RU2404879C2 - Method of casting and device to this end - Google Patents
Method of casting and device to this end Download PDFInfo
- Publication number
- RU2404879C2 RU2404879C2 RU2009104250/02A RU2009104250A RU2404879C2 RU 2404879 C2 RU2404879 C2 RU 2404879C2 RU 2009104250/02 A RU2009104250/02 A RU 2009104250/02A RU 2009104250 A RU2009104250 A RU 2009104250A RU 2404879 C2 RU2404879 C2 RU 2404879C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- casting
- mold
- model
- melting
- metal
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение в машиностроении относится к литейному производству. Сложные литые заготовки или готовые детали от десятков грамм до нескольких килограмм изготовляют в одноразовых формах, по выплавляемым моделям, на песчаных стержнях в формах кокиль и др. из цветных и черных металлов.An invention in mechanical engineering relates to foundry. Complex cast billets or finished parts from tens of grams to several kilograms are made in disposable forms, according to investment casting, on sand rods in the molds of chill molds and others from non-ferrous and ferrous metals.
Например, небольшие и мелкие точные отливки, несколько штук в блоке, изготовляют литьем по выплавляемым моделям в оболочковой форме. Модельный блок обмазывают погружением в емкость со смесью, обсыпают песком 4-6 слоев, просушивают, выплавляют модель, так процесс занимает 75-80 н/часов и более. Готовую форму помещают в опоку, засыпают песком, прокалывают. Расплавленный металл в форму заливают из носка ковша вручную.For example, small and small precision castings, several pieces in a block, are produced by investment casting in shell form. The model block is coated with immersion in a container with a mixture, 4-6 layers are sprinkled with sand, dried, the model is melted, so the process takes 75-80 n / hours or more. The finished form is placed in a flask, covered with sand, pierced. The molten metal is poured into the mold from the nose of the bucket manually.
Огнеупорная обмазка модели состоит из ~25% жидкой фазы и 75% твердой, в нее входят связующие вещества (этилсиликон, жидкое стекло, борная кислота), растворители (этиловый спирт, ацетон, кислота серная и соляная, вода) и огнеупорная основа (кварцевый песок, пылевидный кварц, молотый шамот, электрокорунд).The refractory coating of the model consists of ~ 25% of the liquid phase and 75% of the solid, it includes binders (ethyl silicone, water glass, boric acid), solvents (ethyl alcohol, acetone, sulfuric and hydrochloric acid, water) and a refractory base (quartz sand , dusty quartz, ground chamotte, electrocorundum).
Высокая точность отливок достигается тем, что форма не имеет разъема, отсутствуют стержни, а тепловое расширение формы минимальное.High precision castings is achieved by the fact that the mold has no connector, no rods, and the thermal expansion of the mold is minimal.
Недостатком является экологическая вредность от приготовления кислотных смесей, длительный технологический процесс вручную, трудоемкость, не исключены литейные дефекты, пористость, газовые и усадочные раковины, коробление и т.д.The disadvantage is environmental hazard from the preparation of acid mixtures, a long manual process, laboriousness, casting defects, porosity, gas and shrink shells, warping, etc. are not excluded.
В массовом производстве мелких и небольших отливок основными компонентами модельных составов является парафин, стеарин, канифоль, воск и другие материалы с температурой плавления 50-80°С. Модельный состав разогревается в закрытых емкостях и содержится в них в пастообразном состоянии.In the mass production of small and small castings, the main components of the model compositions are paraffin, stearin, rosin, wax and other materials with a melting point of 50-80 ° C. The model composition is heated in closed containers and contained in a paste-like state.
См. Б.А.Кузьмин и др. Технология металлов и конструкционные материалы. М., Машиностроение, 1981 г., стр.169-170.See B.A. Kuzmin and others. Technology of metals and structural materials. M., Mechanical Engineering, 1981, pp. 169-170.
Например, известно, что исходный материал для изготовления модели литьем под давлением сжатого воздуха или поршня, лучший церозин синтетический марки 90-100-110, т.е. t л. 90-100-110°С и др.For example, it is known that the starting material for the manufacture of a model by injection molding of compressed air or a piston is the best synthetic cerosene grade 90-100-110, i.e. t l 90-100-110 ° C, etc.
См. Полимерные композиционные материалы: структура, свойства, технология. Под редакцией академика Бермана Л.А. Санкт Петербург, 2008 г.See Polymeric composite materials: structure, properties, technology. Edited by Academician Berman L.A. St. Petersburg, 2008
Прототип, изобретение «Способ получения отливок и устройство для его осуществления.Prototype, invention "A method for producing castings and a device for its implementation.
Патент №2051005 зарегистрирован в Гос. Реестре изобретений 27 декабря 1995 г.Patent No. 2051005 is registered in the State. Register of Inventions December 27, 1995
Способ получения мелких и небольших отливок из цветных металлов, включающий изготовление формы литьем из более легкоплавкого материала, чем сплав отливки, путем вакуумного всасывания в полость корпуса, образованную разовой моделью, удаление модели, заливку металла с вакуумированием под низким давлением, извлечение отливки путем расплавления формы.A method of producing small and small non-ferrous metal castings, including making a mold by casting from a more fusible material than casting alloy, by vacuum suction into the body cavity formed by a one-time model, removing the model, casting the metal with vacuum under low pressure, removing the casting by melting the mold .
