RU2632051C1

RU2632051C1 - Method for manufacturing molten out models

Info

Publication number: RU2632051C1
Application number: RU2016118706A
Authority: RU
Inventors: Сергей Геннадьевич Жилин; Олег Николаевич Комаров; Александр Александрович Соснин; Галина Леонидовна Панченко
Priority date: 2016-05-13
Filing date: 2016-05-13
Publication date: 2017-10-02

Abstract

FIELD: machine engineering.

SUBSTANCE: method involves dosing model powder material with0.1-2.5 mm fraction in a mould in an amount that provides models with 1-12% porosity, pressing in vacuum 80-98 kPa of the model material in mould without preheating by combining the surfaces of the mould connectors at 0.2-1 mm/s rate. When pressing is completed, the mould is held in loaded condition for at least 1-10 minutes.

EFFECT: uniform distribution of molten model density, elimination of elastic response of the material it consists of.

1 dwg

Description

Изобретение относится к способам изготовления выплавляемых моделей в литье по выплавляемым моделям и может быть использовано в машиностроении.The invention relates to methods for manufacturing investment casting in investment casting and can be used in mechanical engineering.

Известен способ изготовления выплавляемых моделей, включающий прессование без предварительного нагрева модельного материала, в качестве которого используют порошок парафина фракции 0,1-1,6 мм в пресс-форме, который дозируют в пресс-форму в количестве, обеспечивающем получение моделей с пористостью 1,5-3%, в вакууме 95 кПа, посредством совмещения поверхностей разъемов пресс-формы, описанный в патенте RU №2193468, принятый заявителем за прототип.A known method of manufacturing investment models, including pressing without pre-heating the model material, which is used as a powder of paraffin fraction 0.1-1.6 mm in the mold, which is metered into the mold in an amount that provides models with porosity 1, 5-3%, in a vacuum of 95 kPa, by combining the surfaces of the mold connectors described in patent RU No. 2193468, adopted by the applicant for the prototype.

Данный способ позволяет получать выплавляемые модели без усадочных дефектов. Такие модели не оказывают расширяющего воздействия на керамическую оболочковую форму при их выплавлении.This method allows to obtain lost wax models without shrinkage defects. Such models do not have an expanding effect on the ceramic shell form during their smelting.

Однако известный способ обладает рядом недостатков. При прессовании модельного порошка за счет его трения о стенки пресс-формы сначала происходит его оплавление в периферийных зонах будущей модели, а затем, вследствие межчастичного трения, появляются участки локального разогрева и оплавления материала модели. Указанное выше приводит к неравномерному распределению плотности в структуре выплавляемой модели. После разъема пресс-формы и, следовательно, снятия нагрузки материал модели упруго релаксирует. В связи с этим размеры выплавляемой модели увеличиваются в продольном прессованию направлении на 0,7-1,2%, а в поперечном на 0,3-0,5%. Так, например, поверхностная твердость и плотность выплавляемой модели в зонах, соприкасающихся с пресс-пуансоном, выше, чем в противоположных участках.However, the known method has several disadvantages. When pressing a model powder due to its friction against the walls of the mold, it first melts in the peripheral zones of the future model, and then, due to interparticle friction, areas of local heating and fusion of the model material appear. The above leads to an uneven distribution of density in the structure of the investment model. After the mold is connected and, therefore, the load is relieved, the model material elastically relaxes. In this regard, the dimensions of the smelted model increase in the longitudinal pressing direction by 0.7-1.2%, and in the transverse by 0.3-0.5%. So, for example, the surface hardness and density of the investment pattern in areas in contact with the press punch is higher than in opposite areas.

Указанные недостатки устраняются предлагаемым техническим решением.These shortcomings are eliminated by the proposed technical solution.

