Способ изготовления пустотелых отливок Советский патент 1982 года по МПК B22D19/00 B22C7/02 

Изобретение относится к литейному производству. ,

Известен способ изготовления биметаллических отливок, по которому на внутреннюю или внешнюю поверхности цилиндрической деталей наносят слой другого металла с помощью литья под давлением 1.

Однако этот способ предполагает дополнительные операции по подготовке поверхности первого слоя металла для соединения со вторым слоем, основанные на механическом воздействии.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ получения пустоте.лых отливок, включающий изготовления водорастворимого ролекерамического стержня, оформляквдего полость отливки, установку армирующих вставок в стержень, многослойную металлизацию его поверхности с последующим размещением стержня в форме и заливкой последней металлом под давлением 2.

При таком способе изготовления отливок трудно нанести равномерное металлическое покрытие на поверхность детали со сложным тонким ре.пьефом, вктпочающим поднутрения и тонкие

ТГОлости. 1фоме того, для стержней, оформляющих в отливках сложные полости с перегородками, выступами, к которым предъявляются высокие требования по размерной точности, характерна затрудненная усадка (в отличие от свободной усадки она нестабильна).. Поэтому для повышения точности отливок необходимо примене10ние стержневых составов -с минимальной свободной усадкой. Солекерамические стержни характеризуются значительной свободной усадкой. Так спеченные стержни из NaCI имеют

15 усадку до 7%.

Целью изобретения является повышение точности отлиЬок со сложными полостями.

Поставленная цель достигается

20 тем, что согласно способу изготовления пустотелых отливок преимущественно со сложными полостями, включакхцему изготовление стерокня,оформляквдего полость отливки, установку25армирующих вставок в стержень, многослойную, металлизацию его поверхности с последующим размещением стержня в форме и Зсшивкой последней металлом, используют стержень из орга30нического материала с армирующими металлическими вставками и упрочненный тонкодисперсным металлическ материалом, затем наносят покрытие электролитическим осаждением с образованием диффузионного слоя на п верхности контакта электролитического покрытия и наружной поверхнос стержня, который формирует рабочий слой полости отливки. Применение органики в качестве материала для стержня дает диффузио ное соединение с электролитическим осадком меди, которую наносят на по верхность стержня. Поэтому полное удаление сплава Вуда и сплавов на основе цинка с поверхности медного электролитического-осащка не представляется возможным. Применение органики требует дополнительную опе рацию химического осаждения металла для придания ей токопроводности. На фиг. 1-6 показана последовательность получения отливок со сложными внутренними полостями. Способ осуществляется следующим образом. В органический стержень 1 (фиг.1 устанавливают металлические пласти перегородки 2 (фиг. 2). После этого на поверхность стер ня наносят токопроводный слой 3 (фиг.З) химическим осаждением с по ледующим осаждением гальваническог покрытия 4 (фиг. 4) и удаляют (вытапливают в горячей воде) исходный стержень 1. Полученную в результат армированную металлическую , оболочк 5 запрессовывают в фор«1е б (фиг. 5) жидким металлом на машине литья по давлением. После затвердевания и охлаждения сформирована многослойная отливка 7 (фиг.6) со сложными внутренними полостями. На практике такой процесс осуществляют следующим образом. В прессформе изготавливают стер жень для отливки волноводного элемента из следующей композиции: 50 мас.% стеарина; 50 мас.% парафи на и 15 мас.% алюминиевой пудры (сверх 100%) . Далее в заранее выполненные в стержне пазы устанавливают медные пластины-перегородки, изготовленны штамповкой с последующей,полировко Затем на поверхность стержня методом химического осаждения (или вакуумной металлизации) наносят тонк (5-6 мкм) слой меди или серебра с последующим нанесением слоя меди ТОЛ1ЦИИОЙ 0,5-0,7 мм методом гальва пластики. Парафино-стеариновый стержень удаляют в горячей веще при 80-100 Полученную таким образом оболочку у танавливают в прессформу машины литья под давлением и заливают алю MHHMP.pfiiM ::плаврм при 700 С. После полного затвердевания отливки ее извлекают из пресс-формы. Сравнительные испытания предлагаемого и известного способов подтвердили предположение о повышении качества отливок. Брак по нарушению геометрии внутренней полости снизился на 27%. Лучшие результаты получены при электролитическом осаждении металлов после предварительной химической металлизации. Другие способы; вакуумная металлизация, плазменное напылениене обеспечивают осаждение металла на поверхность поднутренний и узких полостей. Для водорастворимых солекерамических стержней сложно обеспечить высокое качество поверхности электролитически осажденного покрытия из-за растворимости стержней в электролите. Величина шероховатости поверхности полостей в отливках, полученных по водорастворимым металлизированньм стержням не электролитическим способом (например плазменным напылением), находится в пределах 6-го класса (ГОСТ 2789-73). Гладкость поверхности лимитируется технологическими особенностями металлизации (наличием пористости, микротрещин). Шероховатость поверхности полостей отливок, полученных по предлагаемому способу, соответствует - 8-му классу и определяется высокой воспроизводимостью органическим стержневым составом рельефа оснастки и воспроизводимостью рельефа стержня металлопокрытием посредством химического и электролитического осаждения. Усадка стержней из органических составов невысока. Для парафиновых композиций она не превышает 1%. Добавка алюминиевой пудры и других мелкодисперсных металлов повышает прочность, снижает усадку органических стержней до 0,3-0,5%, а также способствует осаждению электролитических осадков на неметаллическую поверхность. Размерная точность отливок по известному способу ограничена 14-м, а по предлагаемому 10-м квалитетом по СТ СЭВ 144-75, Ожидаемый экономический эффект от внедрения изобретения составит 40- 60 руб. на тонну годного литья. Реализация изобретения обеспечит повышение качества отливок и снижение брака литья. 1юрмула изобретения Способ изготовления пустотелых отливок преимущественно со сложными полостями, включающий изготовление с;тержня, оформляющего полость отливки, установку армирующих вставок в стерженьf многослойную металлизацию его поверхности с последующим размещением стержня в и заливкой последней металлом, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности отливок, исполь зуют стержень из органического материала с армирующими металлическими вставками и упрочненный тонкодисперсным металлическим материалом, затем

наносят покрытие электролитическим осаждением с образованием диффузионФиъ.

ного слоя на поверхности KOHTakTa электролитического покрытия и наружной поверхности стержня, который формирует рабочий слой полости отливки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Японии №45-8700, кл. В 082 {В 22 D 17/00), опублик. 1979.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2877491/02,

кл. В 22 С 7/02, 04.02.80.

НН

нн

-йФие.2

0ut.S