Способ изготовления форм вакуумной формовкой

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 0421 А 1 Ц 9) И) цц 4 В 22 С 9/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ВСЕСОЮЗНАЯ ЩТЩТЩ - ТсЦ) %393 ЬБЛИО ГЕАф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРВ 659275, кл. В 22 С 9/00, 1977.Авторское свидетельство СССРУ 952413, кл, В 22 С 9/00, 1981.г д(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОРМ ВАКУУМНОЙ ФОРМОВКОЙ(57) Изобретение относится к литейному производству. Цель изобретения - снижение расхода огнеупорного зернистого наполнителя (ОЗН). Подогретой синтетической пленкой накрывают модельную плиту 3. Под воздействием разности давлений синтетическая пленка, растягиваясь, плотно обяицовываУ1470421 ет модельную плиту и технологическинеобходимые элементы модельного комплекта. Устанавливается опока 20, внее засыпается ОЗН 22, а затем наполнительный материал (НМ) 23. ОЗНи НМ уплотняют выбрацией. Опоку покрывают синтетической пленкой и создают разрежение. Готовую полуформуснимают с модельной плиты н направИзобретение относится к литейномупроизводству, а именно к способамизготовления отливок в формах, приготовленных из сухих огнеупорных наполнителей с использованием вакуумаи полимерных пленокЦелью изобретения является снижение расхода огнеупорного зернистогонаполнителя, 10На чертеже изображена установкавакуумной формовки с опокой, огнеупорным зернистым наполнителем (ОЗН) инаполнительным материалом.На формовочный стол 1, имеющий 15вакуумную .камеру 2, установлена мо-дельная плита 3. На модельной плитенаходятся герметизирующие резиновыепрокладки 4, Эластичная синтетическая пленка 5 покрывает модельную плиту и технологически необходимые детали: прибыпь 6, отъемную часть 7,холодильник 8 стояк 9, выпор 10,Модельная плита и технологическиеэлементы имеют сквозные отверстия 511, соединенные с вакуумной камерой2, под которой находятся вибраторы12. Вакуумная система состоит изресивера 13, содержащего необходимыйдля очистки воздуха фильтр 14. Реси- Зо.вер соединен вакуумпроводом 15 сзапорным краном 16. Электропривод 17приводит в действие вакуумный насос 18, регулируемый вентилем 19.На модельном столе установлена опо" ука 20 с вакуумной полостью 21. Вопоку засыпается ОЗН 22 и наполнитель 23.Способ осуществляют следующим об-,разом. 40Синтетическую пленку 5 подогре вают до 80-120 С и накладывают на ляют на сборку, НМ формируют иэ смесичастиц крупной и мелкой фракций ссоотношением их размеров (2,0:3,5): 1.Объемную долю мелких фракций в НМопределяют из выражения К = П (100-100 П /ОО-По,н) /100. Размер частиц ОЗН по крайней мере на порядокменьше размера частиц мелкой фракцииНМ. 1 з.п. Ф-лы, 1 ил. 4 табл. модельную плиту. При этом вакуумируемую камеру 2 Формовочного стола подключают к вакуумному насосу 18. Воздух, находящийся между моделью и синтетической пленкой, удаляется через отсасывающие отверстия 11, и под воздействием разности давлений подо" гретая синтетическая пленка, растягиваясь, плотно облицовывает модельную плиту вместе с технологически необходимыми элементами. После этого на модельную плиту 3 устанавливают специальную опоку 20 с вакуумной полостью 21. В опоку насыпают сухой ОЗН 22 в технологически необходимом объемном количестве, Включают вибратор 120 ЗН уплотняется в течение 10 с вибрацией с амплитудой 0,45 - 0,50 мм и частотой 50 Гц. Затем в опоку насыпают наполнительный материал 23 и тоже уплотняют вибрацией в течение 10 с с амплитудой 3-10 мм и частотой 10 Гц, Наполнительный материал формируют из смеси частиц крупной и мелкой Фракций с соотношением их размеров (2,0-3,5) з 1.Объемную долю мелкой фракции в наполнительном материале одределяют из выражения:П(100 --- - - )100 Пку 100- П.КеЮ100Размер частиц ОЗН по крайней мере на порядок меньше размера частиц мелкой фракции наполнительного материала. Сверху на опоку накладывают синтетическую пленку, подключают вакуумируемую камеру опоки к вакуумному насосу. Через отверстия на внутренней стенке опоки воздух, находящийся в объемепеска, отсасывается, ОЗН и на 147042130 не.Полученные данные приведены.в табл. 1.Как видно из табл. 1, при содер жании мелких фракций керамзита на уровне 23,57. объем ОЗН, необходимый для получения качественных отливок, минимальный. Дальнейшее увеличение количества мелких Фракций (287) практически не влияет на объем расходуемого ОЗН, но требует дополнительных затрат на размол.Для обоснования соотношения размеров частиц фракций наполнительного55 материала проведены исследования, их результаты приведены в табл. 2.Как показали исследования (табл.2), изменение соотношения размеров круп"ф полнительный материал уплотняются. Формовка на этом заканчивается. Ана.логично изготавливают вторую полу- форму. Затем при необходимости в нижнюю полуформу устанавливают стержни, производят сборку формы и заливку ее металлом. После затвердевания отливки процесс выбивки заключается в простом отключении опок от вакуумной системы. ОЗН, наполнительный материал и отливка легко удаляются иэ опок. Отливку отправляют на дальнейшую очистку, ОЗН и наполнительный материал после отделения от металлических 15 включений поступают на рассев чер з сито с размером ячейки большим, чем максимальный размер частиц ОЗН, и меньшим, чем размер мелкой фракции наполнительного материала. После этого ОЗН и наполнительный материал готовы к последующим циклам получения отливок.