Способ изготовления литейной формы Советский патент 1982 года по МПК B22C9/00 

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНОЙ ФОРМЫ

1

Изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано при изготовлении отливок с повышенной точностью.

Известен способ литья по выплавляемым моделям 1 и способ изготовления форм по ртутным моделям 2, по которым модель, предварительно изготовленную путем затвердевания при охлаждении в пресс-форме соответственно восковых смесей и смол или замораживания ртути, покрывают неразъемной керамической оболочкой, которую после удаления из нее перешедшего в жидкое состояние при повышении температуры модельного состава, подвергают обжигу, помеш,ают в опоку и засыпают наполнительной смесью.

Недостатком способов является высокая стоимость материалов, оснастки п оборудования и большая длительность технологического процесса.

Известен также способ магнитной формовки по газифицируемым моделям 3, по которому модель, предварительно изготовленную, чаще всего, из полистирола, помеш,ают в опоку, засыпают ферромагнитным материалом (дробью) и упрочняют форму путем наложения постоянного магнитного поля. Модель при заливке газифицируется, освобождая полость формы.

После заливки формы магнитное поле снимают.

Недостатком данного способа являются специфические дефекты: коксо-газовые 5 раковины, плены пироуглерода, поверхностные газовые вмятины, отклонение механических и эксплуатационных свойств отливок, образз ющихся вследствие неполного разложения материала модели и физи10 ко-химического взаимодействия модели с жидким металлом.

Частично указанных недостатков лишен способ изготовления облицованных литейных фор.м 4, включающий нанесе15 кие на модель слоя облицовочной смеси, заполнение объема опоки наполнительной смесью и последующее уплотнение смесей по которому в качестве облицовочной смеси используют смесь, обладающую магнит20ными свойствами в сыпучем или жидкотекучем состоянии, для равном-ерного распределен1 я которой и удержания на поверхности модели равномерным слоем при подаче смеси и совместном уплотнении

25 накладывают со стороны модели магнитное поле, которое снимают после уплотнения формы.

Однако данный способ вследствие применения разъемных моделей и формы,

30 не позволяет получать отливки без формовочных уклонов, швов, заливов, что увеличивает расход металла и себестоимость литья; в то же время длительность технологического процесса изготовления формы остается высокой из-за наличия дополнительных операций по изготовлению и сборке полуформ. Целью изобретения является сокращение цикла изготовления лнтейной формы и снижение себестоимости литья. Цель достигается тем, что в способе изготовления литейной формы, включающем подачу смеси в технологическую оснастку на модель, воздействие электромагнитным полем, предварительно изготавливают разовую модель из электрореологнческой или ферромагнитной суснензии, на которую воздействуют электромагнитным полем до полного ее отверждения, затем подают формовочную смесь и после ее формообразования снимают электромагнитное поле и удаляют перешедщую в исходное жидкое состояние злектрореологнческую нли ферромагнитную суспензию. Способ можно осуществлять следую,щнм образом. Готовят электрореологическую суспензию состава, вес. %: Кварцевый порошок45,0-35,0 Глицериновый моноолеат5,0- 8,0 Рафинированное белое маслоОстальное. Суспензию заливают (запрассовывают) в пресс-форму из электронепроводящего материала и вводят два, расположенных на расстоянии друг от друга, электрода, соединенных с источником переменного нли постоянного тока с нанряжением не менее 400В. Включают ток, при этом в доли секунды происходит затвердевание модели. Прочность модели, необходимую для изготовления но ней формы, контролируют путем измерения поверхностной твердости твердомером для литейных форм. После отверждения модели пресс-форму удаляют, на модель наносят липофобное покрытие, подают в технологическую оснастку формовочную смесь, производят формообразование до достижения необходимой прочности формы вибронрессованием (при формовке по-сырому), либо за счет физико-химических процессов, в зависимости от состава применяемой формовочной смеси. После изготовления неразъемной форА1Ы ток отключают, а модельную массу,, перешедшую мгновенно в жидкое состояние, отсасывают из полости формы. Форму при необходимости обжигают. Соотношение компонентов электрореологической суспензии, в частности, кварцевого порошка выбрано исходя из обеспечения необходимой жидкотекучести (верхний предел) и достижения необходимой прочности модели (нижний предел) после отверждения без нарушения конфигурации («зарастания) за счет градиента напряженности на ее границах при изготовлении крупных моделей сложной конфигурации, требующих применения электрического поля до 5000В. Введение глицеринового моноолеата с целью улучшения энергетических показателей и увеличения температурной устойчивости (стабилизации пороговой напряженности проявления электрореологического эффекта при изменении температуры) малоэффективно в количестве до 5% и экономически не целесообразно в количестве более 8%. Способ осуществляют также следующим образом. Готовят однородную ферромагнитную суспензию следующего состава, вес. %: 45,0-35,0 Кварцевый порошок Ферромагнитный поро49,0-20,0 шок Остальное. Минеральное масло Суспензию запрессовывают в прессформу, выполненную из немагнитного материала и помещают в контейнер, расположенный в полости электромагнитной обмотки. Мощность электро.магнитов 1,0- 10,0 КВТ. Создают постоянное магнитное поле с магнитной индукцией 300-1000 Гс (0,03- 0,1 Т), при этом модель мгновенно твердеет. Пресс-форму удаляют, на модель наносят лннофобное покрытие. В контейнер на модель нодают формовочную смесь и уплотняют, после чего магнитное поле снимают, модель, перешедшую при это.м в жидкое состояние, отсасывают из нолости формы. В силу того, что коэрцитивная сила ферромагнитного железного порошка не. нревышает 0,3-0,6 кА/М, размагничивание ферромагнитной смеси после снятия магнитного поля не требуется. Смесь можно нспользовать для изготовления моделей многократно. Величина магнитной ИЕщукции, необходимой для получения достаточной прочности модели, зависит от габаритов и сложности последней. Каждый типоразмер моделей имеет свою пороговую магнитную индукцию, при которой происходит «зарастание (нарушение формы) модели вследствие градиента нанряженности ноля на ее границах. Так, для мелких моделей формы достаточна величина магнитной индукции 300 Гс (0,03 Т), а магнитная индукция 1000 Гс (0,1 Т), позволяет отверждать модели, га