Способ изготовления литейных форм вакуумной формовкой

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУВЛИН збв В 22 С 900 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Всесоюзный заочный политехнический институт(56) 1. Шуляк В.С. Состояние и развитие машинной формовки. - "Литейноепроизводство", 1976, У 5,2. Патент Японии Р 52-5004,кл. В 22 С 9/04, 19773. Авторское свидетельство СССРВ 869935, кл. В 22 С 9/02, 1981.(54) (57) 1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ ВАКУУМНОЙ ФОРМОВКОЙ, включающий нанесение на модельную оснастку слоя легкоплавкого разделителяи слоя термостойкой краски, установку опоки, засыпку облицовочного слояиз нагретого огнеупорного сыпучегоматериала, последующую засыпку наполЯО 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 ющ и й 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 давлением 1,05-1, 15 ИПа при температуре 30-120 С, причем соотношение толщин слоев легкоплавкого разделителя, тер" мостойкой краски и нагретого сыпучего материала выдерживают равным 1:(2-4):(7-5).2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я 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 0,72-0,98куум-процессу.Известен способ изготовления ли 5тейной формы по газифицируемой моделивключающий изготовление модели, выполненной из пенополистиролового материала и имеющей каналы для удаленияобразуемых при литье от возгонки материала модели газов, нанесение наповерхность модели нескольких антипригарных (защитных) слоев и их отверждение, установку опоки и заполнение ее наполнителем - магнитомягкимматериалом с Формой частиц, близкойк сферической, предварительное вибрационное уплотнение наполнителя, окончательное уплотнение наполнителя путем наложения на форму магнитногополя 1 3,20Недостатками ук аз анно го способаявляются однократное использованиемодели, которая при литье полностьюразрушается, сложность контсрукциимодели и формы ввиду необходимостиобеспечения газопроницаемости Формыпри литье, а также загрязнение окружающей среды газами, образуемыми привозгонке материала газифицируЕмой30модели.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 23.Недостатком этого способа является необходимость изготовления модели перед каждой формовкой.Наиболее близким к изобретениюпо 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 огнеупорногосыпучего материала, последующую засыпку наполнительного слоя из холодного огнеупорного сыпучего материала,предварительное и окончательное уплотнение, герметизацию опоки пленкой ивакуумирование полости опоки 3 .Недостатками известного способаявляются значительная продолжительность процесса изготовления литейной 35 1 1103Изобретение относится к литейному производству, в частности ктЕхнологии изготовления литейных форм по ва 934 2формы из-за относительно длительной операции нанесения термостойкой краски, достигающей 7-20 мин,и недостаточная стабильность размеров отливок.Цель изобретения - сокращение продолжительности изготовления литей.ной формы и повышение стабильности размеров при изготовлении отливок.Указанная цель достигается.тем, что согласно способу изготовлениялитейных Форм вакуумной формовкой, включающему нанесение на модельнуюоснастку 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, предварительное и окончательное уплотнение, герметизацию опоки пленкой ивакуумирование полости опоки, термостойкую краску наносят подачей в полость опоки газовой смеси под давлением 1,05-1,15 МПа при температуре30-120 С, причем, соотношение толщинслоев легкоплавкого разделителя, термостойкой краски и нагретого сыпучего материала выдерживают равным1:(2-4):(7-5).В качестве нагретого сыпучегоматериала используют смесь двух фракций магнитомягкого материала размерами частиц 0,06-1,8 мм и 2,1-3,5 ммс отношением средней площади сечениячастицы к ее периметру 0,72-0,98.Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.Модель с нанесенным на нее слоемразделителя помещают в опоку, на слойразделителя наносят слой огнеупорнойкраски, Температура газовой средыОподдерживается в диапазоне 30-120 С,.