Недостаток литья в выплавляемую форму, например, в описании патента №2051005 говорится, что после выплавки модели на поверхность формы наносится термозащитная краска, ненужная операция. Модели и формы изготовляют с ячеистой структурой, а также вспенивают, в чем нет необходимости.Lack of investment casting, for example, in the description of patent No. 2051005 states that after the smelting of the model, heat-protective paint is applied to the mold surface, an unnecessary operation. Models and shapes are made with a cellular structure, and also foamed, which is not necessary.
Существенным недостатком является то, что в группе изобретений отсутствуют реальные материалы отливки модели и формы, их технологические свойства, литейные, жидкотекучесть, температура плавления, плотность и др., что имеет место в заявке №2007118032(019629) и в запросе от 10.10.2008 г.A significant drawback is that in the group of inventions there are no real casting materials of the model and mold, their technological properties, foundry, fluidity, melting point, density, etc., which takes place in application No. 2007118032 (019629) and in the request of 10.10.2008 g.
Установка для получения отливок, содержащая корпус двойного литья, плавильную печь металла отливки, нагреваемую емкость для материала модели, поворотно-подъемный механизм корпуса двойного литья для установки под выплавку модели и на плавильную печь литья отливки.A plant for producing castings comprising a double casting body, a casting metal melting furnace, a heated container for model material, a double casting housing rotary-lifting mechanism for installation under model smelting and on a casting melting furnace.
На фиг.2 позиция 26 - пробка закрывает попадание расплава модели в печь и открывает вход металла отливки в форму (ошибочно), оно применяется, когда литейный корпус установлен на печи литья под давлением (см. заявка 2007116674 (018122), тогда литейный корпус ставится на емкость модельного материала для выплавки модели, а затем под заливку формы, взамен пробки 26 ставится уплотняющая направляющая втулка 26 стыковки труб 14 и 21 для осуществления выплавки модели и литья отливки.In figure 2, position 26 - the plug closes the ingress of the model melt into the furnace and opens the mold inlet of the casting metal (erroneously), it is used when the casting casing is installed on the injection molding furnace (see application 2007116674 (018122), then the casting casing is placed on the capacity of the model material for smelting the model, and then under casting the mold, instead of the
Также отпадает необходимость именно в водоохлаждаемом нагревателе 15 (индуктор), в емкости хранения материала формы, здесь достаточно нагревателя электрического сопротивления промышленной частоты 50 Гц.Also, there is no need for a water-cooled heater 15 (inductor), for the storage capacity of the mold material, an electric resistance heater of industrial frequency 50 Hz is sufficient here.
В способе получения мелких и небольших отливок в выплавляемой форме из цветных сплавов используют материал формы, имеющий температуру плавления ниже температуры плавления металла отливки и выше температуры плавления модели, форма выплавляется теплом залитого металла отливки, модель удаляется путем расплавления теплом формы, а нагревателем поддерживают температуру формы выше, чем температура плавления модели, при этом полученный расплав удаляют вакуумным разрежением обогреваемой емкости.In the method for producing small and small castings in a non-ferrous alloy smelted form, a mold material is used having a melting temperature lower than the melting temperature of the casting metal and higher than the melting temperature of the model, the mold is melted by the heat of the cast metal of the casting, the model is removed by melting by the heat of the mold, and the mold is maintained by the heater higher than the melting temperature of the model, while the resulting melt is removed by vacuum rarefaction of a heated container.
Материал формы, при необходимости используемый из легкоплавких цветных сплавов, должен быть очищен от различных добавок, придающих такие свойства, как износостойкость, антикоррозийность, магнитность, и немагнитность, жаростойкость и др. Хорошо очищен от водорода, окислов и различного рода включений, образующих угар.The mold material, if necessary used from low-melting non-ferrous alloys, must be cleaned of various additives that impart properties such as wear resistance, anticorrosion, magnetism, non-magnetism, heat resistance, etc. It is well cleared of hydrogen, oxides and various kinds of inclusions that form carbon monoxide.
Изготовленный материал формы должен обладать высокой жидкотекучестью, теплопроводностью, температурой плавления, плотностью, годными для многоразового использования.The fabricated mold material must have high fluidity, thermal conductivity, melting point, density, suitable for reusable use.
В технике получают отливки из цветных сплавов: преимущественно алюминиевые, у которых t пл. от 447 до 449°С, марки АЛ23, АЛ21-1, АЛ13, АЛ22, АЛ23-1 и др., например сплав АЛ8 содержит 9,5-10,5% Mg, t пл. от 449°С, плотность 2,7 г/см3. Алюминиевые сплавы с t пл., близкой к t пл. 660°С, например сплав (Al4CE)АЛ27, t пл. 638°С, содержащий 10-13% германий (не металл), t пл. 937°С, плотность 5,3 г/см3 и др.Non-ferrous alloy castings are obtained in the technique: mainly aluminum, in which t pl. from 447 to 449 ° C, grades AL23, AL21-1, AL13, AL22, AL23-1, etc., for example, the AL8 alloy contains 9.5-10.5% Mg, t pl. from 449 ° C, density 2.7 g / cm 3 . Aluminum alloys with t pl. Close to t pl. 660 ° C, for example alloy (Al 4 CE) AL27, t pl. 638 ° C, containing 10-13% germanium (not metal), t pl. 937 ° C, density 5.3 g / cm 3 , etc.
