Способ изготовления литейных форм Советский патент 1980 года по МПК B22C9/03 

1Ь4) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ Изобретение относится к литейному производству, а именно к вакуумной формовке, и может применяться при изготовлении форм для отливок из стали, чугуна и сплавов цветных металлов Известны способы вакуумной формовки с применением в качестве герметизирующего средства синтетических пленок, покрывающих верх, низ, плоскость разъема и рабочую полость формы . Такие способы предусматривают при изготовлении полуформы наложение синтетической пленки в нагретом состоянии на рабочую поверхность модели, имеющей тонкие сверления в углублениях и переходах или изготовленной из газопроницаемого материала. В полости подмодельной плиты и модели создается вакуум, благодаря которому пленка плотно облегает поверхность модели и подмодельиой плиты. Затем на подмодельную плиту устанавливается опока, имеющая вакуум-Кс1меру. В опоку засыпается кварцевый песок или другой огнеупорный наполнитель. Сверху на опоку накладывают лист синтетической пленки, подключают полость опоки к вакуумной системе, и благодаря созданию вакуума в ией пленка прижимается к наполнителю, который уплот няется за счет разности давлений в порах формы и атмосферы. Затем вакуумв полости подмодельной плиты снимается, облицовочная пленка прижимается к плоскости разъема и рабочей полости полуформы, которая подается на cfcopxy с предварительной покраской или без нее. Применяемая синтетическая пленка для облицовки моделей должна обладать высокими пластическими свойствами во всех направлениях (относительное растяжение 600% и более), что достигается только при ее нагреве. Анизотропность свойств ведет к образованию складок на пленке и, вследствие местного увеличения TOjnuHHfci синтетического слоя, к образованию газовых раковин на поверхности отливок. Прочность пленки должна быть в пределах 100-1: 0 кг/см -. Более низкая прочность приводит к разрыву пленки при облицовке модели, более высокая требует глубокого вакуума, увеличивающего шероховатость и пригар на поверхности отливок. Предъявляемым требованиям отвечает ограниченное число дефицитных и дорогостоящих пленок, например этиленвинилацетатная, что является од;ной из йричин, ограничива1ацих разви применение вакуумной форМбвкй В связи с перепадом давлений между полостью и ее .ми и 15Ьльшёй вдэМЬжЯ с ейГ йрОййКЙГбЙёййН -в ййх жидкого металла, склонность отливок к образованию механического прига ра при вакуумной формовке болЬШ чем при обычных cnoco6e:x,rtt3StoSiy тр буется покрытие рабочей полости форм щуй ивог1ригарнымй составами даже на отливках, которые в обычных формах не требуют этого. 13 1Шмялт и кбнденсацйя ее продуктов в непроjppeTbix слоях образуют песча- у кЬрючку нас и й гетическсм ев обёйШ и1|1Ш1 Г ад и целостность формы при воздействии ащйкогЬ меТсШла. Однако при изготовлоний толстостенных отливок (с TOJIы ной стенки 20 мм и более) по мере прогрева наполнителя фронт конденсации перемещается вглубь формы, в : результате чего жидкий контактирует с несвяэанньвл наполнителем формы, что является причиной бра ка по засорам. Необходимость быстрой и спокойной заливки вакуумных форм требует увеличения сечений элементов лйтмиковых систем по сравнению с обычными способами и повышает расход металла на литиики. Указанные недостатки устранены в способах вг1куумной формдвки,1в которых в рабочей полости формы в качест вё ёрметиЭ1Грующего средства вместо пленки используется слой огнеупорног