Способ изготовления литейных форм по выплавляемым моделям

Способ изготовления литейных форм по выплавляемым моделям

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ из гипсоналивных смесей на основе кристобалита и гипса-полугидрата, включающий заливку предварительно затворенной водой и вакуумированной смеси в технологическую оснастку, вьшлавление модели, нагрев и прокалку формы, отличающий-, с я тем, что, с целью улучшения качества форм путем снижения усадки и повышения прочности после прокалки , нагрев формы осуществляют при 200-300с в ваку5 ме, который поддерживают на уровне

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ!ТИЙ (21) 3530386/22-02 (22) 31. 12.82 (46) 23.01 85. Бюл. К 3 (72) И.M. Пиевский и А.Б. Шпильский (71) Институт технической теплофизики АН Украинской ССР (53) 621.744.3 .621.74.045(088.8) (56) 1. Кестнер О.Е. и др, Точное литье цветных сплавов в гипсовые и керамические формы. М., "Машиностроение", !968, с. 290, 66-68.

2. Разработка и внедрение промышленной технологии производства и использования отечественной формовочной массы при точном литье ювелирных изделий на предприятиях Союзювелирпрома. — Отчет ВНИИювелир рома по теме В 1270730970, 1979.

4(51) В 22 С 9 04 В 22 С 9/12 (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИ-

ТЕЙНЫХ ФОРМ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЬ!М МОДЕЛЯМ из гипсоналивных смесей на основе кристобалита и гипса-полугидрата, включающий заливку предварительно затворенной водой и вакуумированной смеси в технологическую оснастку, выплавление модели, нагрев и прокалку формы, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения качества форм путем снижения усадки и повышения прочности после прокалки, нагрев формы осуществляют при 200-300 С в вакууме, который поддерживают на уровне (1-2) ° 10 Па в течение 45 мин — 2 ч.

Ф

1 11355

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления мелких деталей сложной конфигурации из цветных, редких и благородных металлов и их сплавов.

Известен способ изготовления литейных форм по выплавляемым моделям иэ быстросхватывающихся формовочных смесей с различными огнеупорны- 1О ми наполнителями и связкой из гипсаполугидрата, заключающийся в эатворении смеси водой с образованием гипса-двугидрата, вибровакуумировании, заполнении получающейся суспензией технологической оснастки, выплавлении модели и прокалке форм.

Поскольку при нагреве происходит дегидратация гипса, сопровождающаяся усадкой формовочной массы, в ря- щ де случаев перед обжигом форм применяют их пропаривание в автоклаве при избыточном давлении, способствующее расширению гипса P) .

Недостатками указанного способа р являются снижение более чем в два

° 1 раза прочности литейных форм, а также низкая производительность, обусловленная необходимостью длительной выдержки форм после пропаривания.

Известен способ изготовления литейных форм, согласно которому усадка гипса при его переходе в полугидрат компенсируется расширением крис35 тобалитового наполнителя, сопровождающим превращение - Ж -кристобалит, а весь цикл тепловой обработки литейных форм — выплавление модели, нагрев и прокалка — происходит в воздушной среде рабочего пространства обжиговых печей f2), Однако наиболее существенная усадка формовочной массы наступает при переходе обезвоженного полугидра-4> та связки в растворимый ангидрит с перестройкой моноклинной кристаллической решетки в ромбическую в интервале температур 300-400 С, что не может быть скомпенсировано крис- 50 тобалитовым эффектом расширения; наполнителя, имеющим место в интервале температур 220-270 С. Таким образом, значительная амплитуда термических объемных изменений вызы- 55 вается несовпадением температурных диапазонов расширения криатобалита и усадки гипса: при 220-270 Со

28 а превращения > р(-кристобалит, при 300-400 С вЂ” превращения обеэвоженного полугидрата в растворимый ангидрит. В результате формовочная масса испытывает сначала скачкообразное расширение, а затем усадку, что является причиной растрескивания форм и брака отливок по просечкам, прорывам и эасорам.

Целью изобретения является улучшение качества форм путем снижения усадки и повышения прочности после прокалки.

Эта цель достигается тем, что согласно способу изготовления литейных форм по выплавляемым моделям из гипсоналивных смесей на основе кристобалита и гипса-полугидрата, включающему заливку предварительно затворенной водой и вакуумированной смеси в технологическую оснастку, выплавление модели, нагрев и прокалку формы, нагрев формы осуществляют при 200-300 С в вакууме, кото0 рый поддерживают на уровне (1-2) r х10 4 Па в течение 45 мин — 2 ч.

Вследствие вакуумирования гипсовых форм при нх нагреве от 200 до

300 С происходит смещение в указанную область температур процесса превпревращения обезвоженного полугидрата в растворимый ангидрит, что позволяет совместить кристобалитовый эффект расширения наполнителя и эффект усадки гипсовой связки.

Подвергнутые вакуумированию формы . изменяют свою структуру. без резких изменений объема, что обеспечивает их целостность и отсутствие трещин после прокаливания.

