RU2619548C2 - Manufacturing method of casts by gasified models - Google Patents

Manufacturing method of casts by gasified models Download PDF

Info

Publication number
RU2619548C2
RU2619548C2 RU2015144825A RU2015144825A RU2619548C2 RU 2619548 C2 RU2619548 C2 RU 2619548C2 RU 2015144825 A RU2015144825 A RU 2015144825A RU 2015144825 A RU2015144825 A RU 2015144825A RU 2619548 C2 RU2619548 C2 RU 2619548C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
model
layer
alloying
modifying
granules
Prior art date
Application number
RU2015144825A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015144825A (en
Inventor
Андрей Юрьевич Лещев
Павел Георгиевич Овчаренко
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Инновационные технологии"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Инновационные технологии" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Инновационные технологии"
Priority to RU2015144825A priority Critical patent/RU2619548C2/en
Publication of RU2015144825A publication Critical patent/RU2015144825A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2619548C2 publication Critical patent/RU2619548C2/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C3/00Selection of compositions for coating the surfaces of moulds, cores, or patterns

Landscapes

  • Continuous Casting (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: method includes manufacture of the model in the mould by filling the mould with preliminary foamed expandable polystyrene raw beads with diameter 3-5 mm and layer thickness of 8-10 mm; the subsequent addition of modifying or alloying additives layer on the top in the form of the grains, dust, powder or pieces with thickness 1-2 mm and final foaming of expanded polystyrene raw beads to produce the model; model assembling in the model unit, painting of the unit with the antistick coating, drying, placing of the model unit in the moulding box, its filling with the support material, sealing, vacuuming and pouring of the metal.
EFFECT: method allows to manufacture the models from expanded polystyrene raw beads in moulds with uniform or gradient content and distribution of the modifying and alloying additives.
4 cl, 3 ex

Description

Изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано для изготовления отливок из сталей, чугунов, цветных металлов и их сплавов с применением технологии литья по газифицируемым моделям с целью расширения области их применения.The invention relates to the field of foundry and can be used for the manufacture of castings of steel, cast iron, non-ferrous metals and their alloys using casting technology for gasified models in order to expand their scope.

Из уровня техники известен способ модифицирования стали путем введения в расплав при сливе в ковш модификаторов на основе бора и его соединений (А.с. №1470777). Недостатком данного способа является модифицирование всего объема отливки, что ведет к неравномерному распределению модификаторов по объему отливки, а также к значительному расходу модификаторов.The prior art method of modifying steel by introducing into the melt when draining into the ladle modifiers based on boron and its compounds (A.S. No. 1470777). The disadvantage of this method is the modification of the entire volume of the casting, which leads to an uneven distribution of modifiers in the volume of the casting, as well as a significant consumption of modifiers.

Из уровня техники известен способ получения отливок литьем по газифицируемым моделям, включающий получение моделей в пресс-формах путем нанесения на предварительно вспененные гранулы пенополистирола модификаторов или легирующих добавок в виде краски, последующей сушки, засыпки их в пресс-форму и окончательного вспенивания, сборки моделей в модельный блок, окрашивания модельного блока газопроницаемой антипригарной краской, размещения модельного блока в опоке, заполнения его несвязанным формовочным материалом, уплотнения его вибрацией, герметизации и вакуумирования опоки, заливки металла (RU 2048953 C1, В22С 7/02, 27.11.1995). Недостатком данного способа является сложность получения качественных моделей, поскольку предварительно вспененные гранулы пенополистирола после окраски легирующим покрытием и последующей сушки утрачивают (частично или полностью) способность к последующему увеличению их объема при окончательном вспенивании в пресс-формах. Также значительное количество легирующих и модифицирующих элементов в объеме моделей может стать причиной дефектов в отливках (рыхлости, усадочные раковины, непроливы и др.).The prior art method for producing castings by gasified models, including obtaining models in molds by applying modifiers or alloying additives to pre-foamed granules of expanded polystyrene in the form of paint, subsequent drying, filling them into a mold and final foaming, assembling models in model block, painting the model block with gas-permeable non-stick paint, placing the model block in the flask, filling it with an unbound molding material, sealing it with vibration her, sealing and evacuation of the flask, pouring metal (RU 2048953 C1, B22C 7/02, 11.27.1995). The disadvantage of this method is the difficulty of obtaining high-quality models, since pre-foamed polystyrene granules after dyeing with an alloy coating and subsequent drying lose (partially or completely) the ability to subsequently increase their volume during final foaming in molds. Also, a significant amount of alloying and modifying elements in the volume of models can cause defects in castings (friability, shrinkage shells, spills, etc.).

