Способ изготовления литейной формы

Способ изготовления литейной формы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСА НИЕ

ИЗО6РЕТЕ Н И Я .К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«»925520

Союз Советских Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 30.01.80 (21) 2876084/22-02 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.05.82. Бюллетень № 17 (45) Дата опубликования описания 07.05.82 (51) <.Кл.з В 22 С 9/00

Государственный комитет

СССР ао делам изобретений и открытий (53) УДК 621.744.04 (088.8) (72) Автор изобретения

В. С. Чуркин (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕИНОЙ ФОРМЫ

Изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано при изготовлении отливок с повышенной точностью.

Известен способ литья по выплавляем ым моделям (1) и способ изготовления форм по ртутным моделям 12), по которым модель, предварительно изготовленную путем затвердевания при охлаждении в пресс-форме соответственно восковых смесей и смол или замораживания ртути, покрывают неразъемной керамической оболочкой, которую после удаления из нее перешедшего в жидкое состояние при повышении температуры модельного состава, подвергают обжигу, помещают в опоку и засыпают наполнительной смесью.

Недостатком способов является высокая стоимость материалов, оснастки и оборудования п большая длительность технологического процесса.

Известен также способ магнитной формовки по газифпцируемым моделям (3), па которому модель, предварительно изготовленную, чаще всего, из полистирола, помещают в опоку, засыпают ферромагнитным Màòåðèàëîì (дробью) и упрочняют форму путем наложения постоянного магнитного поля. Модель при заливке газифицируется, освобождая полость формы.

После заливки формы магнитное поле снимают.

Недостатком данного способа являются специфические дефекты: коксо-газовые

5 раковины, плены пироуглерода, поверхностные газовые вмятины, отклонение механических и эксплуатационных свойств отливок, образующихся вследствие неполного разложения материала модели и физико-химического взаимодействия модели с жидким металлом.

Частично указанных недостатков лишен способ изготовления облицованных литейных форм (4), включающий нанесение на модель слоя облицовочной смеси, заполнение объема опоки наполнительной смесью и последующее уплотнение смесей по которому в качестве облицовочной смеси используют смесь, обладающую магниткыми свойствами в сыпучем или жидкотекучем состоянии, для равномерного распределения которой и удержания на поверхности модели равномерным слоем при подаче смеси и совместном уплотнении накладывают со стороны модели магнитное поле, которое снимают после уплотнения формы.

Однако данный способ вследствие применения разъемных моделей и формь не позволяет получать отливки без формо925520

45,0 — 35,0

49,0 — 20,0

Остальное.

45,0 — 35,0

5,0 — 8,0

Остальное. вочных уклонов, швов, заливов, что увеличивает расход металла и себестоимость литья; в то же время длительность технологического процесса изготовления формы остается высокой из-за наличия дополнительных операций по изготовлению и сборке полуформ.

Целью изобретения является сокращение цикла изготовления литейной формы и снижение себестоимости литья.

Цель достигается тем, что в способе изготовления литейной формы, включающем подачу смеси в технологическую оснастку на модель, воздействие электромагнитным полем, предварительно изготавливают разовую модель из электрореологической или ферромагнитной суспензии, на которую воздействуют электромагнитным полем до полного ее отверждения, затем подают формовочную смесь и после ее формообразования снимают электромагнитное поле и удаляют перешедшую в исходное жидкое состояние .электрореологическую или ферромагнитную суспензию.

Способ можно осуществлять следующим образом.

Готовят электрореологическую суспензию состава, вес. %:

Кварцевый порошок

Глицериновый моноолеат

Рафинированное белое масло

Суспензию заливают (запрассовывают) в пресс-форму из электронепроводящего материала и вводят два, расположенных на расстоянии друг от друга, электрода„ соединенных с источником переменного или постоянного тока с напряжением не менее

400В. Включают ток, при этом в доли секунды происходит затвердевание модели.

Прочность модели, необходимую для изготовления по ней формы, контролируют путем измерения поверхностной твердости твердомером для литейных форм, После отверждения модели пресс-форму удаляют, на модель наносят липофобное покрытие, подают в технологическую оснастку формовочную смесь, производят формообразование до достижения необходимой прочности формы вибропрессованием (при формовке по-сырому), либо за счет физико-химических процессов, в зависимости от состава применяемой формовочной смеси.

После изготовления неразъемной формы ток отключают, а модельную массу, перешедшую мгновенно в жидкое состояние, отсасывают из полости формы. Форму при необходимости обжигают.

Соотношение компонентов электрореологической суспензии, в частности, кварцевого порошка выбрано исходя из обеспечения необходимой жидкотекучести (верхний предел) и достижения необходимой прочности модели (нижний предел) после отверждения без нарушения конфигурации («зарастания») за счет градиента напряженности на ее границах при изготовлении крупных моделей сложной конфигурации, требующих применения электрического поля до 5000В.