материала. Это позволяет расширить область пр ймененйя данного технологического процесса для массивйых отливок сложной конфигурации. Наиболее близким к предлагаемому является способ вакуумной , в котором при изготовлении полуформы вместо синтетической пленки на модел ианосится равномерный слой формовочного материала, содержащего с)вязующее, то адиной л-20 мм .......I При изготовлении пол/форм этот слой наносится на модель и отверждае ся прокачиванием через него воздуха удаляющего растворитель. После отвер ждения облицово ч ого слоя в опоку за сыпается формовочный материгш, лишён ный ев я э ующегоГ сверху onpica pметизируется листом п1пё1Гкй Г ШВсй;ом воздуха снижсшт давление в порах наПояш1теЛь11оГо йа ёрнала, от лючают о вакуума полость пЬдмодёльнЬй плиты l{ -ttBg№f tf fS Tfni8KM fiir Baf i модели, отделку и сборку . Чтобы нанести слой формовочйого материала, содержащего связующее и имёющ1Р Г 0прёД ёЛёГйяую прочность в efeiiyaw соёто янии, на модель, требует ейГ%г6-ТплЪ%неййе;й% о ёрхйШтй модели. Одйако уплотнение на плоских --ц-й-упуклйх частях модели слоя толшгаа уг.-..--: . . ,,,„,„,,. тиной 20 мм приводит к неравномерной плотности его, наличию крупных пор, являющихся причиной механического пригара, что вызывает необходимость применения литейных красок. Удс1ление модели из полуформ с затвердевшей, неподатливой облицовкой и прилипание формовочного материала к материалу модели требуют больших усилий, приводящих к частичному разрушению облицовочного слоя. ПриМёйёйие разделительных покрытий при этом неэффективно, так как припылы Сползают с вертикальных и наклонных стенок модели, а жидкие композиции впитывак|тся облицовкой и не обраа;9 1бтраздё 1йтёлйного слоя, смесь, содержащая связующее, в процессе работы засоряет несвязанный оборотный песок. Требуется регенерация или удаление этой смеси, что увеличивает расход формовочных материалов и затраты на их подготовку. , Цель изобретения - повышение качества и производительности изготовления отливок. Указанная цель достигается тем, что при изготовлении отливок вакуумной формовкой вместо облицовки из формовочной смеси, содержащей связуюШее, в качестве герметизирующего средства в рабочей полости формы на модель наносят слой сыпучего мелкозернистого огнеупорного материала с величиной зерна 0,05-0,01 мм, например циркона или электрокорунда. Модель изготавливают из газопроницаемого материала, например жидкостекольной смеси с газопроницаемостью не менее 100 ед. Сыпучий огнеупорный материал при нанесении на поверхность газопроницаемой модели, внутренняя полость которой подключена к вакуумной системе, плотно прилетает к ней, не сползает с наклонных и вертикальных плоскостей, образуя тонкий слой с низкой газопроницаемостью. При оптимальной толщине слоя сыпучий материал прочно удерживается на поверхности ЙдЖёлй в о время заполнения опЬки рухим песком и в полости формы после извлечения модели, обеспечивая це- ЛОстность и достаточную прочность формы. Так, при изготовлении форм с использованием в Ka4ectBe герметизаторЖ элёктроКОруйда, наполнителя- кварцевого цеска KOiJ, газопроницаемости модели 180 , глубине вакуума 0,5 ат толщина герметизирующего, слоя, обеспечивающего прочную форму с поверхностной твердостью 65-75 ед, составляет 1-3 мм. Неравйомерность толщины СЛйя в разйых точках полости формы допускается в этих же пределах. При толгцине слоя меньше 1 мм прочность формы йедостатоЧна,наполнитель при кантовке полуформывысыпается из опоки. Если толщина слоя больше 3 мм, то лишний