Верхний предел давления 2 ° 10 Па является границей осуществления эффекта снижения температуры перестройки кристаллической решетки ангидрита, нижний предел не ограничен; Однако целесообразно ориентироваться на недефицитные и простые в эксплуатации механические насосы с масляным уплотнением, что и обуславливает нижний предел 1 10 Па.

Нижняя граница времени нагрева.

45 мин соответствует максимально возможной скорости превращения полугидрата гипсовой связки в ангидрит, а верхняя граница 2 ч — зремени нагрева наиболее массивных форм, применяемых в и сцизнонном литье изделий нз благор: дных сплавов.

3 1t

Формы изготавливают следующим образом.

Навески наполнителя и гипса или готовая сухая гипсовая смесь вводятся в воду эатворения, смешиваются в течение 3-4 мин, суспензия вибровакуумируется 1-2 мин, после чего заливается в технологическую оснастку (опоки с моделями отливаемых изделий), в которой снова вибровакуумируется в течение 1-2 мин.

После затвердевания формовочной массы при комнатной температуре опоки с формами помещают в прокалочную вакуумную печь, где сначала при атмосферном давлении и температуре 120-140 С в течение 2 ч осуществляется выплавление моделей, затем температуру в печи поднимают со скоростью 140 С/ч до 200 С, по о достижении которой включается вакуумный насос, и дальнейший нагрев ведут в вакууме на уровне (1-2)

i104 Па до достижения 300ос. После этого вакуум отключают и формы продолжают нагревать с той же скоростью до достижения 700-750 С, при котоо рой в течении 2-3 ч формы.прокаливают. После прокалки формы быстро переносят в литейные установки для заливки металлом.

H p и м е р 1. Изготавливают опытные образцы стандартных размеров диаметром 50 мм, высотой 50 мм и

5 М 5 Х 5 мм из формовочной смеси

"Инвестрайт". Сухая смесь затворяется водой при водомассовом отношении

0,4 л/кг, раэмешивается в течение

3-4 мин до сметанообразной консистенции, вибровакуумируется в течение

1,5 мин, после чего разливается в формы цилиндров и балочек и снова вакуумируется s формах в течение

2 мин. Через час после этого по окончании твердения образцы извлекают из форм, образцы-цилиндры поI мещают в вакуумную печь, а образцыбалочки - в дилатометр, выдерживают в течечие 2 ч при 130 С, после чего о начинается автоматически регулируемый подъем температуры с постоянной

35528 4 скоростью 140оС/ч. После достижения о температуры 200 С создается вакуум на уровне 1,5 ° 104 Па, который поддерживается до тех пор, пока не установится температура 300 С. После это о

ro вакуум отключается, а образцы продолжают нагреваться до 700 С. После выдержки при этой температуре в течение 2 ч образцы извлекают из

1О печи и подвергают технологическим испытаниям.

Пример 2. Аналогично при.меру 1, однако вакуумирование проводят на уровне (3-4) ° 10 Па. Отмечается усадка в интервале 300400 С величиной 0,1Ж, имеются трещины на поверхности образцов.

Пример 3. Аналогично примеру 1, однако время нагрева от

200 до 300 С составляет 25 мин. Отмечается усадка величиной 0,13Х имеются трещины на поверхности образцов.

Для получения сравнительных данных проводится термическая обработ- . ка аналогичных образцов, изготовленных из того же материала по известному способу беэ вакуумирования при обжиге.

Режим обработки и результаты испытаний приведены в таблице.

Как видно из таблицы и примера 1 усадка массы по предлагаемому способу отсутствует по сравнению с известным способом, а прочность

35 выше, при этом вследствие отсутствия трещин лучше и качество поверхности, Иэ примеров 2 и 3 следует, что отклонение от указанных парамет40 роВ приводит к ухудшению качества форм.

Использование изобретения в ювелирной промышленности и приборостроении позволяет повыснть производи45 тельность точного литья по выплавляемым моделям путем уменьшения брака отливок и затрат на переделку форм и переплавку бракованных изделий из благородных металлов и спла50 вов.

1135528 и е

F O

O I.е

1»

g I A Е

0)

I о ! 3, а ! их л

О сч л о

1 и о 3 л о!

I и х m оя i

1 и о о сч и о ь о о сч

О о и с"> о о

S OD о с(с а о хе сс л

» о ,и о оо

1»

«

Е I Е о ь х с и о оо I

1» qD cd c о со

ccI е 2

С4 Е

04 са о х е

Р

<б 1 е 1 и о и о

Р1 о

Q о

И и х !

» о е

Ф ДМ о

1 о

Ц о е

1У

1 а1ио ! с ж" охо о ф сс! с» л х е х о е

Х 9

v gv. р и

5 и,.

1 Ъ э-Й

С42 В

4 S4 Cd е о х а

I I

Вххйе х

cd х v о

3 х

«6 4С

Р.

С4 О

Щ о о и сч о оо

I- qO о сч