Цинковые сплавы: ЦАМ10-5, ЦАМ-9-1,5, ЦАМ-4-3, ЦАМ-4-1 и др., t пл. от 386 до 410°С, плотность 6,2-6,7 г/см3.Zinc alloys: TsAM10-5, TsAM-9-1.5, TsAM-4-3, TsAM-4-1, etc., t pl. from 386 to 410 ° C, density of 6.2-6.7 g / cm 3 .
Магниевые сплавы: МЛ4, МЛ4п4, МЛ6, t пл. 400°С, МЛ5, t пл. 430°С, плотность 1,78 г/см3 и др.Magnesium alloys: ML4, ML4p4, ML6, t pl. 400 ° C, ML5, t pl. 430 ° C, density 1.78 g / cm 3 , etc.
Температура литья сплавов с t плавления 380-450°С, t заливки 450-500°С, например, t пл. АЛ8-449°С, t заливки ~500°С.The casting temperature of alloys with a melting point of 380-450 ° C, t casting 450-500 ° C, for example, t pl. AL8-449 ° С, pour t ~ 500 ° С.
Температура литья сплава АЛСЕ с t плавления 638°С, t заливки 690-700°С.The casting temperature of the ALSE alloy with a melting t of 638 ° C, a casting t of 690-700 ° C.
Для них подбирают литейный материал формы, приготовляют или используют готовый имеющийся в производстве. Так, для отливок из сплава АЛ8 берут сплав металлов или полимерный состав Полиамид 66(ПА66), t плавления 260°С и др., исходный материал модели - лучший церозин синтетический марки 90-100-110, т.e t пл. 90-100-110°C.For them, the foundry material of the mold is selected, prepared or used ready-made available in production. So, for castings from AL8 alloy, a metal alloy or polymer composition Polyamide 66 (PA66), melting point 260 ° С, etc. are taken, the initial material of the model is the best synthetic cerosene grade 90-100-110, i.e., pl. 90-100-110 ° C.
Для отливок из сплава АЛ4СЕ, t пл. 638°С t, заливки 690-700°С, используют материал формы сплав или состав Поликарбонат, t плавления 290-330°С, материал модели Карбамид CO(NH2)2 полный амид угольной кислоты - кристаллический, он плавится при t 129-134°С и обладает в расплавленном состоянии высокой жидкотекучестью, т.е. хорошо заполняет пресс-форму. После затвердения образует прочную и точную модель.For castings from AL4SE alloy, t pl. 638 ° C t, pouring 690-700 ° C, using a material of the form alloy or composition Polycarbonate, melting t 290-330 ° C, model material Carbamide CO (NH 2 ) 2 full carbonic amide - crystalline, it melts at t 129- 134 ° C and has a high fluidity in the molten state, i.e. Fills the mold well. After hardening, it forms a strong and accurate model.
Температура плавления модели и формы, интервал теплот кристаллизации формы и отливки могут быть уменьшены или увеличены, окончательно определена в процессе отработки параметров технология двойного литья.The melting temperature of the model and mold, the range of heats of crystallization of the mold and casting can be reduced or increased, the double casting technology is finally determined in the process of testing the parameters.
Проблемы литья бронзовых и латунных сплавов в выплавляемую форму зависят от ее оптимальных размеров массы и объема мелких отливок литейных свойств плавящихся материалов, параметров температур плавления модели, формы и кристаллизации отливки, осуществимы на лабораторной установке опытно-конструкторской разработки, в НИИЛИТМАШ г.Москва и др.The problems of casting bronze and brass alloys into a lost-wax form depend on its optimal weight and volume of small castings of the casting properties of the melting materials, parameters of the melting temperature of the model, shape and crystallization of the casting, are feasible on a laboratory installation of experimental design, in NIILITMASH, Moscow, etc. .
