Способ изготовления тонкостенных отливок

)5 В 22018 ЫЙ КОМИТЕТИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ГОСУДАРСТВЕ ПО ИЗОБРТЕ ПРИ ГКНТ ССС БРЕТЕН ПИСА АВТОРСКОМУ ЕТЕЛЬСТВУ Р ОЭ(56) Крушенко Г.Г., Иванов А,А. Повышение свойств силуминов в результате совместной обработки расплава перегревом и вибрацией, - Сб.: Литейные сплавь, Киев, ИПЛАНУССР, 1973, с.196 - 198.Авторское свидетельство СССР М 556893, кл. В 22 О 18/00, 1976,(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОНКОСТЕННЫХ ОТЛИВОК(57) Изобретение относится к литейному производству, в частности к способам литья с применением вибрации. Цель изобретения - снижение брака отливок по недоливам. Керамический блок 6 заформовывают в сухом песке 5, который уплотняют с помощью вибраторов 4. Камеру 2 соединяют с вакуумной системой посредством крана 10 и при достижении требуемой величины вакуума в пескосыпе 1 осуществляют заливку блока расплавленным металлом. Через 1-2 с после начала заливки в форму ьключают вибраторы 4, которые сообщают пескосыпу 1 колебания в горизонтальной плоскости, После заполнения стояка включают пневмопривод ударного поршня 9, наносящего удары в вертикальной плоскости, Совместное воздействие вакуума, вибрации и ударного встряхивателя, налагаемых в двух направлениях, обеспечивают хорошую заполняемость тонкостенных керамических форм и способствуют повышению механических свойств отливок, 2 з,п. флы, 1 ил 4 табл, 1680439Изобретение относится к литейному го наполнителя, Оболочки остужали вместепроизводству, в частности к способам литья с печью до 473 К, Заливку блоков осуществс применением вибрации. ляли на установке, изображенной на чертеЦелью изобретения является снижение же. Пескосып 1 псевдокипящего слоязбрака отливок по недоливам. 5 объемом рабочего пространства 20 дмНа чертеже схематично изображено ус- засыпали подогретым до 373 К песком 5.тройство для осуществления способа, Специальным устройством с внутренним заВ нижней части пескосыпа 1 располо- хватом закрывали блок от попадания в негожена газовая камера 2 с пористой диафраг- песка, переносили из печи и заформовывамой 3, На боковых стенках пескосыпа 1 10 ли в псевдокипящем слое песка. Включалиустановлены вибраторы 4. В пескосып 1 с вибраторы 4 на 40 - 60 с, Вибрация явялясухим кварцевым песком 5 установлен кера- ется важной операцией для получения формический оболочковый блок 6. Пескосып 1 мы оптимальной плотности и однородностизакреплен на подвижном столе 7, установ- по сечению. При вибрировании плотностьленном в основании 8. Снизу подвижного 15 песчаного объема возрастает, песок оседастола 7 размещен пневмопривод ударного ет, Чашу блока фиксировали на уровнепоршня 9, Газовая камера 2 посредством краев пескосыпа, уровень песка после вибкрана 10 соединяется поочередно с систе- рации восполняли, досыпая слой толщимой подачи сжатого воздуха или вакуумной ной 30 - 40 мм из холодного мелкогосистемой. 20 огнеупорного наполнителя, чтобы при налоКерамическийоболочковыйблокзафор- жении на поверхность не плавилась эламовывают в псевдокипящем слое песка 5, стичная пленка. Специальное устройство скоторый уплотняет с помощью вибраторов внутренним захватом вынимали из блока,4. Газовую камеру 2 посредством крана 10 Кран 10 пескосыпа 1 переключали насоединяютс вакуум-насосомивакуумируют 25 вакуум-насос, Пескосып 1 сзаформованнымвнутреннюю полость пескосыпа 1, верхняя керамическим блоком 6 покрывали эластичполость которого покрыта эластичной плен- ной пленкой и вакуумировали до 40 мм вод.кой. Расплавленный металл заливают в за- ст, Виброуплотненный песок 5 под вакууливочную чашу блока 6, которая мгновенно мом приобретает высокую жесткость ипрогорает. Через 1-2 с после начала залив прочно по всей боковой поверхности удерки металла в форму включают вибраторы 4, живает блок 6, гарантируя невозможностьсообщающие пескосыпу колебания в гори- прорыва оболочки в момент заливки жидзонтальной плоскости, После заполнения ким металлом. Расплавленный металл залистояка включают пневмопривод ударного вали в заливочную чашу блока 6 черезпоршня, наносящего удары в вертикальной 35 пленку, которая мгновенно прогорала, Через 1-2 с после начала заливки металла вПосле затвердевания отливки вибрато- форму включали вибраторы 4, Виброколебары и пневмопривод отключают. После ох- ния практически без потерь передаются келаждения отливки залитый керамический рамической форме вследствие высокойблок извлекают из пескосыпа 1. 40 жесткости виброуплотненной вакуумируеП р и м е р, Изготавливали отливку тракт мой формы, Вибрацию не выключали до заволновода (длина 300 мм, толщина стенки твердевания отливки, После заполнения1,5 - 2 мм, толщина перемычки 0,8 мм, пло- стояка формы включали пневмоприводщадь перемычки 30 см ), Сплав алюминие- ударного поршня 9. Интенсивность удароввый специальный, Модели изготавливали 45 регулировали давлением сжатого воздуха.запрессовкой иэ модельного состава МВС- Результаты проведенных испытаний15. Суспензию готовили раздельным спасо- приведены в табл. 1 и 2,бом, Гидрол из проводили барботажем Для сравнимости результатов все испыэтилсиликатногосвязующегос добавкой пе- тания были проведены при глубине вакуумаорекиси водорода, Содержание условного 50 10 мм вод, ст., температура расплава 715 С,Я 02 в связующем 16, растворители орга- температура формы 250 С,нические - ацетон и изопропиловый спирт, Оптимальные результаты получали приНаполнитель суспензии пылевидный кварц вибрации частотой 40 - 120 Гц, амплитудойПК-З, обсыпка кварцевый песок 1 К 02 А, Суш,1-0,3 мм (табл, 3 и 4), поэтому для экспека вакуумно-аммиачная, На оболочку нано риментов, приведенных в табл, 1 и 2, парасилось четыре слоя покрытия, модельный метры вибрации выбрали средниеч=80 Гц,состав выплавляли в автоклаве при давле- а = 0,2 мм,нии Р = 0,12 МПа, затем оболочки прокали- Данные приведенные в табл. 2-4, расвали в электропечи при Т = 1173 К в течение крывают граничные значения параметров0,5 ч. Прокалка осуществлялась без опорно- физических воздействий на отливку в проТип изического воз Брак по недоливу пе- ремычки Способлитья ействия Ударная встряхиваниеВакуум Вибрация Литье ввакуумированнуюформу(прототип) Литье ввибрируемую форму Литье в ва- куумированнуюформу свиб ацией 32 3,0 24 100 4,3 10 30 5,4 цессе заполнения. Уменьшение коэффициента перегрузки К при ударном встряхивании ниже 2 не позволяет снизить брак по недоливу по сравнению с вакуумно-вибрационной заливкой. Увеличение коэффициента выше 3,5 приводит к разрушению формы.Снижение частоты вибрации формы ниже 40 Гц резко повышает брак по недоливу и уменьшает механические характеристики отливок вследствие недостаточного импульсного воздействия. Повышение частоты выше 120 Гц не приводит к снижению брака литья, но несколько уменьшает показатели механических свойств. Уменьшение амплитуды колебаний менее 0,1 мм резко повышает брак литья по недоливу, увеличение амплитуды более 0,3 мм приводит к подбрасыванию металла в полости формы, разбрызгиванию и как следствие повышению пористости отливок и появлению трещин.Более раннее начало вибрирования, чем через 1 - 2 с после начала заливки приводит к образованию брызг, капель и ухудшению поверхности отливок. Более позднее начало вибрирования приводит к возрастанию процента брака по незаполнению до 15 - 17%. Начало ударного встряхивания после заполнения стояка формы выбрано в связи с повышением эффективности ударного встряхивания с увеличением гидравлического напора встряхиваемого металла. Количество ударов от 4 до 20 определено опытным путем по заполнению перемычек отливок. Одновременное воздействие вакуума ивибрации позволяет достичь хорошей заполняемости тонких протяженных сечений формы. Вакуум предохраняет от обраэова ния воздушных пробок Дополнительноевоздействие ударным встряхиванием усиливает инерционно-кинетическое воздействие на расплав, он как бы забивался в незаполненные полости формы. Совмест ное воздействие вибрации и ударноовстряхивания, налагаемых в двух плоскостях, обеспечивает хорошую заполняемость тонкостенных керамических форм и способствует повышению механических свойств 15 отливок,формула изобретения 1. Способ изготовления тонкостенныхотливок, включающий изготовление керамического оболочкового блока, формовку 20 его в сухом песке, уплотнение песка, вакуумирование формы, заливку расплавленного металла и кристаллизацию отливки, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения брака отливок по недоливам, заполнение 25 формы металлом осуществляют при одновременном вибрировании формы и ударным встряхивании ее в вертикальной плоскости.2. Способ по и, 1, отл и ч а ю щи йс я 30 тем, что вибрацию осуществляют с частотой40-120 Гц, амплитудой 0,1 - 0,3 мм через 1-2 с после начала заливки.3. Способ по и, 1, о тл и ч а ю щ и й с ятем, чу ударное встряхивание осуществля ют с перегрузкой 2 - 3,5 и сразу же послезаполнения стояка, а количество ударов составляет 4-20.1680439 Пврвме 1 ы ноэ ействия Прочностьна разрыв,кгс/см Относительное удлинение, ,4 Брак по недоливу,Способлитья 30 10 200 5,4 20 12 12 32 6,6 Поломка Литье в вакуумированнуюформу с вибрационноударнымвстряхиванием ВибрацияЧастота 80 ГцАмплитуда0,2 мм Коэффициент перегрузки,К 2 2,5 2,5 3Количество ударов, достаточное для заполнения перемычки 3 Случаются поломки формы о мц10 1680439 Таблица 4 Составитель В.МайоровТехред М.Моргентал Корректор М,Кучерявая Редактор Ю.Середа Произв;:дственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 32 б 9 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5