обеспечивающем переход разделителяв пластичное состояние, а избыточноедавление - 1,05-1,15 МПа. Толщиныслоев легкоплавкого разделителя,термостойкой краски и облицовочногоматериала наносят исходя из соотношений 1: (2-4): (7-5),Полость опоки частично заполняютнагретым сыпучим огнеупорным материалом, формируют из этого материалаоблицовочный слой вокруг модели, чтообеспечивает расплавление разделителя/остальную часть полости заполняютхолодным огнеупорным материалом. Полость опоки герметизируют синтетичес3 11039кой полимерной пленкой, вакуумируютопоку (полуформу), после чего модель 1ную 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 Оной оснастки и закрепляется на поверхности Формы, образуя полость длязаливки металла после удаления модели. Путем вакуумирования слой термостойкой краски легко отделяется отповерхности модели и закрепляетсяна поверхности формы, обеспечиваяоболочку для получения точной отливки. В качестве термостойкой краскииспользуют смесь, содержащую, 7: 20формальдегидная смола 7-8; поливинил.бутираль 2-3, вспученный перлит 5-б,железный порошок 2,1-3,7, борная кислота 0,07-0,09 и растворитель остальное, 25Использование магнитного поля ив качестве наполнителя магнитомягкого материала значительно ускоряеттехнологический процесс изготовлениялитейной формы. Наполнитель, выполненный из магнитомягкого материалас размерами частиц 0,06 мм и 2, 1 мм, .применяется при проведении процессаизготовления литейной Формы при температуре газовой смеси, соответствующей верхнему значению указанного диа- З 5пазона нагрева (120 С) при давлении1,15 МПа, а с размерами частиц 1,83,5.мм - при температуре газовойсмеси, соответствующей нюкнему пределу (30 С) при давлении 1,05 МПа.о 40При уменьшении размера частиц в смеси наполнителя менее 0,0 б мм и2, 1 мм увеличивается продолжительность лроцесса изготовления литейнойформы, а при увеличении в смеси на 45полнителя размеров частиц более3,5 мм и 1,8 мм снижается стабильность качества получаемых отливок,Стабильность размерной точности отли.вок повышается при использованиинаполнителя в виде .частиц с формой,близкой к сферической форме (отношение средней площади сечения частицк 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 4че газовой смеси, нагретой до 30 - 120 С, под давлением 1,05-1,15 МПа 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 оС начинает плавиться. Сни- жение Температуры газовой средыонюке 30 С нецелесообразно, так как в этом случае снижается качество термостойкого 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 снюкает 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 МПа отмечаются местные прорывы легкоплавкого разделителя, а при снижении давления ниже 1,15 МПаснижение качества поверхности покрытия, удлиняется процесс изготовления литейной Формы и снюкается стабильность размерной точности отливок. Соотношение толщин легкоплавкого разделителя, термостойкой краски и облицовочного слоя облицовочного огнеупорного материала в пределах1;(2-4):(7-5) обеспечивает высокуюстабильность размеров отливок. При увеличении толщины термостойкой краски по сравнению с толщиной разделителя более, чем в 4 раза, увеличивается продолжительность процесса изготовления литейной Формы, а приснижении 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 34 5ти 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 Дробь Ф 2 мм, 3:1:11вибратором 92-105 63-72 Известный 7-1260-654,7-5,3 Смесь двух1:2:7фракций счастицами1,8 и 3,5 мм,вибратором Предлагаемый 187-93 89-95 52-57 1:3:6 Смесь двухфракций с частицами 1,0и 3,0 мм,вибратором Газовой сме 3-4,2 сью под избыточным давлением 0,1 ИПа и с температурой 60 С 94-98 44-50 3 1,7-2,7 1:4:5 Смесь двухфракций с частицами 0,06и 2,1 мм,вибратором 57-63 89-95 1:2;7 4,3-4,9 Кистью прикомнатнойтемпературеГазовойсмесью подизбыточнымдавлением0,05 ИПа и стемпературой30 С Газовой смесью с температурой 120 ОС и при избыточном давлении 0,15 ИПа Газовой смесью с температурой 30 С под избыточным давлением 0,05 ИПа Смесь двухфракций. счастицами1,8 и 3,5 ммф 0,72Первичное -вибратором,окончательноемагнитнымполем эуют три типа литейных сплавов: сталь 45 ФЛ, ЛК 80-3 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 91-962,8-3,8 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 А.КовалевТехред 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, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 Газовой смесью под избыточным давлением 0,1 ИПаи с температурой 60 С Газовой смесью с температурой 120 С и,при избыточном давлении 0,15 МПа Смесь двух фрак:3:6ций 1,0 и3,0 ммф 0,85, первичное - вибратором, окончательное в магнитн Смесь двух фрак;4:5ций с частицами006 и 2,1 ммф 0,98, первичное - вибратором,окончательное