На фиг.1 показана лабораторная установка литья в выплавляемую форму, 1 - корпус двойного литья. А - емкость нахождения жидкого материала формы, Б - зона литья формы и отливки. Емкость А подогревается электрическим сопротивлением промышленной частоты 50 Гц, нагреватель 15, зона Б снабжена нагревателем-холодильником, то есть индуктором 16, фиг.2. На фиг.1 позиция 2 - плавильная печь литья металла отливки под низким давлением сжатого воздуха, 3 - подъемный механизм перестановки корпуса 1 с емкости 4 после выплавки модельного расплава на печь 2 под заливку формы металлом отливки, емкость 4 состоит из нижней обогреваемой и верхней вакуумной зон, разделены между собой поворотной заслонкой. Емкость 4 модельного материала и 5 - пресс-форма, охлаждаемая водой устройства для изготовления моделей литьем под давлением сжатого воздуха. 6 - блок устройств и приводов, содержащий компрессор, вакуумный насос, электропривод, краны сжатого воздуха, вакуума, давления, нагрева и охлаждения пневмопривода. 7 - шкаф, содержащий при необходимости преобразователь переменной частоты электрического тока, 8 - лагометр контроля за температурой расплава модельного материала в емкости, 9 - потенциометр контроля за кристаллизацией отливки температур плавления выплавки модели и формы. 10 - блок управления процессами литья формы и отливки как оператором, так и автоматической программой двойного литья.In Fig.1 shows a laboratory installation of investment casting, 1 - double casting housing. A is the capacity for finding the liquid material of the mold; B is the casting zone of the mold and casting. Capacity A is heated by an electric resistance of industrial frequency 50 Hz, the
На фиг.2 показаны 11 - расплав материала формы, 12 - форма в твердом виде, 13 - труба литья формы, 14 - труба выплавки модели и заливки металла в форму, 15 - нагреватель сопротивления, 16 - нагреватель-холодильник, охлаждаемый водой (индуктор), 17 - крышка корпуса 1, 18 - выплавляемая модель отливки, 19 - стояк блока моделей, 20 - муфта соединения труб 14 в емкости расплава 11 и труб 21 в емкости расплава модельного материала (не показано) и расплава в печи 2 литья металла отливки, 22 - уплотнительный манжет, 23 - пневмоцилиндр открытия крышки корпуса 1, 3 и 24 - пневмопривод подъема и поворота корпуса 1, 25 - теплоизоляция, 26 - направляющая втулка уплотнения стыковки труб 14 и 21, 27 - штуцер подсоединения вакуум насоса литья отливки, клапан литья формы не показан.Figure 2 shows 11 - the melt of the material of the mold, 12 - the mold in solid form, 13 - the pipe for casting the mold, 14 - the pipe for smelting the model and pouring metal into the mold, 15 - the resistance heater, 16 - the heater-cooler, cooled by water (inductor ), 17 —
В емкости Б корпуса 1 на величину зазора электроизоляции от нагревателя, стенки полости литья формы делают из теплопроводного материала, покрывают кокильной краской ~0,2 мм, содержащий оксид цинка, асбест прокаленный (пудра), воду.In the container B of case 1, by the size of the gap of electrical insulation from the heater, the walls of the mold cavity are made of heat-conducting material, coated with ~ 0.2 mm chill paint, containing zinc oxide, calcined asbestos (powder), water.
Осуществление изобретения выполняется следующим образом: на фиг.1-2 показано изготовление выплавляемой формы в корпусе 1, например, для литья алюминиевых отливок из сплава АЛ8, температура плавления 449°С. плотность 2,7 г/см3.The implementation of the invention is as follows: Fig.1-2 shows the manufacture of the investment mold in the housing 1, for example, for casting aluminum castings from AL8 alloy, melting point 449 ° C. density 2.7 g / cm 3 .
Подобраны материал формы сплав ПОС30, Sn 29-30, Sb 1,2-2,0 и Pb - остальное, t пл. 256°С, плотность 9,69 г/см3, материал модели сплав №8 Sn 18,75 Pb 31,25 Bi 50%, t пл. 96°С, плотность 9,96 г/см3.The material of the form POS30 alloy, Sn 29-30, Sb 1.2-2.0 and Pb - the rest, t pl. 256 ° C, density 9.69 g / cm 3 , model material alloy No. 8 Sn 18.75 Pb 31.25 Bi 50%, t pl. 96 ° C, density 9.96 g / cm 3 .
Взамен сплавов используют полимерные композиционные составы для литья формы, применяют Полиамид 66 (ПА66), t пл. 260°С. Исходный материал модельного состава церозин синтетический марки 90, т.е. t пл. 90°С или карбамид КбП, t пл. 92°С и др.Instead of alloys, polymer composites are used for casting, Polyamide 66 (PA66), t pl. 260 ° C. The starting material of the model composition is synthetic cerosin grade 90, i.e. t square 90 ° C or carbamide KBP, t pl. 92 ° C and others.