П р и м е р 1. В качестве наполнительного материала используют ке рамэит по ГОСТУ с крупной фракцией диаметром 50 мм и молотый керамэит диаметром 15 мм. В качестве огнеупорного зернистого наполнителя используют маршалит с размером частиц 0,05 мм. Пористость крупных фракций составляет 36 Х, мелких 237 марша- лита 397. Подсчетом по указанному выражению получают необходимое количество мелких фракций керамзита (23,57). В полученную форму отливают отливку из стали 110 Г 13 Л. Величину разрежения поддерживают постоянной и равной 0,05 МПа, Полученная шероховатость отливки остается 40 на технологически необходимом уровной фракции наполнителя к мелкой, какв сторону уменьшения (1:1), так и всторону увеличения (1:4) приводит кросту расхода ОЗН и увеличению массысмеси, идущей на изготовление формы.П р и м е р 2. Бой шамотных кирпичей, крупная фракция - диаметром 30 ммс пористостью 417: мелкая фракция -диаметром 1 О мм с пористостью 257В качестве огнеупорного зернистогонаполнителя используют циркон с диаметром частиц 0,1 мм и пористостью387. Подсчетом по указанному выражению получают необходимое количествомелких фракций шамота (257),В полученные формы отливают отливку из чугуна С 420. Величину разрежения поддерживают постоянной и равной 0,05 ИПа. Полученная шероховатость отливки оставляется на технологически необходимом уровне. Полученные данные приведены в табл. 3.Как видно из табл. 3, при содержании мелких фракций на уровне 287объем ОЗН, необходимый для получениякачественных отливок, минимальный,Дальнейшее увеличение количествамелких фракций (307) практически невлияет на объем расходуемого ОЗН иявл ется нецелесообразным с точкизрения дополнительных затрат энергиии роста трудоемкости,Проведены также исследования поопределению соотношения размеровчастиц фракций наполнительного материала, Результаты приведены в табл. 4.Как и в примере с использованиемв качестве ОЗН маршалита, выход заоптимальные соотношения размеровФракции наполнителя (3: 1) как сторону увеличения (4,0:1), так и в сторону уменьшения (1: 1) приводит к ростурасхода ОЗН и увеличению массы смеси, идущей на изготовление формы.Использование предлагаемого изобретения позволяет уменьшить расходОЗН, оптимизировать количество ОЗНдля получения заданно; о уровня свойствотливки при применении различных наполнительных материалов, а также увеличить производительность труда наформовке и выбивке за счет устранения операции установки и извлеченияфильтра,Формула изобретения1. Способ изготовления форм вакуумной формовкой, включающий покрьг14704 Таблица 1 Величин разреже ния, МП сса,ъемная Объемля, 7. ОЗН Наполнительныйматериал ерохова ость по стос и ерхност тливки Керамэит крупной фракции амзит мелкой кции 21,05 2 23 39 2520 3 2 2 3 тие модели герметизирующим элементом,засыпку на модель огнеупорного зернистого наполнителя и наполнительногоматериала, представляющего смесь частиц крупной и мелкой фракций, уплотнение формовочных материалов, нанесение герметиэирующего элемента наконтрлад формы, вакуумирование полости формы и извлечению модели, о т-,0л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью снижения расхода огнеупорногозернистого наполнителя, соотношениеразмеров частиц крупной и мелкойфракций наполнительного материаласоставляет (2,0:3,5): 1, а огнеупорныйзернистый наполнитель ,образуют изчастиц размером, по крайней мере напорядок меньшим размера частиц мелкойфракции наполнительного материала, 20 Мар шалитКерамзит крупнойфракцииКерамэит мелкой: МаршалитКерамзит крупнойфракцииКерамзит мелкойфракцииМаршалит 21 6при этом объемную долю мелкой фракции в наполнительном материале устанавливают из выражения КИ 3100 где П - пористость крупной фракциинаполнительного материала,Е фП - пористость мелкой фракциимунаполнительного материала,Х;П,- пористость огнеупорногозернистого наполнителя,7.. 2. Способ по и. 1, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что в качестве наполнительного материала используют керамзит.1470421 Таблица 2 Керамзит,диаметром,мм Соотношениеразмеров частиц фракциинаполнительного матернала Иасс. ъемз смеси,кг 4238 9,21 3440 8,4.,2543 7,8 3090 8,14926 10,56Величина. Шарохова- Иассаразрезе- тость по- смеси, кгния, ИПа верхностиотливки,мкм Объемнаядоля, Х ОбъемОЗН,см Иаполнительныйматериал Пористость 100 5678 25 38 20,6 0,05 31 80 486220 41 0,05 32 25 38 18,2 72 41 28 3980 0,05 16,9 25 38 70 ЗО3950 0,05 16,8 25 38 Шамот крупной фракцииШамот мелкойфракцииЦирковЮамот крупнойФракцииШамот мелкойФракцииЦирковЮамот крупнойФракцииШамот мелкойФракцииДирконламот крупнойфракцииламот мелкойфракцииПиркон 50 1; 15023 2;031,01550 3,3: 1,01560 3,5:1,015150 4:115 Таблица 310 1470421 Таблица 4 1оотношение Объемаэмеров. ча ОЗН,тиц фракций смаполнителього материапа Шамотдиамет Масса смеси,5678 20,6 4880 19,2 3980 16,0 4620 17,4 6020 22,4 30 18 2;0:1,0 3 3,5:1 40 10 100 0:1,0 оставитель А. Юсуфовичехред Н.Дидык Корректор М. Василье едактор И лл оиэводственно-издательский комбинат "Патент", г.уагород, ул, Гагарина,101 Закаэ 1415/12.Тираа 710 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР,113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5