Способ изготовления литейных форм Советский патент 1981 года по МПК B22C9/03 B22C3/02 

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ

I

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при изготовлении литейных форм методом вакуумной формовки.

Известен способ изготовления литейных форм методом вакуумной формовки. При этом способе формовки предусматриваются следующие технологические операции: модель облицовывают твердой синтетической пленкой, устанавливают опоку, в которую засыпают огнеупорный материал, не содержащий связующего, покрывают опоку сверху другой синтетической пленкой, подключают полость формы к источнику разрежения, после чего модель удаляют 1.

Однако обычно, применяемая при вакуумной формовке синтетическая пленка типа EVA (этиленвинилацетатная), имеющая ограниченный коэффициент относительного удлинения (в продольном направлении - 600%, в поперечном - ), при обтягивании сложной модели рвется, что приводит к невозможности получения литейных форм с больщкми выступами и глубркими впадинами и, тем самым, ограничивает область примененния вакуумной формовки. Другим недостатком этого способа является -необ. ходимость нагрева этиленвинилацетатной пленки до 60-110°С для ее размягчения.

Известен способ, по которому на модель Заносится пленка из поливинилового спирта (ПВС). Причем пленка размягчается не нагревом, а химическим способом, например, путем обработки жидким стеклом, едким натром и т. п. Затем следуют обычные операции: наложение размягченной пленки на модель, установка опоки, засыпка песка,, наложение сверху опоки листа пленки, вакуумирование опоки и удаление модели 2.

Несомтря на то, что в способе устранен нагрев пленки, при заливке металла в форму, изготовленную с применением пленки из ПВС, образуются токсичные соединения: метан, бензол, толуол; также затруднен съем формы с модели из-за сильной адгезии пленки из ПВС к модели, что приводит к повыщенному браку форм из-за разрушения их при удалении модели.

Наиболее близким к изобретению является .способ изготовления литейных форм, который реализуется следующим образом.

