СПОСОБ ВАКУУМНО-ПЛЕНОЧНОЙ ФОРМОВКИ Российский патент 1994 года по МПК B22C9/02 

Изобретение относится к литейному производству, а именно к изготовлению форм вакуумно-пленочной формовкой в рамочных опорах с двойными стенками, внутренние поверхности которых перфорированы, без дополнительных вакуум-проводов, перегораживающих опоки, либо с минимальным количеством таких вакуум--проводов.

Известен способ изготовления форм вакуумно-пленочной формовкой, включающий установку опоки на модельную плиту с моделью отливки, засыпку песка в опоку, виброуплотнение песка. При формовке этим способом в опоках без ребер-вакуумпроводов уплотненный песок в центральных частях формы, удаленных от перфорированных стенок на 0,30-0,40 м, находится при пониженной степени разрежения. Степень разрежения, определяющая прочность уплотненного песка, еще более понижается при заливке и местной разгерметизации формы из-за затрудненной фильтрации газов через щели между зернами песка, что снижает уплотняющий форму перепад давления на границе полость - стенка формы. Снижение перепада давления в местах, близких к геометрическому центру формы, при заливке формы вызывает осыпание песка формы, особенно в потолочных местах, что приводит к браку отливок. Подобные явления наблюдаются в местах формы, удаленных от вакуумируемых ребер на указанное расстояние.

Кроме того, при недостаточном перепаде давления часто встречается "кипение" металла формы и образование поверхностных газовых раковин отливки из-за затрудненного отсоса газов, выделяющихся при испарении и сжигании пленки, покрывающей полость формы (особенно в потолочных местах).

Целью изобретения является улучшение качества отливок.

Указанная цель достигается тем, что видроуплотняют только слой песка, покрывающий облицованную пленкой модель отливки при формовке, а остальную (между моделью и контрладом) часть песка формы сохраняют разуплотненной.

Таким образом, слой песка от модельной плиты до уровня выше верхних частей модели не более 5-15 мм виброуплотняют, применяя оптимальный режим виброуплотнения, например, как указано в статье В.К.Ярмоленко и др. Применение направленных виброколебаний при ВПФ. Литейное производство, 1988, N 7, с. 20-22. При этом плотность песка возрастает от 1490 до 1680 кг/м³ или на (1680-1490):1490х100 = =12,75% за счет уменьшения пор между зернами песка. Затем досыпают песок до уровня контрлада формы, оставляют его без виброуплотнения и герметизируют контрлад формы пленкой.

При этом слой песка вокруг модели (без учета выпоров) получают плотным, высокой прочности и низкой газопроницаемости, а остальной слой песка остается "рыхлым" высокой газопроницаемости. Через неуплотненный слой песка легко проходят отсасываемые боковыми стенками газы при заливке формы. Неуплотненный слой служит аналогом дополнительных ребер-вакуум--проводов, служащих для поддержания оптимального перепада давления в форме.

Применение предлагаемого способа улучшает вентиляцию формы, предотвращает осыпание песка с поверхности ее полости и предотвращает газовые дефекты от воздействия на отливку продуктов испаряющейся пленки.

Сущность способа поясняется следующим примером его применения. Отливали чугунные заготовки кокилей с литой гравюрой рабочей полости в опоках с размерами в свету 1000х800х300 мм без ребер. Размеры отливок брусков (с литой гравюрой) 400х300х140 мм. Применяли разрежение 35-40 кПа песка 1КО2А. При литье по традиционной технологии наблюдалось местное осыпание формы, что отрицательно отражалось на качестве поверхности отливки, повышение разрежения вызывало пригар.

При применении предлагаемого способа засыпали песок 1КО2А на модель, облицованную пленкой, и с виброускорением 6...8g в течение 30...50 с виброуплотняли в режиме вибродействия, после которого песок покрывал модель слоем толщиной не более 10±5 мм. Затем досыпали песок в опоку до уровня контрлада, оставляли его без виброуплотнения, покрывали пленкой, вакуумировали и осуществляли протяжку формы. Таким образом, слой песка, отстоящий от полости на 10±5 мм, оставался неуплотненным. Полученные отливки не имели признаков осыпания формы и отличались высоким качеством поверхности на всех сторонах заготовки. Выпор, проходящий через неуплотненный слой песка, имел слой механического пригара, однако выпор затем отделяли от отливки. При формовке с горизонтальным разъемом формы, а заливке с вертикальным разъемом выпор и стояк попадают в зону уплотненного песка и не имеют пригара.

Предлагаемый способ позволяет применять сравнительно низкий уровень разрежения форм, что экономит затраты на вакуумирование. Применение пониженного уровня разрежения высокогазопроницаемой формы предотвращает механический пригар и позволяет не применять нанесение противопригарных красок, что сокращает потребление материалов и трудозатраты. Способ может применяться вместо использования при ВПФ опок со сложными вакуумирующими системами, повторяющими по конфигурации отливку, которые удорожают литье.

Изобретение улучшает качество отливок. Способ заключается в том, что виброуплотняют при вакуумно-пленочной формовке только слой песка, покрывающий облицованную пленкой модель отливки при формовке, а остальную (между моделью и контрладом) часть песка сохраняют разуплотненной. Слой песка от модельной плиты до уровня выше верхних частей модели не более 5 - 15 мм виброуплотняют, применяя оптимальный режим виброуплотнения. При этом плотность песка возрастает за счет уменьшения пор между зернами песка. Затем досыпают песок до уровня контрлада формы, оставляют его без виброуплотнения и герметизируют контрлад формы пленкой. При этом слой песка вокруг модели (без учета выпоров) получают плотным, высокой прочности и низкой газопроницаемости, а остальной слой песка остается "рыхлым" высокой газопроницаемости. Через неуплотненный слой песка легко проходят отсасываемые боковыми стенками газы при заливке формы. Неуплотненный слой служит аналогом дополнительных ребер-вакуум-проводов, служащих для поддержания оптимального перепада давления в форме. Применение предлагаемого способа улучшает вентиляцию формы, предотвращает осыпание песка с поверхности ее полости и предотвращает газовые дефекты от воздействия на отливку продуктов испаряющейся пленки.

СПОСОБ ВАКУУМНО-ПЛЕНОЧНОЙ ФОРМОВКИ, включающий установку опоки на модельную плиту с моделью отливки, засыпку песка в опоку, виброуплотнение песка, отличающийся тем, что, с целью улучщения качества отливок, сначала в опоку засыпают часть песка, виброуплотняют его, формируя слой толщиной 5 - 15 мм, затем засыпают остальную часть песка.