На фиг.1-2 корпус 1 формовки и литья изначально устанавливают на обогреваемую емкость 4 модельного материала, перед литьем формы в емкости А поддерживают в расплавленном состоянии 11 материал формы, стояк 19 блока моделей 18 с помощью цанги подвешивают к крышке 17, закрывают. Под давлением сжатого воздуха заливают в полость, образованную моделью в корпусе 1, материал формы при температуре заливки 280-300°С. Теплом формы расплавляют модель, а нагревателем поддерживают температуру выплавки модели 130-150°С, достаточную для изготовления моделей литьем под давлением сжатого воздуха в емкости 4 фиг.1.In Fig.1-2, the molding and casting housing 1 is initially installed on the heated container 4 of the model material, before casting the molds in the container A, the mold material is maintained in the
Форму охлаждают кристаллизатором, индуктор 16 при включенном электрическом токе является нагревателем, при отключенном служит холодильником, нагрев в основном используют при отработке параметров температур двойного литья.The mold is cooled by a crystallizer, the
Подготовленную форму корпуса 1 ставят на печь 2, заливку металла в форму осуществляют вакуумным разрежением с регулируемым давлением на заливаемый расплав. Вакуумирование формы обеспечивает полное и повсеместное заполнение формы металлом отливки, сложной конфигурации с большим количеством мелких отверстий пазов каналов под нутреней пустот в деталях, не поддающихся механической обработке, одновременно литьем под давлением достигаются плотность отливки, устраняются дефекты газового и усадочного характера, при образовании корки отливки в интервале до кристаллизации 450°С давлением достигается устранение усадки.The prepared form of the housing 1 is placed on the
Форму расплавляют теплом залитого металла отливки содержат при температуре 280-300°С (температура литья материала формы), при недостаточности тепла отливки t заливки 500°С, ее повышают до требуемой температуры нагрева формы, выплавленный материал в расплавленном состоянии используют для следующего литья. Перед сливом расплава формы давление сжатого воздуха в емкости А снимается, и расплав с ускорением самотеком сливается, освобождая отливку. Открывают крышку 17, емкость формовки и литья не охлаждают, отливку 18 охлаждают вентиляцией, заменяют блоком моделей 18 (моделью), крышку закрывают, процесс двойного литья продолжают.The mold is melted by heat of the cast metal, the castings are kept at a temperature of 280-300 ° C (casting temperature of the mold material), if the casting temperature is insufficient, casting t is 500 ° C, it is raised to the required mold heating temperature, the melted material is used for the next casting. Before the mold melt is drained, the pressure of compressed air in the container A is removed, and the melt is drained by gravity by gravity, freeing the casting. The
Процесс изготовления формы литьем: 1 - заливка материала формы, 2 - расплавление модели теплом формы, 3 - удаление расплава вакуумным разрежением, 4 - охлаждение формы. После перестановки корпуса на печь - заливка формы металла отливки, расплавление - нагрева формы теплом залитого металла отливки, выплавка формы. Действия осуществляются как оператором, так и с применением автоматики, т.е. числового программного управления ЧПУ.The process of making a mold by casting: 1 - pouring mold material, 2 - melting the model with mold heat, 3 - removing the melt by vacuum rarefaction, 4 - mold cooling. After rearrangement of the casing to the furnace - pouring the mold of the casting metal, melting - heating the mold with heat of the cast metal of the casting, smelting the mold. Actions are carried out both by the operator and with the use of automation, i.e. CNC numerical control software.
Возможность выплавки расплавленного модельного материала вакуумным разрежением достигается тем, что рабочая площадь емкости и трубопровода соединена с полостью формы, должна иметь достаточные размеры для создания физической силы, т.е. вакуумного разрежения пространства в емкости всасывания жидкого материала модели.The possibility of melting the molten model material by vacuum rarefaction is achieved by the fact that the working area of the tank and the pipeline is connected to the mold cavity, must be large enough to create physical strength, i.e. vacuum rarefaction of space in the suction tank of the liquid material of the model.
Фиг.1-2, емкость 4 представляет собой устройство, предназначенное для выплавки модельного материала 11 из выплавляемой формы 12 и изготовления моделей в охлаждаемых формах литьем под низким давлением сжатого воздуха, при этом используя уже готовый расплавленный модельный материал.Figure 1-2, the tank 4 is a device designed for
Устройство состоит из верхней вакуумной и нижней подогреваемой емкостей, которые между собой разделены поворотной заслонкой, к верхней емкости подведен трубопровод (гибкий) вакуумного насоса, к нижней подключен электрический ток с автоматическим управлением, температурой литья, например, выше t пл. модели ~90°С на 20-30°С, и воздухопровод компрессора при закрытой заслонке разрежения всасывает в емкость из формы модельный состав, и вновь при закрытой заслонке под регулируемым давлением, при необходимости со слабым вакуумированием (вентиляцией формы) расплав по трубопроводу заполняет охлаждаемую форму, где и кристаллизуется. После кристаллизации состава пресс-форму раскрывают и модель извлекают. Отдельные модели собирают в блоки с общей литниковой системой при помощи пайки. В одном блоке может быть несколько штук и десятков моделей.The device consists of upper vacuum and lower heated tanks, which are separated by a rotary valve, a (flexible) vacuum pump pipeline is connected to the upper tank, an electric current with automatic control is connected to the lower one, casting temperature, for example, above t pl. models ~ 90 ° С for 20-30 ° С, and the compressor air duct, when the rarefaction valve is closed, sucks the model composition into the container, and again, with the valve closed, under controlled pressure, if necessary with weak vacuum (mold ventilation), the melt fills the cooled melt through the pipeline form, where it crystallizes. After crystallization of the composition, the mold is opened and the model is removed. Individual models are assembled in blocks with a common gate system by soldering. In one block can be several pieces and dozens of models.