Модель, содержащую воздушные каналы, устанавливают на модельную плиту, оснащенную средствами отсоса воздуха. Затем на модель и модельную плиту наносят антиадгезив и слой формовочного материала, содержащего связующее, толщиной- 20 мм. Отверждение связующего ускоряется прока.чиваниемвоздуха, удаляющего растворитель. Далее на модельную пЛиту устанавливают опоку, оснащенную средствами отсоса воздуха, и Засыпают в опоку наполнительный материал , лишенный связующего и состоящий из твёрдых частиц. Затем гери етнзируют наполнительный материал, закрывая верхнюю часть опоки синтетической пленкой; и с помощью предусмотренных в опоке средств отсоса воздуха снижают давление в наполнительном материале. Отключают отсос воздуха через модельную плиту, обеспечивая сцепление отвержденного слоя формовочного материала с наполнительным материалом. Далее производят. вытяжку модели. В качестве связующего для формовочного материала применяется смесь этилсиликата с термопластичной смолой, например сопрлимером поливннилацетатной смолы. На 100 ч. кварцевого песка зернистостью 6 (по японскому стандарту) расходуют 4 ч. свя зующего следующего состава, /о: этилсиликат-40, этиловый спирт 8,5, 5%-ная соляная кислота 8, 50%-ный раствор поливинилацетата в метиловом спирте 40, фенольная смола 3, стабилизатор (мыльная вода) 0,5. Облицовочный слой формовочного материала обладает достаточной прочностью, что может исключить необходимость постоянного поддержания разрежения в наполнительном материале для обеспечения целостности формы 3 и 4. Недостатком является повышенное газовыделение при заливке металла в форму, так как формовочный материал со связун)щим наносят на модель очень толстым слоем ( мм), также затруднен съем формы с модельной оснщстки из-за отсутствия какоголибо разделительного .антиадгезионного покрытия. Затрудненный съем формы и раз рушение ее во время съема приводят к тому, что таким .способом становится трудно изготавливать сложные литейные формы с глубокими впадинами н высокими выступами. Таким образом, сужается область применения метода вакуумной формовки. Создается возможность разрушения облицовочного слоя формовочного материала, а следовательно, и самой формы из-за затрудненного формы с модели и непластичности формовочного магериала. изобретения - обеспечение Bdaможности изготовления сложных форм с глубокими впадинами и большими выступами, и уменьшение разрушения сьемного полимерного герметизирующего покрытия при удалении модели. Указанная цель достигается тем, что в качестве съемного герметизирующего формовочного материала на основе этилсиликата используйт композицию на осноэе привитого сополимера низкомолекуЛяриОго винилсодеря{ащего полисилоксанового каучука истирола/которую наносят тонким и равномерным слоем на модель и модельную плиту, предварительно покрытые антиадгезивом, а в качестве антиадгезива используют раствор полинзобутилена в гексане. i - .. Пример 1. Металлическую модель устанавливают на модельную плиту, изготовленную из текстолита или металла. Затем модель и модельную плиту покрывают антиадгезнвом - раствором полиизобутилена в гексане (5 масс.% полиизобутилена). Далее наносят отверждаемую при комнатной температуре композицию на основе привитого сополимера иизкомолекулярного винилсодержащего полисиклоксанового каучука и стирола (так иазываемый «стиросил). Вязкость при нанесении составляет 30 с по ВЗ-4. Состав композиции масс, ч., стиросил 100, этилсиликат-40 3, октоат олова 0,2. Этилсиликат-40 является здесь струк.турирующим агентом, а октоат олова - катализато1)Ьм отверждения. В качестве растворителя применяют бензин. При отверждении такая композиция образует эластичную и газонепроницаемую пленку. Толщина образуемой пленки при вязкости композиции, равной 30 с составляет 200 мкм. Затем на плиту устанавливают обычиую опоку для вакуумной формовки (снабженную средствами отсоса), засыпают ее огнеупорным наполнителем, например сухим кварцевым песком, зернитостью 0,16 мм. После этого опоку сверху герметизиругот синтетической пленкой из полиэтилена, толщ ина пленки не лимитируется, но для удешевления процесса изготовления форм лучше, использовать тонкую (до 0,05 мм), пленку. Далее опоку подсоединяют с помощью шланга к источнику разреж;ения и снижают давление в форме. Величина разрежения составляет 0,5 атм. В процессе снижения давления композиция сцепляется с огнеупорным наполнителем, а антиадгезив остается на модели и модельной плите. Производят съем формы с модели и модельной плиты и в готовую форму заливают металл. В этом примере при вязкости композиции 30 с толщина образуемой пленки составляет 200 мкм, что вызывает больщое газовыделение при заливке металла в форму. Пример 2. Металлическую модель, устанавливают на модельную-плиту, изготовленную уИэ текстолита нли металла, и покрывают их антиадгезивом - раствором полиизобутилена в гексане (5 мае. % полиизобутилена). Далее наносят композицию на основе стнросида с вязкостью 25 с по ВЗ-4. Состав композиции, масс, ч.: стиросил 100, этилсилнкат-40. 