Наиболее близким по технической сущности является способ введения модификаторов и легирующих добавок при литье по газифицируемым моделям, включающий изготовление моделей из пенополистирола в пресс-формах, которые заполняют предварительно вспененными гранулами пенополистирола, окрашенными легирующими элементами, с добавкой неокрашенных предварительно вспененных гранул в количестве от 2 до 94% по объему (RU 2427442 C1, В22С 7/02, В22С 9/04, 27.08.2011). Недостатком данного способа является сложность получения отливок с равномерно распределенными модификаторами и легирующими добавками, поскольку технически сложно заполнить объем пресс-формы так, чтобы окрашенные гранулы оказались равномерно распределенными. Все это снижает универсальность способа.The closest in technical essence is the method of introducing modifiers and alloying additives when casting on gasified models, including the manufacture of models of expanded polystyrene in molds that are filled with pre-foamed polystyrene granules, painted with alloying elements, with the addition of unpainted pre-foamed granules in an amount of 2 to 94% by volume (RU 2427442 C1, B22C 7/02, B22C 9/04, 08.27.2011). The disadvantage of this method is the difficulty of obtaining castings with uniformly distributed modifiers and alloying additives, since it is technically difficult to fill the mold volume so that the colored granules are evenly distributed. All this reduces the versatility of the method.

Предлагаемый способ является более универсальным по отношению к прототипу. Повышение универсальности предлагаемого способа выражается в возможности получения моделей из пенополистирола в пресс-формах с требуемым (равномерным либо градиентным) содержанием и распределением модификаторов и легирующих добавок.The proposed method is more versatile in relation to the prototype. Improving the versatility of the proposed method is expressed in the possibility of obtaining models of expanded polystyrene in molds with the required (uniform or gradient) content and distribution of modifiers and alloying additives.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

При изготовлении моделей в пресс-формах их объем послойно заполняют предварительно вспененными гранулами пенополистирола, слоем не менее размера гранул, сверху которого добавляют модификаторы или легирующие добавки в виде гранул, пудры, порошков или кусков, слоем не менее размера частиц модификаторов и легирующих добавок. В зависимости от геометрии модели, ее габаритных размеров и требуемых свойств отливки выбирается количество и толщина слоев модификаторов и легирующих добавок. Для получения более плотной модели способ предусматривает добавление предварительно вспененных гранул пенополистирола слоем не менее размера гранул на верхний слой модификаторов и легирующих добавок при заполнении пресс-формы. Для локального модифицирования и легирования отливки способ предусматривает производить добавку модификаторов и легирующих добавок не по всей поверхности слоя предварительно вспененных гранул пенополистирола, а локально, в один или несколько участков, при этом площадь добавок должна составлять не менее 0,1% площади слоя предварительно вспененных гранул. Если площадь добавок составит не менее 0,1%, то модифицирование и легирование отливок может оказаться неэффективным. С целью создания градиента легированных слоев в отливках способ предусматривает добавление поверх слоя предварительно вспененных гранул модификаторов и легирующих добавок в различных сочетаниях с разной фракцией.In the manufacture of models in molds, their volume is filled in layers by pre-foamed polystyrene granules, with a layer of at least the size of granules, on top of which modifiers or alloying additives are added in the form of granules, powder, powders or pieces, with a layer of at least particle size of modifiers and alloying additives. Depending on the geometry of the model, its overall dimensions and the required casting properties, the quantity and thickness of the layers of modifiers and alloying additives are selected. To obtain a denser model, the method involves the addition of pre-foamed polystyrene granules with a layer of at least the size of the granules on the top layer of modifiers and alloying additives when filling the mold. For local modification and alloying of castings, the method provides for the addition of modifiers and alloying additives not over the entire surface of the layer of pre-foamed polystyrene granules, but locally, in one or more sections, while the area of additives should be at least 0.1% of the area of the pre-foamed granule layer . If the area of additives is at least 0.1%, then the modification and alloying of castings may be ineffective. In order to create a gradient of alloyed layers in castings, the method involves adding modifiers and alloying additives in various combinations with a different fraction on top of the layer of pre-foamed granules.

После заполнения объема пресс-формы предварительно вспененными гранулами пенополистирола с добавкой модификаторов и легирующих добавок она помещается в автоклав или другое доступное оборудование для окончательного вспенивания гранул пенополистирола путем теплового воздействия. Полученные модели извлекают из пресс-формы и при необходимости производят их сушку. Введенные в объем модификаторы и легирующие добавки оказываются прочно фиксированными в модели. Затем модели собирают в модельные блоки, окрашивают противопригарным покрытием и сушат. Сухие модельные блоки помещают в опоку, заполняют опорным материалом, герметизируют, вауумируют и заливают металлическим расплавом.After filling the mold volume with pre-foamed polystyrene granules with the addition of modifiers and alloying additives, it is placed in an autoclave or other available equipment for the final foaming of polystyrene granules by heat. The resulting models are removed from the mold and, if necessary, they are dried. Modifiers and alloying agents introduced into the volume turn out to be firmly fixed in the model. Then the models are assembled into model blocks, stained with a non-stick coating and dried. Dry model blocks are placed in a flask, filled with support material, sealed, vauumized and filled with metal melt.

