболочку для получения точной отливки. В качестве термостойкой краски используют смесь, содержащую, 7: 20 формальдегидная смола 7-8; поливинилбутираль 2-3, вспученный перлит 5-б, железный порошок 2,1-3,7, борная кислота 0,07-0,09 и растворитель остальное. 25

Использование магнитного поля и в качестве наполнителя магнитомягкого материала значительно ускоряет технологический процесс изготовления

1 литейной формы. Наполнитель, выполненный из магнитомягкого материала с размерами частиц 0,06 мм и 2, 1 мм, . применяется при проведении процесса изготовления литейной формы при температуре газовой смеси, соответствующей верхнему значению указанного диа- З5 пазона нагрева (120 С) при давлении

1,15 KIa, а с размерами частиц 1,83,5.мм — при температуре газовой смеси, соответствующей нюкнему пределу (30 С) при давлении 1,05 МПа. о 40

При уменьшении размера частиц в смеси наполнителя менее 0,0б мм и

2,.1 мм увеличивается продолжительность лроцесса изготовления литейной формы, а при увеличении в смеси на45 полнителя размеров частиц более

3,5 мм и 1,8 мм снижается стабильность качества получаемых отливок.

Стабильность размерной точности отливок повышается при использовании наполнителя в виде .частиц с формой, близкой к сферической форме (отношение средней площади сечения частиц к ее периметру — в пределах 0,720,98), а при уменьшении этого соотношения менее 0,72 отмечается удлинение технологического процесса изготовления литейной формы. При пода-.

34 4 че газовой смеси, нагретой до 30—

120 С, под давлением "I,05-1,15 MIIa достигается равномерное нанесение термостойкой краски ;на поверхность модели, покрытой легкоплавким разделителем.

Нижний предел нагрева газовой сре. ды может быть рекомендован при использовании легкоплавких разделителей на основе парафина, растворенного в бензине, который при температуре блоее 30 С начинает плавиться. Сни- жение температуры газовой среды о ниже 30 С нецелесообразно, так как

I в этом случае снижается качество тер мостойкого покрытия и падает производительность процесса нанесения покрытия. Верхний предел нагрева газавой смеси может быть рекомендован для разделителей с повышенными температурами плавления, например, на основе сополимера этилена с винилацетатом. Повышение температуры газовой смеси выше 120 С сникает срок службы модельной оснастки и размерную точность отливок.

Давление газовой смеси в полости опоки 1,05-1,!5 МПа назначено в связи с тем, что при таком давлении достигается равномерное нанесение термостойких покрытий на модельную оснастку. При увеличении давления свыше 1, 15 KIa отмечаются местные прорывы легкоплавкого разделителя, а при снижении давления ниже 1,15 МПаснижение качества поверхности покры тия, удлиняется процесс изготовления литейной формы и снюкается стабильность размерной точности orëèçoê.

Соотношение толщин легкоплавкого разделителя, термостойкой краски и облицовочного слоя облицовочного огнеупорного материала в пределах

1:(2-4):(7-5) обеспечивает высокую стабильность размеров отливок. При увеличении толщины термостойкой краски по сравнению с толщиной разделителя более, чем в 4 раза, увеличивается продолжительность процесса изготовления литейной формы, а при снижении толщины термостойкой краски ниже нижнего предела — снижается стабильность размеров отливок. Снижается стабильность размеров отливок и при увеличении толщины облицовочного материала- выше верхнего предела.

При уменьшении толщины облицовочного слоя менее нюкнего предела отмечается снижение качества поверхнос"

11039

S ти литейной формы. Песок для облицовочного слоя не должен содержать примесей, снижающих уплотняемость.

В качестве нагретого наполнителя может быть использована смесь иэ двух фракций ферритного порошка и дроби с размерами частиц 0,06-1,8 мм и

2, 1-3 5 мм соответственно. Соотношение средней площади сечения частицы к периметру в пределах 0,72-0,98. 10

Аналогичными. способами изготовляют и вторые полуформы. Обе полуформы соединяют по штырям на заливочном ящике, скрепляют скобами и заливают жидким металлом. Для заливки исполь- 15

Дробь ф 2 мм, 3:1:11 вибратором

92-105

7-1 2

63-72

Известный

Смесь двух 1:2:7 фракций с частицами

1,8и3,5мм, вибратором

Предлагаемый

87-93

60-65

4,7-5 3

89-95

52-57

1:3:6

Смесь двух фракций с частицами 1,0 и 3,0 мм, вибратором

Газовой сме3-4,2 сью под избыточным давлением

0,1ИПа и с температурой

60 С

94-98

44-50 3

1,7-2,7

1:4:5

Смесь двух фракций с частицами 0,06 и2,1мм, вибратором

57-63

89-95

1:2:7

4,3-4,9

Кистью при комнатной температуре

Газовой смесью под избыточным давлением

0,05 МПа и с температурой

30 С

Газовой смесью с температурой 120 С и при избыточном давлении

0,15 ИПа

Газовой смесью с температурой 30 С под избыточным давлением

0,05 ИПа

Смесь двух фракций с частицами

1,8 и 3,5 мм ф 0,72

Первичное— вибратором, окончательноемагнитным полем эуют три типа литейных сплавов: сталь 45 ФЛ, ЛК80-3 и ВЧ 40-12, выплавленных в индукционных печах.

Заливку сплавов в литейные формы производят при температурах 1530, 1170 и 1400 С соответственно. После полной кристаллизации отливок магнитное поле и вакуум отключают, и готовые отливки извлекают из литейной формы (таблица).

Экономический эффект от испольэо"1 вания изобретения составляет 24 -

35 руб. на тонну годного чугунного литья и 43-62 руб. на тонну годного литья из цветных сплавов.

1103934

Продолжение таблицы

50-55, 91-96

2,8-3,8 полем

42-49

95-99

1,6-2,5 магнитным полем

П р и м е ч а н и е. В числителе показана продолжительность процесса изготовления литейной формы, а в знаменателе — продолжительность операции нанесения покрытия.

Составитель A.Êîâàëåâ

Техред Т.фанта Корректор И.Эрдейи

Редактор И.Дербак

Заказ 5144/7 Тираж 775 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал IIIIII "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Газовой смесью под избыточным давлением 0,1 MIIa и с температурой 60 С

Газовой смесью с температурой

120 С и,при избыточном давлении 0,15 MIIa

Смесь двух фрак- 1:3:6 ций 1,0 и

3,0 мм ф 0,85, первичное — вибратором, окончательное †магнитн

Смесь двух фрак- 1:4:5 ций с частицами

006и2,1мм ф 0,98, первичное — вибратором, окончательное