Введение глицеринового моноолеата с целью улучшения энергетических показателей и увеличения температурной устойчивости (стабилизации пороговой напряженности проявления электрореологического эффекта при изменении температуры) малоэффективно в количестве до 5% и экономически не целесообразно в количестве более 8% .

Способ осуществляют также следующим образом.

Готовят однородную ферромагнитную сусцензию следующего состава, вес. %..

Кварцевый порошок

Ферромагнитный порошок

Минеральное масло

Суспензию запрессовывают в прессформу, выполненную из немагнитного материала и помещают в контейнер, расположенный в полости электромапштной обмотки. Мощность электромагнитов 1,0—

10,0 квт, Создают постоянное магнитное поле с магнитной индукцией 300 — 1000 Гс (0,03—

0,1 Т), при этом модель мгновенно твердеет. Пресс-форму удаляют, на модель наносят линофобное покрытие. В контейнер на модель подают формовочную смесь и уплотняют, после чего магнитное поле снимают, модель, перешедшую при этом в я ндкое состояние, отсасывают из полости формы.

В силу того, что коэрцитивная сила ферромагнитного железного порошка не превышает 0,3 — 0,6 кА/М, размагничивание ферромагнитной смеси после снятия магнитного поля не требуется. Смесь можно использовать для изготовления моделей многократно.

Величина магнитной индукции, необходимой для получения достаточной прочности модели, зависит от габаритов и сложности последней.

Каждый типоразмер моделей имеет свою пороговую магнитную индукцию, при которой происходит «зарастание» (нарушение формы) модели вследствие градиента напряженности поля на ее границах.

Так, для мелких моделей формы достаточна величина магнитной индукции 300 Гс (0,03 Т), а магнитная индукция 1000 Гс (0,1 Т), позволяет отверждать модели, га925520 :оаритом до 500)(500)(500 мм, на малых моделях вызывает нарушение их формы.

В этой связи, для моделей несложной формы и небольшого габарита, отверждаемых во избежание нарушения формы на. ложением магнитного поля с невысокой магнитной индукцией, применяют для обеспечения достаточной прочности ферромагнитную жидкость с более высокой магнитной проницаемостью, которая содержит

-ферромагнитную добавку по верхнему пределу заданного интервала, неферромагнитную (кварцевый порошок) — по нижнему.

Суспензию, содержащую ферромагнит:ную добавку по нижнему пределу, кварцевый порошок — по верхнему пределу применяют соответственно для сложных и крупных моделей, отверждаемых магнитным полем с магнитной индукцией до

l000 Гс. Более низкая магнитная проницаемость суспензии в данном случае позволяет избежать нарушения формы модели.

Отклонение от заданного интервала содержания компонентов суспензии в сторону увеличения не обеспечивает необходимой жидкотекучести, в сторону умень-шения — прочности либо постоянства формы после отверждения.

Использование данного способа изготовления формы в силу отсутствия специальных операций по повышению точности литья, сборки форм, высокой скорости перевода модельной суспензии в твердое и жидкое состояние обеспечивает сокращение цикла технологического процесса.

Исключение операций протяжки модели и сборки формы. позволяет получить отливки с минимальными припусками без формовочных уклонов, швов и заливов, что повышает размерную точность отливок и ум еньш а ет р а сход м еталл а.

Указанные факторы, а также изготовление моделей из недорогих и недефецитных материалов, используемых многократ но, отсутствие громоздкого технологического оборудования снижает себестоимость отливок.

Формула изобретения

Кварцевый порошок 45,0 — 35,0

Глицериновый моноолеат 5,0 — 8,0

Рафинированное белое масло Остальное.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют ферромагнитную суспензию следующего состава, вес. %:

Кварцевый порошок 45,0 — 35,0

Ферромагнитный порошок 49,0 — 20,0

Минеральное масло Остальное.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Шкленник Я. И. и др. Литье по выплавляемым моделям. Инженерная моно40 графия, М., «Машиностроение», 1977, с. 185 — 186.

2. Емелевский Я. И. Литье цветных металлов. М., «Высшая школа», 1977, с. 114—

115.

3. Патент ФРГ № 1301439, кл. 31 Ь 9/00, опублик. 1970.

4. Авторское свидетельство СССР

Хо 680804, кл. В 22 С 9/00, 1977.

1. Способ изготовления литейной формы, включающей подачу смеси в техноло.гическую оснастку на модель, воздействие электромагнитным полем, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью сокращения цикла ее изготовления и снижения себестоимости литья, предварительно изготав10 ливают разовую модель из электрореологической или ферромагнитной суспензии, на которую воздействуют электромагнитным полем до полного ее отверждения, затем подают формовочную смесь и после ее

1s формообразования снимают электромагнитное поле и удаляют перешедшую в исходное жидкое состояние электрореологическую или ферромагнитную суспензию.

2. Способ по п. 1, отличающийся

20 тем, что используют электрореологическую суспензию следующего состава, вес. %: