Способ изготовления металлических литейных форм

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республнк(22) Заявлено 040480 (21) 2904618/22-02с присоединением заявки Но -(51)М. Кл.з В 22 С 7/00 В 22 С 9/02 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытий(73) Заявитель 54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ Изобретение относится к литейномупроизводству, а именно к способам изготовления отливок, включающим нанесения полимерных покрытий на модели с последующим формообразованием.Известен способ изготовления отливок вакуумной формовкой, обеспечивающий соблюдение их размерной точности за счет подбора толщины полимерного покрытия, компенсирующеговеличину усадки отливки 1),Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому эффекту является способ изготовления металлических литейных форм,в котором используется мастер-модель и по которой воспроизводится газопроницаемаямодель,По покрытой полимерным покрытиемс помощью вакуума газонепроницаемоймодели получают вакуумной формовкойрабочую поверхность металлическойлитейной формы 2.Недостатком этого способа является необходимость учитывать при изготовлении мастер-модели припуск намеханическую обработку по плоскостиразъема получаемой металлической литейной формы, т.е. использовать в качестве мастер-модели базовый вариант металлической литейной формы для ее тиражирования не представляется возможным.Цель изобретения - упрощение технологии изготовления путем использова" ния в качестве мастер-модели базового варианта металлической литейной формы для ее тиражирования. Поставленная цель достигается тем,что согласно способу, включающему из"готовление по мастер-модели газопроницаемой модели, нанесение на нее спомощью вакуума слоя полимерного по крытия, компенсирующую величинуобъемной усадки отливки, вакуумную формовку по газопроницаемой модели ра"бочей поверхности металлической литейной формы и заливку металла, на 20 мастер-модель или газопроницаемуюмодель устанавливают жесткий, напри.мер, металлический экран, которыйрасполагают над мастер-моделью илинад газопроницаемой моделью на рас стоянии, равном величине припуска намеханическую обработку по плоскости .разъема формы.Кроме того, на мастер-модель илина газопроницаемую модель устанавли 30 вают металлический экран.На Фиг. 1-5 изображен технологический процесс тиражирования металлкческой формы, Формообразующая поверхность которых выполнена в видеполости; на Фиг. б- то же, форлообрсазУоаЯ повеРхность которой выполнена В Виде выступа;. на Фиг. 913 - технолоекческий процесс тиражирования многоместной металлическойФ 01 амы по Одоместной баэОВОЙ,Цля тиражирования литейных металлиескнх форм по базовому Варианту литейной м(зтсл 5 П(ческОЙ ФОРмы с Учетомпркпуска на механическую обработкупо плоскости разъема производят следующкс операции. ) гНа Формообразующуо поверхность баЗОЕОГО ВаРКаНТа ФОРМЫ с Л 1 К На ПОЛУЧаемую по нему Газоп 1 эоницаемую мОдельустанавливают жесткий например, металлический экран на Расстоянии, 2 Ора ЬОМ ВЕЛИЧ 1 НЕ ПРИПуСКа На лакс(НИ-ческу;о обработку тиражируемой формы.О 1 ЛОСКОСТИ РаЗЪЕМс р ПОСЛЕ ЧЕГО На1 ИХ Нса.ОСЯ: С ПОМОЩЬЮ ВаКУУМ1 СЛИ"мерое покрытие с последующей вакуум 101 Форме КОЙ О нлм полУФОрм ФОРмообразующих тиражируемую ФОлу:РО;вводят залВку:Ос.едцей металлом.В результате послкриста:лкзацки ст.ц:пк пслучае. Тиражируемую30м талличес (ую литейную форму с пркус;(Ол а мехсцическуо ОбрабОтку еепо икос(ости разъема.)ехОлогическкй процесс тцражкроВацкя металлической формы ФормообРазующая поверхность которой выполнена В Виде полОсти (фкг, 1 - 5) сОО.окт в следуое 1,.ДЛ 5 пОлу 11 ееия тирак(1 руеОЙ мета.1 лнческой литейной формы 1 с припу"ксм на механическую Обработку по с 10плоскости разъела 2 на рабочую по.-хцость 3 бспзОВОГО БаРианта металВчес:(ОЙ,;НтейнОЙ ФОРЯ 4 устанаВлиВается о:ока 5 для вакуумной формовКК с В КО ГОРУО ПОДаЮ 1 1 аЗОПРОНИЦаЕМУЮсмесь 6,После отверждения последней, наполучившуюся газопроницаемую модель7 устанавливают жесткий, например,металлический экран 8, содержащийотверстия 9 диаметром 0,8-1,0 ммрасположенйый над моделью 7 на расстоянии, равном величине припуска намеханическую обработку по плоскостиразъема формы 1. После чего на газопроницаемую модель б наносят с помощью вакуума полимерное покрытие10 и устанавливают опоку 11 для вакуумной формовки, в которую так (е подают упомянутую ранее смесь б. Спомощью вакуума на получившую под Омодель 12 переносят полимерное покрытие 10, Затем по подмодели 12 вакуумной формовкой изготавливают полуформу 13 оформляющую рабочуо поверхность 14 тиражируемой металли- Я ческой литейной формы 1. После чегополуформу 13 спаривают с полуформой15, оформляющей тыльную поверхностьформы 1 и производят заливку металло.л полости 1 б, образованной В опоках 13 и 15; в результате получаемтиражируемую металлическую литейнуюформу 1 с припускок на кеханкческуюобрабоКу по плоскости с:какания 2,Пе 5(нологическеЙ процесс тиражирования металлческой Форы., формооб -разуощая поверхность которой выпол.Непа В виде Выстуа Фиг, б) сос октледуощем,,Ц 5 я получения тиражируемой металлцческой литейной Формы 1 с припуском ца механическую обработку 2 поц:оскости разъема на Формообразующую псве 1 хьость 3 базово 0 вариантамсзталлической литейной ;ормы 4 устанавлцвают жесткий, например, металлически -1(оац 8, иасположенный надфор:ообразующей поверхностью 3 формыца р;сстояцлк, равном вели тинепрцпуска 2. На форму 4 с экраном 8УС КансВ.КвсВОТ ОПОКУ 5, ЗаТЕМ В:О -следяою подают Газоцепроцкцаемую огнеупорную смесь б, после отверждениякоторой получаст газопроцицаемую полуфору 13, покрываемую с помощьюВакуума полиерным пОкрытием 10,Пос;с его полуфсрму 13 спаривают споуфорлой 15 оформляющей тыльнуюповерхность формы 1, Б:алость, образованнуо полуформамк 13 и 15 залив Пот:ле таллГОсле крист алли 3 ациккоторого. Опусаот тиражируелуюме-тсллическуо литеЙную форму 1 с при -пуском на механическую обработку 2по 15 оскостл разъема.ехологическкй процесс тиРа киРОВацкя лное оместной мета:лической литей:ой Формы по Одцомест:ой базовогоВар;:анта металлической литейной формь,;ля получения многоместной тиражируемой металлической формы 1 спркпуо;(ом на механическую обработку2 ТО плоскости разъема на формообразуощую поверхность 3 базового варианта металлической литейной формы 4устанавливают жесткий, например, металлический экран 8,расположенныйнад формообразующей поверхностью 3Фермы 4 на расстоянии, равном величине притуска на механическую обработку 2 по плоскости разъема. Наформу 4 с экраном 8 устанавливаютопоку 5, затем ь нее подают газопроницаемув смесь б, после отверждениякоторой получают газопроницаемую полуформу 13, покрываемую с помощью вакуума полимерным покрытием 10. После чего по Формообразующим полостиполуфори 13 изготавливают газопроницаемые стержни в количестве кратном количеству формообразующих полостей 3 формы 1 с последующей установкой стержней 17 на поддон 18и покрытием их " помощью вакуума550 мм рт.ст. Полученная описаннымполимерным покрытием 19. Затем на выше способом полуформа служила подподдон 18 устанавливают опоку 20 и моделью для вакуумной формовки попроводят вакуумную формовку полуфор- ней литейной полуформы, оформляющеймы 21, После чего .полуформу 21 спа- рабочую поверхность тиражируемогоривают с полуформой 22, оформляющей 5 кокиля, В качестве огнеупорного зертыЛьную поверхность формы 1. В по- нистого наполнителя выбран цирконолость, образованную полуформами 21 вый концентрат. Для покрытия формыи 22 заливают металл, после кристал- использовались такие же полимерныелиэации которого получают много- пленки, как и для подмодели. Пленка,местную тиражируемую металлическую покрывающая формообразующую повер -Орхлитейную форму 1 с припуском на ме- ность формы, окрашивалась противоханическую обработку 2 по плоскости пригарной краской на основе графита.разъема. Величина вакуума при вакуумнойВ качестве примера по предлагае- формовке литейной полуформы в опокемому способу был изготовлен кокиль составляла 550 б 00 мм рт.ст.подвижный для отливки детали щитПри кантовке последней и спари 115подшипниковый электродвигателя се- ванием ее с литейной верхней полурии АО 2-5 из стали марки Ст. 20, с формой, оформляющей боковую и тыльиспользованием лабораторной вакуум- ную поверхность тиражируемого кокиля,ной установки литейного цеха. величина вакуума в пу а в полости вакуумнойГабариты отливки 4 бОх 500 х 100 мм, о опоки составляла 550-б 00 мм рт.ст.вес отливки 140 кг, вес жидкого ме- Заливка обратной литейной формы осугталла в форме 2 зО кг, диаметр стоя- ществлялась через литниковую систеощ дь сечения шлакоуло- выполненную в верхней полуформе,ему,вителя 9 см , суммарная площадь се- представляющую собой обычн ю опок с25 уплотненной и отвержденной в ней песБазовый вариант кокиля неподвиж-чаной жидкостекольной смесью, В этойного изготовлен механической обработ- же полуформе выполнены две открытыекой из стального проката толщиной прибыли для питания отливки.120 мм. П ири этом необходимый при- Заливка, кристаллизация и охлажпуск на механическую обработку ко- Зо дение отливки тиражируемого кокиля. киля по плоскости разъема равр 8 мм. проводились при соблюдении следующихТехнологический процесс тиражи- технологических параметров.рования неподвижного кокиля щит Заливка формы металлом при 1480 подшипниковый состоит в следующем. 1500 С осуществлялась эа 40 с, приБазовый кокиль размешали в полос- З 5 этом величина создаваемого вакуума нати поддона, выполненной по конфигура- ходилась в пределах 500-550 мм рт.ст,ции боковой поверхности кокиля, на указанный уровень вакуума поддержиглубину равной его высоте - 100 мм. вался в течение 20 мин, далее велиПосле чего на поддон устанавливали чина вакуума была снижена до 600 вакуумную опоку. с размером в свету 650 мм рт.ст. Через 45 мин от начала730 хбООх 150 мм, снабженную отсасы заливки верхняя полуформа вместе свающим трубопроводом и восемью филь- отливкой снималась кран-балкой с нижтрующими элементами. ней полуформы для остывания отливкиСледующей операцией являлась на- ,на воздухе, одновременно прекращабивка вакуумной опоки жидкостеколь- лась подача вакуума к нижней полуной песчаной смесью с последующим 45 форме.ее уплотнением на вибростоле и про- Из полученной отливки иэготавлива"ли тиражируемый кокиль неподвижныйПосле чего опоку кантовали и из- щит подшипниковый, снимая тольвлекали базовый кокиль, на получен- ко припуск на механическую обработ"ный выступ формообразующей поверх О ку по плоскости разъема, кроме тогоности опоки устанавливали металличес- использование вакуумной формовки длякий экран с отверстиями диаметром тиражирозания кокиля позволяет по 0,8-1,0 мм. Последний расположен над лучить заданную размерную точностьвыступом модели на величину припуска заготовки, соответствующую 2 класна механическую обработку тиражиру 55су точности и чистоту поверхности соемого кокиля по плоскости разъема, знаком В 80.т.е, на 8 мм. При этом на тыльную Применение предлагаемого способаповерхность опоки наносили с помощью позволяет сократить затраты на изго"вакуума полимерную пленку толщиной товление металлических литейных Форм0,1 мм, а на верхнюю формообразующую за счет тиражирования по базовомуповерхность опоки нагретую полимер варианту необходимого количества меную пленку толщиной 0,05 мм. Вели- таллических литейных форм, без истина вакуума в опоке при нанесении пользования вспомогательной модельпленки на отвердевшую песчаную смесь ной оснастки, Кроме того, предлагаподдерживалась за счет управления емый способ представляет возможнымклапаном рессива в пределах 500- 65 тиражировать по одноместной металли 891200ческой литейной форме (базового варианта) многоместные металлические форьы.формула изобретения1, Способ изготовления металлических литейных форм, включающий изготовление по мастер-модели гаэопроницаемой модели, нанесение на нее с помощью вакуума слоя полимерного покрытия компенсирующего величину объемной усадки отливки, вакуумную формовку по гаэопроницаемой модели, рабочей поверхности металлической литейной формы и заливку металла, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения технлогии изготовления металлических литейных форм путем .использования в качестве мастер-мощели базового варианта металлическоЩлитейной формы для ее тиражирования,на мастер-модель или газопроницаемуюмодель устанавливают жесткий экран,который располагают над мастер-моделью или над газопроницаемой моделью на расстоянии, равном величине припуска на механическую обработкупо плоскости разъема формы,2, Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что на мастер-модельнли на газопроницаемую модель устанавливают металлический экран. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 2780425/22-02, кл. В 22 С 9/02,1979,2. Патент Японии Р 51-37041,В 22 С 7/00, заявл. 1973.аев Корректор М. Дем едактор А. Шан акаэ 11085/10 Тираж 872 Подписно ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5