Модели перед формовкой покрывают слоем разделительной термозащитной краски толщиной ~0,2 мм. Благодаря меньшей теплопроводности λ кр. от формы к модели и от отливки к форме возникает термозащитное сопротивление переноса теплоты от залитого материала формы к поверхности модели и от отливки к поверхности формы, при этом краска должна обеспечить достаточную теплопроводность для выплавки модели и формы. В зависимости от материала отливки используют, например, компоненты в % алюминиевые сплавы: оксид цинка 15, асбест прокаленный (пудра) 5, жидкое стекло 3, вода 77, коэффициент теплопроводности λ Вт (СМ.К) 0,41 и др. составляющие. Для магниевых и цинковых отливок: 2. тальк 1, гидроксид бора 2,5, жидкое стекло 2,5, вода 77, λ Вт (СМ.К) 0,39. 3. бронза и латунь; пылевидный кварц 14-15, жидкое стекло 3-5, вода 87-89, λ Вт (СМ.К) 0,58.Before molding, models are coated with a layer of release heat-protective paint ~ 0.2 mm thick. Due to the lower thermal conductivity λ cr. from mold to model and from casting to mold, heat-shielding resistance arises of heat transfer from the cast material of the mold to the surface of the mold and from casting to the mold surface, while the paint should provide sufficient thermal conductivity to melt the model and mold. Depending on the material of the casting, for example, components in% aluminum alloys are used:
К составу 1, 2 добавляют 13-15% компонент Васе2 - хлорид бария - растворим в воде, t пл. 958°С и другие, чем достигается плотная прилегаемость неплавящейся краски к поверхностям формы при выплавке модели и при выплавке формы к отливке. При необходимости легирования поверхностного слоя отливки на поверхность модели наносят слой, содержащий легирующие элементы (теллур, хром и др.)To
Изготовление моделей и форм из плавящихся материалов создает широкую возможность получать сложные отливки, традиционно производимые литьем на песчаных стержнях в земляных формах. При литье выплавляемую форму модели не покрывают обмазкой с обсыпкой песком в несколько слоев и т.д., а также отпадает потребность в исходных и связующих материалах для приготовления формовочных и стержневых смесей.The production of models and molds from melting materials creates a wide opportunity to obtain complex castings, traditionally produced by casting on sand rods in earthen molds. When casting, the lost-wax form of the model is not coated with sanding in several layers, etc., and there is also no need for raw materials and binders for the preparation of molding and core mixtures.
Плавящиеся кристаллические материалы формы обеспечивают надежную физическую и термическую прочность формы при интервале кристаллизации залитого металла отливки вакуумным разрежением с регулируемым низким давлением на расплав в печи. По совокупности вакуум, давление в печи и расширение формы, расплавляемой залитым металлом, исключают возможность диспергированных пор, что имеет место в отливке, полученной литьем высокого давления поршнем в процессе литья.The melting crystalline mold materials provide reliable physical and thermal strength of the mold during the crystallization interval of the cast metal of the cast by vacuum vacuum with adjustable low pressure on the melt in the furnace. Collectively, the vacuum, pressure in the furnace and expansion of the mold, molten by the cast metal, exclude the possibility of dispersed pores, which takes place in the casting obtained by high pressure piston casting during the casting process.
Отливки в выплавляемой форме можно получать во всех отраслях техники из цветных сплавов металлов, простой и сложной конфигурации, высокого качества кратчайшим путем, повышая производительность и экологическую культуру литейного производства.Lost wax castings can be obtained in all branches of technology from non-ferrous metal alloys, of simple and complex configuration, of high quality in the shortest way, increasing the productivity and environmental culture of foundry.
Установки и машины литья в выплавляемой форме могут изготовлять как сами машиностроительные предприятия, так и предприятия, выпускающие литейные машины и оборудования.Lost wax casting machines and plants can be manufactured either by machine-building enterprises themselves or by enterprises producing foundry machines and equipment.
Данный способ литья выплавляемой формы на автоматизированной установке с числовым программным управлением может найти широкое применение в транспортном, сельскохозяйственном машиностроении, в автомобильной, авиационной и других отраслях промышленности.This method of investment casting on an automated numerical control machine can be widely used in transport, agricultural engineering, in the automotive, aviation and other industries.
Пример. Алюминиевая отливка - 6-цилиндровый блок-картер (ДВС), получаемая литьем из носка ковша на песчаных стержнях в земляной форме, имеет вес 350 кг (до 50% годного), а литьем по металлопроводу в выплавляемой форме с вакуумированием под низким давлением на расплав в печи, отливка получается без прибылей и литниковой системы с комплектующими деталями сборки 110 кг.Example. Aluminum casting - a 6-cylinder block crankcase (ICE), obtained by casting from a toe of a bucket on sand rods in earthen form, has a weight of 350 kg (up to 50% suitable), and by casting through a metal wire in a lost wax form under low pressure on the melt in the furnace, casting is obtained without profits and the gating system with 110 kg assembly parts.
Литье с вакуумным всасыванием, внутри формы вакуум-насосом создают разрежение, и расплавленный металл втягивается внутрь формы, где и кристаллизуется, при этом хорошо удаляются газы. Поэтому в отливке отсутствуют раковины и пористость.Vacuum absorption molding inside the mold with a vacuum pump creates a vacuum, and the molten metal is drawn into the mold, where it crystallizes, while the gases are well removed. Therefore, there are no shells or porosity in the casting.
Усадка сплавов в процессе их кристаллизации вызывает сокращение объемов и линейных размеров отливок, появление пороков в виде раковин и пор, склонность к возникновению напряжений и образованию трещин.Shrinkage of alloys during their crystallization causes a reduction in the volume and linear dimensions of castings, the appearance of defects in the form of shells and pores, a tendency to stress and cracking.