3, октоат олова 0,2. В качестве растворителя применяют бензин. Толщина образуемой пленки 150 мкм. Затем илиту устанавливают опоку, снабженную средствами отсоса, засыпают ее огнеупорным наполнителем, герметизируют сверху синтетической пленкой. Далее опоку подсое|Диняют с помощью шланга к источнику разрежения и снижают давление в форме. После этого производят съем формы с модели и модельной плиты и заливку формы металлом. В приведенном примере при вязкости 25 с толщина пленки составляет 150 мкм. По сравнению с примером 1 газовЫделение при заливке меньше. Пример 3. Металлическую модель устанавливают на модельную плиту из текстолита или металла. Покрывают их антиадгезивом раствором полиизобутилена в гёксаие (v % по массе полиизобутилена). Затем на слой антиадгезива наносят композицию на основе стиросила с вязкостью 20 с по ВЗ-4. Состав композиции, масс, ч.: стиросил 100, этилсиликат-40 3, октоат олова 0,2. В качестве, растворителя применяют бензин. Остальные операции аналогичны описанным выше. В данном примере при вязкости 20 с, толщина пленки составляет 100 мкм. При заливке металла в форму газовыделение практически отсутствует, а небольшое количество выделяющихся при заливке газов отсасывается полностью через опоку. Пример 4. В этом примере все операции аналогичны примерам 1-3. Но вязкость композиции на основе стиросила составляет 15 с по ВЗ-4. При этом толщина пленки равна 85 мкм. При заливке металла в форму газовыделение практически отсутствует, как и в примере 3. Пример 5. В этом примере все операции аналогичны примерам . Но вязкость композиции на основе стиросила составляет 10 с по ВЗ-4. При этом толщина пленки равна 50 мкм Такая тонкая пленка обладает недостаточной прочностью при съеме формы с модели, наблюдаются случаи разрушения форм, в особенности при изготовлении литейных форм сложной конфигурации. Вовторых, из-за небольшой .вязкости композиция стекает с вертикальных поверхностей модели, образуя неравномерную по толщине пленку, поэтому на горизонтальных поверхностях отливок наблюдаются газовые раковины из-за повышенного газовыделения при заливке таких форм. Таким образом, оптимальными пределами вязкости композиции на основе стиросила является 15-20 с по вискозиметру ВЗ-4. Уменьшение вязкости приводит к стенанию композиции с вертикальных поверхностей модели, что образует неравномерную по толщине и непрочную при съеме пленку. Кроме того, увеличивается отверждения композиции. Увеличение вязкости композиции приводит к увеличению толщины пленки, что повышает газовыделение при заливке металла в форму. Пример 6. Металлическую модель устанавливают на модельную плиту из текстолита или металлаи наносят на них композицию на основе стиросила с вязкостью 15 с по ВЗ-4 следующего состава, масс, ч.: стиросил 100, эти 1силикатг40 3, октоат олова 0,2. Остальные операции аналогичны описанным выще в примерах 1-5. В примере 6 отсутствует антиадгезив, что значительио увеличивает адгезию композиции к модели, В этом случае адгезия составляет 150 г/см 2, тогда как в примерах, 1-5 адгезия составляет 70 г/см. Таким образом применение антиадгезива значительно уменьшает адгезию композиции к модели, что облегчает съем формы с модели и, тем самым, обеспечивает возможность изготовления литейных форм сложиой конфигурации. В литейных формах, изготовленных по предлагаемому способу с вязкостью композиции на основе стиросила 15-20 с по ВЗ-4 и с применением аитиадгезива, практически отсутствует газовыделение при заливке благодаря тонкому слою пленки, который составляет 100 мкм, съем формы при этом значительно облегчен, так как присутствует антиадгезив. Исключается возможность разрушения съемного полимерного герметизирующего покрытия и самой формы при ее съеме с модели. Кроме того, антиадгезив может выдерживать до 10 съемов формы с модели. Все вышеперечисленные преимущества позволяют изготавливать таким способом литейные .формы сложной конфигурации с глубокими впадинами и большими выступами, что позволяет значительно расширить область применения вакуумной формовки. Формула изобретения . СпЬсоб изготовления литейных форм, включающий установку модели на модельную плиту, нанесение антиадгезива и съемного полимерного герметизирующего покрытия, установку, опоки на модельную плиту, засыпку опоки огнеупорным наполнителем, покрытие ее синтетической пленкой, вакуумирование и удаление модели, огличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности изготовления сложных форм с глубокими впадинами и большими выступами и уменьшения разрушения съемного полимЪрного герметизирующего покрытия при

удалении модели, в качестве съемного полимерного герметизирующего покрытия используют композицию на основе привитого сополимера низкомолекулярного винйлсодержащего полисилоксанового каучука и .стирола, которую наносят на слой антиадгезива.

. Истачники информации, принятые во внимание при эксперт

4.Авторское свидетельство СССР № 534288, кл. В 22 С 3/00, 1975.