Способ изготовления отливок

О П И С А Н И Е)821030ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликОпубликовано 15,04,81. Бюллетень14 по девам изобретеиий и открытийДата опубликования описания 25,04.81(71) Заявител но-исследовательскии институт специальн ОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВОК 4) С ПОСО технологическийки.1, содержащую 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 1.Недостатком этих способов является необходимость изготовления модели с учетом усадки металла отливки и припусков для ее механической обработки, что при ц водит 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 2 о 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 показанпроцесс изготовления отливПодмодельную плитусквозные 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 4045 торой необходимо получить отливку, Между деталью 5 и подмодельной плитой 1 уста- наливают прокладку 6, толщина которой компенсирует усадку металла отливки по вертикали и припусе на ее механическую обработку по горизонтально расположеннымповерхностям.На подмодельную плиту 1 и деталь 5наносят первый слой полимерной пленки 7,предварительно подогретой до температурпластической деформации, который прокалывают, выполняя каналы 8, например отверстия диаметоом 0,6 - 1,0 мм, в местахрасположения каналов 2, соединяемых систочником вакуума.Затем последовательно наносят необходимое количество слоев пленки наприЭ 1 Умер 9 и 10, выполняя в них каналы 11 и2и последний слой пленки 13, в которомканалы не выполняются.Требуемое количество слоев полимернойпленки, наносимой на деталь, определяетсятолщиной плЕнки, максимальной величиной 20требуемого припуска на механическую обработку отливки и усадкой металла,С целью сокращения количества слоев,наносимой на деталь полимерной пленки,рекомендуется толщину последней выбиратьв пределах 0,2 - 0,3 мм. Возможно приме 25нение листового полимерного материалабольшей толщины. В случае, когда формуизготавливают методом вакуумной формовки, толщину последнего слоя полимернойпленки, например полиэтиленовой, выбирают зоравной 0,05 - 0,12 мм, что обеспечивает получение отливки без газовых раковин.Если образуются складки ггленки принанесении ее на деталь, последние срезаются под корень, что облегчает нанесение последующего слоя пленки и улучшает качество 35поверхности, получаемой по предлагаемомуспособу отливки,По детали получают модель и выполняют формовку известным способом.На подмодельную плиту 1 устанавливают опоку 14, заполняют ее формовочной смесью 15, например уплотняемой песчано- глинистой, твердеющей при продувке угле- кислым 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 контрла 4ду 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 компенсацииусадки 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 Х 200 Х 100 мм. 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 - 400 мм рт, ст.Во время съема вакуумного контейнера с подмодельной плиты и его кантовки на821030 6ной 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 полимернойпленки 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 условияхединичного и мелкосерийного производства,в качестве модели используют деталь, накоторую последовательно наносят несколько полимерных пленок, причем перед нанесением очередной полимерной пленки,кроме последней, предыдущую прокалывают в местах расположения каналов, а послеформовки по полученной модели в смеси,содержащей связующее, все слои пленкиудаляют или при применении вакуумнойформовки оставляют в форме последнийгерметичный слой пленки, контактирующийс 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 быстросохнущееполимерное покрытие.3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийсятем, что в качестве жидкого быстросохнущего полимерного покрытия используютраствор поливинилбутираля в гидролизованном спирте.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР627910, кл. В 22 С 9/02, 197. 5180 вакуум в последнем составляет 450 -500 мм рт. ст.В процессе извлечения детали из формыи слоев, полимерной пленки (за исключениемслоя пленки, контактирующего с огнеупорным зернистым наполнителем), вакуум вконтейнере составляет 300 - 340 мм рт. ст,Во время заливки металла в форму вакуум в огнеупорном зернистом наполнителеподдерживается в пределах 480 - 520 ммрт. ст.При указанных параметрах технологичес кого процесса никаких затруднений, связанных с нанесением полиэтиленовой пленкина деталь, извлечением детали и пленки изформы не было.Размеры получаемых отливок позволяют 1изготовлять соответствующие детали. Чистота поверхности отливок, получаемых методом вакуумной формовки выше, чем у Формула изобретенияотливок, изготовляемых в песчано-глинистыхформах.Кроме того, изготовляется одна форма 20по той же детали державки. Однако посленанесения на поверхность детали полиэтиленовой пленки толщиной 0,2 мм на последнюю, слой за слоем, наносится краска ввиде раствора поливинилбутираля в гидролизованном спирте.Состав краски, 7 оПоливинилбутиральпорошкообразны й 3 - 7Спирт гидролизованный 97 - 93Краска наносится на поверхность пленки, -з 0покрывающей деталь, кисточкой, Перед нанесением краски поверхность пленки протирают тампоном, смеченным в гидролизованном спирте, Толщина одного слоя краскиколеблется в пределах 0,40 - 0,50 мм, Количество слоев краски, наносимой на пленку,определяется в зависимости от необходимогоприпуска для механической обработки .отливки и компенсации усадки металла.При этом каждый последующий слойкраски наносится после затвердевания предыдущего, происходящего за счет испарения40спирта, входящего в состав краски.После нанесения последнего слоя краскии его затвердевания, полученный полимерный слой поливинилбутираля, а также пленку, покрывающую деталь, прокалывают в 4местах, расположения каналов, соединенныхс источником, вакуума и наносят, притягиваемый к поверхности детали за счет вакуума,слой полиэтиленовой пленки толщиной 0,1 мЗатем выполняют вакуумную формовку пообразованной модели. Полиэтиленоваяпленка толщиной 0,1 мм остается в форме.Форму заливают алюминием. Из получен821030,Ос га В 7 П 7 Е г 2 ииаевКоррПодомитета Соч крытийкая иаб.,ул. Про Составитель Л. Мхред А. Бойкасраж 869дарственного киэобретений иЖ - 35 Раушснт, г. Ужгоро д. 45 ктиая,едактор И. Касардааказ 1663/1 ВВНИИп113035,Филиал ПП Ти И Госу делам Москва,П Пате