Литьем под низким давлением в печи создается усиливающий подъем металла в металлопроводе и форме к всасыванию расплава разрежением, а также создается прибыль на усадку только в интервале кристаллизации отливки, этим самым недостаточно достигается устранение дефектов усадочного характера. Кроме этого, выплавляемая металлическая форма в результате теплообмена нагревается теплом залитого металла, расширяясь, окончательно оказывает давление на отливку, делает ее плотной. В ряде случаев оказывают низкое давление воздухом на расплав сплава (состава) формы. Получение формы литьем, так же как при литье детали-отливки, отличается тем, что материал формы находится в одном и том же корпусе формовки и литья, а не в плавильной печи для формовки.By casting under low pressure in the furnace, an amplifying rise of the metal in the metal wire and the mold to the suction of the melt by vacuum is created, and profit is created for shrinkage only in the crystallization interval of the casting, thereby eliminating shrinkage defects. In addition, as a result of heat exchange, the melted metal mold is heated by the heat of the cast metal, expanding, finally exerting pressure on the casting, making it dense. In some cases, they exert low pressure on the molten alloy (composition) of the mold with air. Obtaining a mold by casting, as well as when casting a casting part, is characterized in that the mold material is in the same molding and casting housing, and not in a molding melting furnace.
В зависимости от требований к качеству отливок и характера производства (единичное, серийное, массовое) те или иные свойства литейных сплавов отливок и модельных составов становятся наиболее важным и определяющим. Поэтому в соответствии с конкретными условиями производства наибольшее применение имеют алюминиевые и магниевые сплавы и различные модельные составы: сплавы и полимерные композиционные материалы.Depending on the requirements for the quality of castings and the nature of production (single, serial, mass), certain properties of casting alloys of castings and model compositions become the most important and determining. Therefore, in accordance with the specific conditions of production, aluminum and magnesium alloys and various model compositions are most used: alloys and polymer composite materials.
Например, в крупносерийном и массовом производствах мелких и небольших отливок основными компонентами модельных составов являются парафин, воск и др., t пл. 75-80°С, для повышения прочности используют полимер П-6 и др., у которых формовочные свойства отвечают требованиям, при t пл. 90-110°С делают модели из кашеобразной массы прессованием, текучие составы - литьевым прессованием или литьем, на полуавтоматах на отдельных участках модельного производства.For example, in large-scale and mass production of small and small castings, the main components of model compositions are paraffin, wax, etc., t pl. 75-80 ° C, to increase the strength, polymer P-6 and others are used, in which the molding properties meet the requirements, at t pl. 90-110 ° С make models of porridge mass by pressing, fluid compositions - by injection molding or molding, on semiautomatic devices in separate sections of model production.
На фиг.3, 4 показаны отливка и блок поршней, полученная в вакууме выплавляемой формы литьем под низким давлением в печи. Поршни Ф 90 мм, больше или меньше, автомобильных двигателей выгодней получать по выплавляемым моделям (блоками) в сравнении с отливкой, полученной в кокилеFigures 3 and 4 show the casting and piston block obtained in a vacuum of lost-mold casting under low pressure in a furnace. Pistons 90 90 mm, larger or smaller, of automobile engines are more profitable to produce by investment casting (blocks) in comparison with casting obtained in a chill mold
или на стержне в песчано-глинистой форме. Выплавляемая (испаряемая) модель поршня, состоящая из двух частей, каждая получается в одной и той же матрице пуансоном (пресс-форма) на механическом прессе. Модели собирают в блок при помощи пайки, на них наносят термозащитную краску толщиной 0,2 мм, чем обеспечивается повышенная чистота поверхностей отливки в сравнении с отливкой, полученной в газопроницаемой оболочковой форме.or on a core in sandy-clay form. Lost (evaporated) piston model, consisting of two parts, each obtained in the same matrix by a punch (mold) on a mechanical press. Models are assembled into a block by soldering, they are coated with a heat-protective paint 0.2 mm thick, which ensures increased cleanliness of the surfaces of the casting in comparison with castings obtained in gas-permeable shell form.
При литье в оболочковые и песчано-глинистые разовые формы используют разнообразные формовочные и стержневые смеси с добавками связующих. Основные компоненты смесей: песок, глины с определенными свойствами.When casting in shell and sand-clay one-time molds, various molding and core mixtures with additives of binders are used. The main components of the mixtures: sand, clay with certain properties.
По сравнению с литьем по выплавляемым моделям в оболочковые формы и с литьем на стержневых в песчано-глинистые (земляные) формы, литьем в выплавляемые формы достоинством является то, что изготовление формы и получение в ней отливки осуществляется в одном и том же корпусе, и только при этом становится возможным автоматизировать единый технологический процесс литья формы и получения в ней литьем отливки.Compared with investment casting in shell molds and with core casting in sand-clay (earthen) molds, investment casting has the advantage that the manufacturing of the mold and the production of castings in it are carried out in the same body, and only at the same time, it becomes possible to automate a single technological process of casting a mold and obtaining castings in it.
Отливка, например 6-цилиндровый блок-картер (ДВС) повышенной мощности и др., получается по выплавляемой модели в выплавляемой форме, процесс создается самым прогрессивным способом производства литья в количественном и качественном отношении.A casting, for example a 6-cylinder block crankcase (ICE) of increased power, etc., is obtained by the lost-wax model in the lost-wax form, the process is created by the most progressive method of casting production in quantitative and qualitative terms.