Примеры конкретного исполненияExamples of specific performance

Пример 1. Цилиндрическую пресс-форму диаметром 30 мм и высотой 50 мм послойно заполняли предварительно вспененными гранулами пенополистирола диаметром 3-5 мм, слоем 8-10 мм. Сверху каждого слоя предварительно вспененных гранул добавляли феррохром ФХ 60 в виде порошка слоем 1-2 мм. Полученные модели заливали расплавом серого чугуна СЧ 15. Полученные отливки содержали хром, твердость их составила 58-62 HRC за счет образования карбидов хрома.Example 1. A cylindrical mold with a diameter of 30 mm and a height of 50 mm was filled in layers by pre-foamed polystyrene granules with a diameter of 3-5 mm, a layer of 8-10 mm. On top of each layer of pre-foamed granules, FX 60 ferrochrome was added in the form of powder with a 1-2 mm layer. The obtained models were poured with a melt of gray cast iron MF 15. The obtained castings contained chromium, their hardness was 58-62 HRC due to the formation of chromium carbides.

Пример 2. То же, что в примере 1, только в качестве легирующего элемента добавляли графит, фракцией 0,1-0,3 мм. Модели заливали бронзой ОЦС 5-5-5. Полученные отливки содержали в объеме включения графита.Example 2. The same as in example 1, only as an alloying element was added graphite, a fraction of 0.1-0.3 mm. Models were poured with bronze OCS 5-5-5. The resulting castings were contained in the inclusion volume of graphite.

Пример 3. То же, что в примере 1, только в качестве модификатора добавляли порошкообразный корунд фракцией 0,1 мм. Модели заливали расплавом стали 40. Полученные отливки имели на поверхности кристаллическую структуру, дендриты находились в объеме. Это свидетельствует о том, что порошкообразный корунд, введенный в объем модели, выступает в качестве модификатора, препятствуя росту дендритов на поверхности, и создает новые центры кристаллизации в отливке.Example 3. The same as in example 1, only as a modifier was added powdered corundum with a fraction of 0.1 mm. Models were poured with molten steel 40. The obtained castings had a crystalline structure on the surface, dendrites were in bulk. This indicates that the powdered corundum, introduced into the model volume, acts as a modifier, inhibiting the growth of dendrites on the surface, and creates new crystallization centers in the casting.

Claims (4)

1. Способ изготовления отливок литьем по газифицируемым моделям, включающий получение модели в пресс-форме путем заполнения пресс-формы предварительно вспененными гранулами пенополистирола диаметром 3-5 мм слоем толщиной 8-10 мм, с добавлением сверху слоя добавок модифицирующих или легирующих в виде гранул, пудры, порошка или кусков толщиной 1-2 мм и окончательное вспенивание гранул пенополистирола с получением модели, сборку модели в модельный блок, окрашивание блока противопригарным покрытием, сушку, размещение модельного блока в опоке, заполнение его опорным материалом, герметизацию, вакуумирование и заливку металла. 1. A method of manufacturing castings by gasification models, including obtaining a model in a mold by filling the mold with pre-foamed polystyrene granules 3-5 mm in diameter with a layer of 8-10 mm thick, with the addition of additives modifying or alloying in the form of granules from the top, powder, powder or pieces 1-2 mm thick and the final foaming of polystyrene foam granules to obtain a model, assembling the model into a model block, painting the block with a non-stick coating, drying, placing the model block in the flask, apolnenie its support material, sealing, degassing and casting metal. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на слой добавок модифицирующих или легирующих в верхней части пресс-формы добавляют слой предварительно вспененных гранул пенополистирола слоем толщиной 8-10 мм.2. The method according to p. 1, characterized in that on the layer of additives modifying or alloying in the upper part of the mold add a layer of pre-foamed polystyrene granules with a layer thickness of 8-10 mm 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что добавки модифицирующие или легирующие добавляют локально на один или несколько участков поверхности предварительно вспененных гранул пенополистирола при площади добавок, составляющей не менее 0,1% площади слоя предварительно вспененных гранул.3. The method according to p. 2, characterized in that the modifying or alloying additives are added locally to one or more surface areas of the pre-foamed polystyrene granules with an additive area of at least 0.1% of the pre-foamed granule layer area. 4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что для создания градиента легированных слоев в отливке, модифицирующие или легирующие добавки добавляют в различных сочетаниях с разной фракцией.4. The method according to p. 3, characterized in that to create a gradient of the alloyed layers in the casting, modifying or alloying additives are added in various combinations with a different fraction.
RU2015144825A 2015-10-19 2015-10-19 Manufacturing method of casts by gasified models RU2619548C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015144825A RU2619548C2 (en) 2015-10-19 2015-10-19 Manufacturing method of casts by gasified models