герметизатор-после извлечения модели держится в полости формы недостаточно прочно и может быть поврежден сжатым воздухом при нанесении связующего из пульверизатора; точность конфигурации и геометрических размеров формы при этом снижается.

Удаление модели из полуформ производится свободно, с усилиями, меньшими , чем при облицовке ее синтетической пленкой. Для придания герметизирующему слою поверхностной прочности , с целью предупреждения размыва формы жидким Металлом во время заливки и повышения его герметичности после извлечения модели, на него наносится из пульверизатора или в виде пены слой литейного связующего, например 10-15%-ный водный раствор жидкого стекла или 4-5%-ный раствор поливинилбутираля в изопропиловом спирте. Низ, верх и плоскость разъема формы герметизируются любой недефицитной синтетической пленкой толщиной 0,01-0,05 мм, например полиэтиленовой. Литниковая системе может быть выполнена по газопроницаемым моделям подобным образом либо обычным для вакуумной формовки покрытием элементов литниковой системы отдельНЕлии листами пленки.Предлагаемый способ поясняется чертежом.

На подмодельную плиту 1, имеющую вакуумную камеру 2 и трубопровод 3, устанавливают модель 4 из газопроницаемого материала. На подмодельную плиту 1 для герметизации полуформы по плоскости разъема накладывают полиэтиленовую пленку 5 толщиной 0,00,ОЬ мм с вырезом по контуру модели. После подключения камеры 2 к вакуумной системе с глубиной вакуума 0,5 а и более на модель 4 наносят припылив нием слой электрокорунда 6. Затем на подмодельную плиту 1 ставят опоку 7 с вакуумной камерой 8 и трубопроводо У, в которую засыпают сухой формовочный огнеупорный материал (песок)10. Сверху опоку герметизируют листсял пленки 11. Стояк 12 покрывают тоже отдельным листом пленки 13.

При подключении полости опоки к вакуумной системе через трубопровод 9 происходит уплотнение формовочного песка 10. После отключения полости 2 подмодельной плиты 1 от вакуумной системы электрокорунда б прижимается к формовочному песку 10. Опок 7 снимают с подмодельной плиты 1, после чего модель 4 легко удаляют из полуформы. Слабой струей из пельверизатора поверхность слоя покрывают 10-1Ь%-ным водным раствором жидкого стекла. После выдержки на воздухе

до подсыхания поверхности слоя полуформу подаиот на сборку.

Предлагаемый способ имеет ряд технико-экономических преимуществ.

Так. при нанесении на газопроницаемую модель сыпучий мелкозернистый материал плотно прилегает к ее поверхности под действием вакуума без дополнительного уплотнения и образует герметизирующий облицовочный слой,

o который получается плотным, что обеспечивает высокое качество поверхности, предотвращая .пригар и уменьшая шероховатость отливок. Необходимость применения литейных красок отпадает,

5 что сокргидает цикл изготовления формы.

Герметиэируюй ий слой является хорошим разделителем, облегчающим удаление модели из полуформы без особых усилий и без нарушения облицовочного

0 слоя, сокращая время на отделку формы.

Материал слоя не засоряет оборотный песок, а наоборот, добавка мелкозернистой составляющей в наполнитель

5 увеличивает прочность форм. Расход материалов на облицовку модели снижается, так как слой из мелкозернистого огиеупора в среднем в 10 раз тоньше, чем из смеси, содержащей свя0зующее.

Перечислеиные преимущества предлагаемого способа обеспечивают повышение качества отливок и ув,еличение . .; производительности Труда при изготов5лении форм.

Формула изобретения

1.СпосоО изготовления литейньис форм, включгиощий нанесение на газопро0ницаемую мсдаель герметизирующего слоя, заполнение опоки сухим сьтучим огнеупорньм материалом, уплотнение вакуумом, удаление модели й /

сборку формы, отличаю щи й5с я тем, что, с целью повышения качества и производительности изготовления отливок, в качестве герметизирующего слоя на модель наносят сыпучий Мелкозернистый огнеупорный ма0териал с величиной зерна 0,05-0,01 мм, который после удаления модели скрепляют по поверхности слоем вязукяцего.

2.Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что толщина герметизирующего слоя составляет 1-3 мм.

5

Источники информации) принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Японии 50-28369, кл. В 22 С 9/02, опублик. 1971.

2.Патент Швейцарии 5Ь4574,

0 кл. В 22 С 15/28, опублик. 1975.