По сравнительным расчетам достигаются затраты материалов и время на получение сложной отливки из цветных металлов в 15-20 раз меньше при 100%-ном качестве механических свойств, точности и чистоты поверхностей отливок. Модели не покрывают обмазкой с обсыпкой песком в несколько слоев с просушкой, отпадает необходимость в исходных и связующих материалах формовочных смесей, в связи с чем формы не прокаливают в печи, отливки не подвергаются старению и снятию напряжения термической обработкой. Не расходуется металл на прибыль и литниковую систему, экономится лишний металл, учитываемый на прочность и затрачиваемый на механическую обработку крупных и больших отливок в основном из цветных дорогостоящих сплавов.According to comparative calculations, material costs are achieved and the time required to obtain complex castings from non-ferrous metals is 15-20 times less with 100% quality of mechanical properties, accuracy and cleanliness of the surfaces of the castings. Models are not coated with sanding in several layers with drying, there is no need for starting materials and binders for molding mixtures, therefore molds are not calcined in the furnace, castings are not subjected to aging and stress relief by heat treatment. The metal is not consumed for profit and the gating system, the excess metal is saved, which is taken into account for strength and expended on the machining of large and large castings mainly from non-ferrous expensive alloys.
Разработанная технология создает производство высокой культуры, сокращается заболеваемость (профвредность), повышается производительность и качество изделий. Литье в выплавляемые формы по выплавляемым моделям может найти у нас и за рубежом самое широкое использование при всех масштабах литейного производства машиностроения и в других отраслях промышленности.The developed technology creates the production of high culture, the incidence rate (occupational hazard) is reduced, productivity and quality of products are increased. Lost wax casting can find here and abroad the widest use for all scales of foundry engineering and other industries.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009104250/02A RU2404879C2 (en) | 2009-02-09 | 2009-02-09 | Method of casting and device to this end |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009104250/02A RU2404879C2 (en) | 2009-02-09 | 2009-02-09 | Method of casting and device to this end |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009104250A RU2009104250A (en) | 2010-08-20 |
| RU2404879C2 true RU2404879C2 (en) | 2010-11-27 |
Family
ID=44057722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009104250/02A RU2404879C2 (en) | 2009-02-09 | 2009-02-09 | Method of casting and device to this end |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2404879C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2742640C1 (en) * | 2018-10-24 | 2021-02-09 | Моулд Уан Уг | Production of pressure-molded parts in disposable forms |
-
2009
- 2009-02-09 RU RU2009104250/02A patent/RU2404879C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГАЛДИН Н.М. Цветное литье. - Справочник. - М.: Машиностроение, 1989, с.400-407. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2742640C1 (en) * | 2018-10-24 | 2021-02-09 | Моулд Уан Уг | Production of pressure-molded parts in disposable forms |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009104250A (en) | 2010-08-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102699311B (en) | Precesion casting method for high temperature alloy complex thin-walled castings | |
| CN102717051A (en) | Pressure adjusting precision casting device of high temperature alloy complex thin wall casts | |
| CN102921890A (en) | Investment casting method of heat-resistant steel exhaust manifold for automobile | |
| CN201150980Y (en) | Composite crystallizer device for continuous casting of titanium-nickel alloy | |
| US20070199676A1 (en) | Composite mold with fugitive metal backup | |
| Boljanovic | Metal shaping processes: casting and molding, particulate processing, deformation processes, and metal removal | |
| CN102003299A (en) | Preparation method of aluminum alloy diesel engine body | |
| CN110961585A (en) | Casting process of ingot mold | |
| CN111203514A (en) | Precision casting method for high-temperature alloy complex thin-wall casting | |
| CN104043784A (en) | Overflow valve casting mold and casting technique | |
| RU2404879C2 (en) | Method of casting and device to this end | |
| CN201442085U (en) | Directional solidification casting device for titanium alloy missile cabins | |
| CN113305268A (en) | Casting method of 12 cubic meter slag ladle | |
| RU2361696C2 (en) | Method of casting receiving and device for its implementation | |
| CN101602103A (en) | The casting method of zinc base alloy for stamping die basal body | |
| RU2353469C2 (en) | Method of cast receiving and facility for its implementation | |
| RU2312738C1 (en) | Investment casting method at pressure crystallization and apparatus for performing the same | |
| CN114273638A (en) | Low-pressure precision casting method of magnesium alloy thin-wall shell part | |
| RU2418651C2 (en) | Device to produce piston casting | |
| RU2402405C2 (en) | Electromagnetic form-investment-pattern casting | |
| CN106493295B (en) | A kind of casting technique of large scale magnesium alloy flat structure part | |
| RU2513672C2 (en) | Device for production of piston patterns | |
| RU2381867C2 (en) | Method of mould gravity die casting of large-size casts from magnesium alloys | |
| CN110202121B (en) | Alloy casting method for obtaining fine secondary dendrite arm spacing by using double cooling conditions | |
| RU2714788C1 (en) | Method for production of cast bar billets from nickel-based heat-resistant alloys |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140210 |