Способ изготовления отливок и опока для его реализации Советский патент 1983 года по МПК B22C9/03 B22C21/01 

Изобретение относится к литейно му .производству, в частности к способам получения отливок в литейных формах, изготовленных методом ваку умной, формовки. Известны способы изготовления форм, при которых на модельную оснастку наносят эластичные защитные элементы, устанавливают опочную оснастку, заполняют ее дисперсным фор мовочным материалом без связующего ,и создают в нем разрежение (вакуум В форме поддерживают {зазрежение до затвердевания отливки, т.е. форма в течение всего технологического пр цесса изготовления отливки (и особенно, самой длительной операции затвердевания) должна быть соединена шлангами с источником вакуума l3 Известен, также способ, заключающ ся в том, что на рабочие поверхност модели устанавливают защитные элементы, повторяющие эти поверхности а после заполнения наполнительного материала в полостях формы создают разрежение, которое поддерживают до остывания металла, залитого в форму Технологический процесс изготовления отливки по этому способу содержит операции формовки, заливки и ох лаждения отливки, в течение которых прочность формы обеспечивается поддержанием вакуума в формовочном материале. В качестве формовочного материала, как правило, используют кварцевый песок - материал с низкой теплопроводностью, и поэтому отливк в вакуумной форме охлгикдается в 3 раза дольше, чём в сырой форме. Длительность поддержания вакуума в форме составляет от нескольких часов до нескольких суток, в зависи мости от массы отливок С43. Недостатком известного способа является длительное поддержание вакуума в формовочном материале, что ухудшает качество литой поверхности отливки и затрудняет транспортные операции-с формами, так как. перемещение форм ограничивается длиной шлангов, . Вакуум создает дополнительное силовое воздействие на жидкий металл отливки (всасывание), которое способствует проникновению его в поры формовочного материала, ограблению поверхности отливки и образованию пригара. Кроме того, длительность поддержания вакуума определяет-экономичность процесса изготовления отливки. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ из готовления отливок, включакядий уста новку опоки на модельную плиту с моделью, покрытую герметизирующим материалом, заполнение опоки огнеупорным материалом, его вакуумирова ние, протяжку модели, сборку формы, заливку металла в форму и охлаждение отливки. Опока содержит дно, фильтры, патрубок для подвода вакуума и перфорированную перегородку, расположенную по всему сечению опоки и закрепленную на боковых ее стенках Cs. Недостаток заключается в низком качестве поверхности отливки. Целью изобретения является улучшение качества поверхности отливки. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления отливок, включающему установку опоки на модельную плиту с иоделью, покрытую герметизирующим материалом, заполнение опоки огнеупорным материалом, его вакуумирование, протяжку модели, сборку формы, заливку металла в форму и охлаждение отливки, после протяжки модели со стороны контрлада опоки на свободную поверхность огнеупорного материала воздействуют через эластичную диафрагму 2 избыточным давлением 0,5-1,0 кгс/см рабочего агента, а после заливки металла в форму отключают вакуум и восстанавливают атмосферное давление. Опока для вакуумной формовки, содержащая дно, фильтры, патрубок для подвода вакуума и перфорированную перегородку, расположенную по всему сечению опоки и закрепленную на боковых ее стенках, снабжена патрубком подвода рабочего агента и герметичной эластичной диафрагмой, установленной между дном и перфорированной , перегородкой и образующей с дном герметичную полость, соединенную с патрубком подвода рабочего агента. На фиг. 1 показана сборка модельно-опочного комплекса; на фиг. 2 формовка, на фиг. 3 - заливка формы. Опока 1 с днищем 2 (фиг. 1) имеет эластичную диафрагму 3, образующую с корпусом л днищем герметичную полость 4. Перфорированная перегород-. ка 5 разделяет опоку на рабочую полость б , ограниченную моделью 7 и бункер 8 для формовочного песка 9. Полость с формовочным песком через фильтр 10 сообщается с вакуумной системой. Пример. Устанавливают опоку .днищем 2 вниз, заполняют ее формовочным песком 9 и накладывают на опоку модель 7. Производят кантование опоки вместе с моделью (фиг. 1). Формовочный материал под действием гравитации пересыпается из бункера 8 в рабочую полость б. Уплотняют формовочный материал вибрацией и вакуумируют его путем подключения к вакуумной системе. В результате создавшегося разрежения внутри полости с формовочным песком эластичная диафрагма 3 плотно прижимается атмосферным давлением к формовочному материалу (.фиг. 2) . Разность давлений на поверхности и внутри формы обеспечивает твердение формовочного материала.

Производят протяжку модели. Подают в герметичную полость 4 избыточное давление рабочего агента (сжатый ) величиной 1 кгс/см. Собирают форму (фиг. 3), заливают её металлом, отключают вакуум от фор1«з и соединяют полость формовочного материала с атмосферой. Залитую форму передают на участок охлаждения (ее можно свободно транспортировать).

Зависимость шероховатЪсти поверхности от величины вакуума представлена в таблице.

1. Способ изготовления отливо включающий установку опоки на моде ную плиту с моделью, покрытую герм тизирующим материалом, заполнение опоки огнеупорным материалом, его вакуумирование, протяжку модели, сборку формы, заливку металла в форму и охлаждение отливки, о т л ичающийся тем, что, с целью улучшения качества поверхности отливки , после протяжки модели со стороны контрлада опоки на свободную поверхность огнеупорного материала воздействуют через эластичную диафрагму избыточным давлением 0,51,0 кгс/см рабочего агента, а после заливки металла в форму отключают вакуум и восстанавливают атмосферное давление. 2. Опока для вакуумной формовки, содержащая дно, фильтры, патрубок для подвода вакуума и перфорированную перегородку, расположенную по всему сечению опоки и закрепленную на боковых ее стенках, отличающаяся тем, что, с целью улучшения качества поверхности отливки, она снабжена патрубком подвода рабочего агента и герметичной эластичной диафрагмой, установленной между дном и перфорированной перегородкой и образующей с дном герметичную полость, соединенную с патрубком подвода рабочего агента.

Из таблицы видно, что предлагаемый способ обеспечивает уменьшение шероховатости поверхности на 40240 мкм по. сравнению с известнымспособом.

Преимуществом предлагаемого способа является то, что после заливки металла в форму отключают вакуум, уменьшается глубина проникновения

металла в поры формовочного материала, т.е. улучшается качество поверхности отливок; исключается жесткая связь между формой и вакуумной системой в период охлаждения отливки, что улучшает условия транспортировкиотливки с формой, и уменьшается время работы вакуумной системы, что приводит к экономии электроэнергии.