Способ изготовления неразъемных литейных форм

(51)4 В 22 С 9/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ К АВТОРСКОМУ Фиг,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Институт проблем литья АН Украинской ССР(56) Авторское свидетельство СССРВ 428843, кл. В 22 С 9/00, 1974.Авторское свидетельство СССРУ 364380, кл. В 22 С, 7/07, 1973.Авторское свидетельство СССР9 718215, кл. В 22 С 9/00, 1980.. (54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НЕРАЗЪЕМНЫХ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ, преимущественно по газифицируемым моделям, для получения точного литья, включающий нанесение формовочной смеси на охлажденную ниже 0 С модель, уплотнение смеси, ее замораживание, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности труда за счет сокращения формообразования и повьвпения качества отливок, охлаждение модели осуществляют по" гружением в жидкий хладагента замораживанию подвергают только поверхностньй слой уплотненной смеси путем вьдерживания ее на охлажденной модели в течение 3-5 мин.1171186 1Изобретение относится к литейному производству, в частности к технологии изготовления форм по выжигаемым моделям для изготовления. отливок иэ чугуна, алюминиевых и медных спла вов и сталей.Целью изобретения является повышение производительности труда за счет сокращения продолжительности формообразования и повышение качест ва отливок.На фиг, 1 и 2 показана последовательность основных операций технологического процесса изготовления формы. 15Модель 1, предварительно изготовленную из полистирола, например, вспениванием гранул его в прессформе погружают в морозитель 2 с жидким хладагентом, например жидким 20 азотом. Затем охлажденную модель устанавливают в контейнер 3, засыпают его увлажненным сыпучим материалом 4, уплотняя его до заполнения контейнера. Таким образом, контакти рующий с моделью слой 5 влажной сме-, си замораживают, формируют прочную корочку полости формы под заливку выдержкой смеси на модели. Не извле.кая газифицируемую модель, форму за ливают расплавом,Продолжительность выдержки охлажденной до (-16)-(-60) С модели с уплотненной на ней смесью 3-5 мин. За это время намерзает корочка фор- З 5 мовочного материала толщиной 10- 15 мм, прочность которой на сжатие и разрыв может достичь 0,6-0,8 МПа и 0,2-0,8 МПа (смесь из кварцевого песка влажностью 2-57). 40Учитывая, что в процессе заливки модель газифицируется в форме, дополнительно возникает давление парогазовых продуктов деструкции модели, которое препятствует обвапу формы 45 в зазор металл-модель. Прочность образовавшейся замороженной корочки достаточна для получения отливок любой конфигурации.Выдержка охлажденной модели с формой менее 3 мин приводит к образованию корочки малой прочности, недостаточной для сохранения конфигурации формы при заливке металлом. Выдерж.а более 5 мин приводит к выравнива нию температуры по объему формы.Продолжительность выдержки формы после формовки перед заливкой ограничена интервалом 5-30 мин. Минимальное время выдержки перед заливкойнеобходимо для образования достаточной толщины и прочности замороженного слоя, сборки и транспортировкиформы, а максимальное время до начала заливки определяется повьппением температуры в замороженном слое формы, что ведет к потере его прочности и невозможности получения отливки сложной конфигурации.Допускаемая температура охлаждения модели определяется морозостойкостью выбранного газнфицируемого материала. Например, в случае применения в качестве материала модели пенополистирола модель может быть охлаждена до температуры (-60) С. При этом не наблюдается снижения прочности модели и нарушения ее геометрии, к как следствие,не снижается точность изготовляемых отливок,Применение более морозостойкого материала, например полиуретана, допускает охлаждение модели до более о низких температур, порядка (-90) С, без существенного снижения точности и качества получаемых отливок.Способ опробован при изготовлении замороженных форм для отливок шестерни привода вулканизатора из стали 45. Модель из полистирола ПСВ-Л погружают в жидкий азот при (-79) С и выдерживают 9 мин. Охлажденную модель устанавливают в контейнер 3, засыпают увлажненным кварцевым песком и уплотняют вибрацией. Поверхностный слой 5 замораживается через 3-5 мин, формируя полость фор-, мы под заливку. Формы отправляют под заливку. При заливке отсутствуют случаи взрывов или захолаживания металла.Сравнительные данные по сокращению продолжительности изготовления форм по известному.и предлагаемому способам приведены в таблице (по известному способу используют формоФвочную смесь с твердой углекислотой и изготавливают стержни и формы).Как видно из таблицы, трудоемкость изготовления неразъемных замороженных форм для точного литья с газифицируемой охлажденной моделью с последующим замораживанием форм снижается на 7-8 Е по сравнению с известным способом, когда формы и стержни изготавливают из замороПоказатели Способ Известный Предлагаемый Трудоемкость изготовления стержней,Н/ч Трудоемкость изготовления гаэифицируемой модели, Н/ч 0,7 Продолжительность замораживанияформы, мин 12,0 3,5 Продолжительность перемешивания смеси, мин 2,5 с углекислотойс водой Продолжительность охлаждения модели,мин 9,0 Размерная точность на диаметре 160 мм 90 мм+0,4590-100 Шероховатость поверхности 1 мкмБрак по заливам, 7. 2,0 0,5 Окончательный брак, Х 4-6 2,5-4,0 з 1171186 4женных смесей с применением твердой способа, при котором форма жесткая углекислоты. При этом повышается по всему оЬьему.размерная точность отливок, умень- Испольэование предлагаемого спошается шероховатость поверхности, . соба изготовления неразьемных замоа также снижается брак отливок с 5 роженных форм позволит снизить тру-6 до 255-4 Х доемкость изготовления форм, повы"Брак отливок снижается за счет сить качество отливок, снизить брак уменьшения трещинообраэованияр так по заливам, исключить технологикак в форме заморожен только погра" ческие операции изготовления стержничный слой и при термическом ударе 10 ней.прЪ заливке металла остальная неза- Экономический эффект от внедренорояенная часть форин ноипенсирует ния изобретения составит 13-15 рубт расширение, в отличие от известного тчугунного литья.В-35 Ра ск аказ 4776/11ВНИИПИ Госу опо делам113035, Москва, Ж , уш а Подписноекомитета СССРоткрытийнаб., д. 4/5