Способ литья по газифицируемым моделям Советский патент 1993 года по МПК B22D18/00 B22C9/04 

Изобретение относится к литью при контролируемом давлении, преимущественно, алюминия и его сплавов.

Целью изобретения является повышение качества отливок.

.Эта цель достигается тем, что первоначально увеличивают давление со скоростью, заключенной между 0,003 и 0,3 МПа/с, в течение первой стадии за время не более пяти секунд, начиная с момента увеличения давления, затем со .скоростью, превышающей скорость первой стадии, в течение второго периода до того, как будет достигнуто максимальное давление.

Таким образом, можно удержать процесс в условиях, позволяющих избежать пропитывания и включений углерода, и достичь максимального давления до того, как металл будет полностью отверждем.Преимущественно, первая стадия превышает две секунды, так как эта величина наиболее часто позволяет избежать указанных выше недостатков. Увеличение скорости роста давления может быть получено двумя различными способами:

или осуществлять в две стадии, в ходе каждой из которых применяется небольшая и постоянная скорость вначале и большая и постоянная затем. Кривая зависимости давления от времени таким образом изображается двумя прямыми отрезками с общей точкой, соответствующей времени t 5 с. Это может быть получено установкой в системе циркуляции газа одного вентиля или двух вентилей, обладающих двумя различными сечениями отверстий;

или за один-процесс, в ходе которого скорость постоянно увеличивается. Кривая давления в этом случае изображается несл

с

00

со

2

СЛ

со

прерывно возрастающей кривой, на которой за время с величина скорости V меньше 0,3 МПа/с. Это может быть получено при помощи одного вентиля, у которого сечение прохода постоянно увеличивается. Пример, не являющийся ограничительным, этого способа заключается в установлении зависимости для отверстия, создающего линейное увеличение скорости со временем в виде dP/dt kt, что приводит к параболической зависимости давления Р - 1 /2kt2.

Изобретение проиллюстрировано при помощи следующих примеров использования.

П р и ме р 1. Изготовляют коллектор для двигателя внутреннего сгорания из сплава алюминия типа А - SyUaG, содержащего (по весу) 6,9% кремния, 3,1% меди, 0,3 % магния, остальное алюминий и обычные примеси. Этот коллектор представляет собой толстые фланцы и тонкие пластинки толщиной 3 мм, для которых время, позволяющее достигнуть уровня отверждения 30%, составляет, около 4 Q; с другой стороны, поскольку пробег металла, был велик, то это приводит к слабой скорости подачи в конце заполнения и требует перегрева металла.

Металл стекает в.пресс-форму, содержащую модель из полистирола, погруженного в формовочную смесь и максимальное давление 1,5 МПа прилагается согласно изобретению следующим образом:

и течение двух первых секунд давление увеличивают со скоростью 0,25 МПа/с, чтобы достигнуть давления 0.5 МПа;

в течение двух следующих секунд давлений увеличивают со скоростью 0,5 МПа/с, чтобы достигнуть давления 1 , 5 МПа,

Этот способ реализуют при помощи двух вентилей с различными сечениями, расположенными в системе подачи газа.

Таким образом, удается избежать проблемы пропитывания и включения углерода в изделие, находящееся в таких условиях, чтобы максимальное давление было достигнуто до того, как уровень содержания составил 30%.

В соответствии с известным уровнем техники применение увеличивающегося во времени давления привело бы при достижении 1,5 МПа за 4 с к скорости 0,375 МПа/с. П р и м е р 2. Изготовляют перекладину подвески из сплава алюминия типа А - 0,3, содержащего (по весу) 7,5 % кремния, 0,25% магния, остальное алюминий и обычные примеси. Эта перекладина имеет обычную толщину от 6 до 8 мм, а время, необходимое для достижения уровня отверждения 30%, составляет порядка 20 с.

Металл стекает в пресс-форму и максимальное давление 8 МПа прилагают при помощиуправляемоговентиляпараболического роста давления согласно формуле

Р 2 ,

(где Р выражено в МПа, a t в секундах), что

реализуется благодаря скорости роста давления dP/dt 4.10-2 t.

Этот способ позволяет: в течение двух первых секунд получить скоростьувеличенйя давления, непревышающую 0,00 МПа/с, чтобы избежать пропитывания, и в то же время, начиная с момента t 0,075 с, превышающую нижний предел 0,003 МПа/с.который обеспечивает хорошее удаление жидких и газообразных остатков, происходящих из модели;

за срок, оставшийся от 20 с, получить давление 8 МПа; требуемое для того, чтобы явлениеуплотнения плотностью осуществилось.

Таким образом, удается избежать проблемы пропитывания и включения углерода в изделие, находившееся в таких условиях, .чтобы максимальное давление было достигнуто до того, как уровень отверждения соста вил 30%.

О соответствии с известным уровнем техники применение увеличивающегося во времени давления привело бы при достижении G МПа за 20 с к скорости 0,4 МПа/с, т.е.

к значению, превышающему предел, требуемый для избежания явления пропитывания.

Формула изобретения

1.Способ литья по газифицируемым мо- делям отливок преимущественно из алюминия и его сплавов, включающий погружение модели в форму из сыпучего материала без связующего, заполнение формы жидким металлом при постепенном сгорании модели,

воздействие на форму, преимущественно, до начала отверждения металла изостатиче- ским газовым давлением, увеличивающимся во времени до достижения постоянной величины, отличающийся тем, что, с

целью повышения качества отливок, давление увеличивают до величины 0,5 - 10 МПа вдва этапа, причем на первом этапе, составляющим 5 с, начиная с момента роста давления, его увеличивают со скоростью 0,003

- 0,3 МПа/с, а на втором этапе - со скоростью, превышающей скорость на первом этапе и до достижения максимальной величины давления.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что первый этап не превышает 2 с.

3. Способ по п.1.о т л и ч а ю щ и и с я4. Способ по п. 1, о т л и ч в ю щ и и с я

тем, что скорость увеличения давления по- тем, что скорость увеличения давления ие- стоянна в ходе каждого из этапов,прерывно возрастает 9 ходе двух этапов.

Использование: литье по газифицируемым моделям и при контролируемом газовом давлении. Способ заключается в увеличении давления первоначально со скоростью, заключенной между 0,003 и 0,3 МПа/с в течение первого периода, не превышающего 5 секунд, начиная с момента роста давления, затем со скоростью, превышающей скорость первого периода, в течение второго периода и до достижения максимального давления. Это усовершенствование позволяет получить изделия с формой, соответствующей модели и без пористости (3 з.п.).