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015144825A RU2619548C2 (en) 2015-10-19 2015-10-19 Manufacturing method of casts by gasified models

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015144825A RU2015144825A (en) 2017-04-26
RU2619548C2 true RU2619548C2 (en) 2017-05-16

Family

ID=58642175

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015144825A RU2619548C2 (en) 2015-10-19 2015-10-19 Manufacturing method of casts by gasified models

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2619548C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2675675C1 (en) * 2017-10-25 2018-12-21 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Удмуртский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук Method of modification and alloying castings at lost pattern casting
RU2744688C1 (en) * 2020-01-10 2021-03-15 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Удмуртский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук Method for modifying and alloying castings during molding by casting according to gasified models

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2104818C1 (en) * 1996-01-29 1998-02-20 Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет Method for manufacture of polystyrene foam gasifiable pattern
EP0899038B1 (en) * 1997-08-28 2003-09-24 General Motors Corporation Process for lost foam casting of aluminium with coated pattern
RU2391177C2 (en) * 2008-01-24 2010-06-10 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный технологический университет "Московский институт стали и сплавов" Method of cast surface modification
RU2427442C1 (en) * 2010-03-19 2011-08-27 Учреждение Российской академии наук Институт прикладной механики Уральского отделения РАН Method of adding modifier and alloying agents in cavityless casting

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2104818C1 (en) * 1996-01-29 1998-02-20 Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет Method for manufacture of polystyrene foam gasifiable pattern
EP0899038B1 (en) * 1997-08-28 2003-09-24 General Motors Corporation Process for lost foam casting of aluminium with coated pattern
RU2391177C2 (en) * 2008-01-24 2010-06-10 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный технологический университет "Московский институт стали и сплавов" Method of cast surface modification
RU2427442C1 (en) * 2010-03-19 2011-08-27 Учреждение Российской академии наук Институт прикладной механики Уральского отделения РАН Method of adding modifier and alloying agents in cavityless casting

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2675675C1 (en) * 2017-10-25 2018-12-21 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Удмуртский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук Method of modification and alloying castings at lost pattern casting
RU2744688C1 (en) * 2020-01-10 2021-03-15 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Удмуртский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук Method for modifying and alloying castings during molding by casting according to gasified models

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015144825A (en) 2017-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kumar et al. Optimization of tensile properties of evaporative pattern casting process through Taguchi's method
RU2427442C1 (en) Method of adding modifier and alloying agents in cavityless casting
CN102921902B (en) Composite shaping technique method of iron pattern coated sand and iron type core assembly
CN102371340A (en) Lost foam casting method for large casting
CN102744367A (en) Lost foam-shell mold casting vibration and solidification method based on foam mold
CN103212669A (en) Lost-foam casting model of engine cylinder body and casting method
JP6748208B2 (en) METHOD FOR PRODUCING PARTS INCLUDING METAL FOAM, PARTS PRODUCED BY THE METHOD, AND MOLD FOR IMPLEMENTING THE METHOD
CN102166639A (en) Integral precision casting method for large complicated thin-walled aluminum alloy cabin components
CN103909223A (en) Collapsible cold iron composite material and application method thereof
RU2619548C2 (en) Manufacturing method of casts by gasified models
CN1033744C (en) Foundry method
CN102039372A (en) Lost foam casting method
CN111496185A (en) Production process of lost foam casting
CN104646628A (en) System and method for forming a low alloy steel casting
RU2675675C1 (en) Method of modification and alloying castings at lost pattern casting
RU2744688C1 (en) Method for modifying and alloying castings during molding by casting according to gasified models
RU2620422C2 (en) Method of manufacturing models of foam polystyrene for producing composite castings according to gasificable models
CN103223465A (en) Method for casting zinc alloy lost foam with low melting point
CN105689644A (en) Lost foam water-cooling casting process
CN103736927A (en) Core molding string casting and vertical casting method for small-size steel casting
RU2660446C2 (en) Method for surface alloying of castings from metallic alloys to set depths
WO2007051434A1 (en) A method of manufacture of metal castings by gravity casting using after-pressure and casting mould for implementing this method
RU2700434C2 (en) Method of making models for casting on gasified models and gasified model obtained using said method
CN109128024A (en) A kind of method that casting is quickly developed
JP7456587B1 (en) Mold and its manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181020