Задача, решаемая заявленным способом изготовления выплавляемых моделей, заключается в равномерном распределении плотности материала в выплавляемой модели, устранении упругого отклика материала, из которого она состоит, вследствие чего повышается размерная и геометрическая точность получаемых моделей.The problem solved by the claimed method for manufacturing investment castings consists in uniformly distributing the density of the material in the investment casting, eliminating the elastic response of the material of which it consists, thereby increasing the dimensional and geometric accuracy of the resulting models.

Достигаемый технический результат заключается в равномерном распределении плотности в выплавляемой модели, устранении упругого отклика материала, из которого она состоит.The technical result achieved is a uniform distribution of density in the investment model, elimination of the elastic response of the material of which it consists.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления выплавляемых моделей, включающим дозирование порошка модельного материала фракции 0,1-2,5 мм в пресс-форму в количестве, обеспечивающем получение моделей с пористостью 1-12%, прессование в вакууме модельного материала в пресс-форме без предварительного подогрева посредством совмещения поверхностей разъемов пресс-формы, согласно изобретению прессование модельного материала осуществляют в вакууме 80-98 кПа, поверхности разъемов пресс-формы совмещают со скоростью 0,2-1 мм/с, по завершении прессования пресс-форму выдерживают в нагруженном состоянии не менее 1-10 минут.The specified technical result is achieved by the fact that in the method for manufacturing investment castings, comprising dosing a powder of model material of a fraction of 0.1-2.5 mm into a mold in an amount that provides models with porosity of 1-12%, pressing the model material in vacuum the mold without preheating by combining the surfaces of the mold connectors, according to the invention, the model material is pressed in a vacuum of 80-98 kPa, the surfaces of the mold connectors are combined with a speed of 0.2-1 mm / s, upon completion of pressing, the mold is kept in a loaded state for at least 1-10 minutes.

Новым в заявленном способе является то, чтоNew in the claimed method is that

- прессование модельного материала осуществляют в вакууме 80-98 кПа;- pressing the model material is carried out in a vacuum of 80-98 kPa;

- поверхности разъемов пресс-формы совмещают со скоростью 0,2-1 мм/с;- the surface of the mold connectors is combined with a speed of 0.2-1 mm / s;

- по завершении прессования пресс-форму выдерживают в нагруженном состоянии не менее 1-10 минуты.- upon completion of pressing, the mold is kept in a loaded state for at least 1-10 minutes.

Благодаря тому что прессование модельного материала осуществляют в вакууме 80-98 кПа, модельный материал, заключенный в полости пресс-формы, распределяется равномерно за счет устранения воздушных «арок» между частицами материала. Вакуум ниже 80 кПа создавать нецелесообразно, т.к. это влияет на управляемость процесса уплотнения (уплотнение идет в том числе и за счет создания вакуума. Создание вакуума выше 98 кПа нецелесообразно ввиду того, что воздушные «арки» не будут устраняться.Due to the fact that the pressing of the model material is carried out in a vacuum of 80-98 kPa, the model material enclosed in the cavity of the mold is distributed evenly by eliminating air “arches” between the particles of the material. It is not practical to create a vacuum below 80 kPa, because this affects the controllability of the compaction process (compaction is also carried out by creating a vacuum. Creating a vacuum above 98 kPa is impractical due to the fact that the air "arches" will not be removed.

Благодаря тому, что поверхности разъемов пресс-формы совмещают со скоростью 0,2-1 мм/с обеспечивается однородная плотность материала в полученной прессованной модели. Экспериментально установлено, что совмещение разъемов пресс-формы со скоростью более 1 мм/с приводит к образованию зон переуплотнения в местах контакта модельного материала с пресс-формой, а в ряде случаев к усадочным дефектам. Это приводит к неоднородной плотности материала в объеме полученной прессованной модели. При совмещении разъемов пресс-формы со скоростью менее 0,2 мм/с упругий отклик материала модели увеличивается.Due to the fact that the surfaces of the mold connectors are combined with a speed of 0.2-1 mm / s, a uniform density of the material in the obtained extruded model is ensured. It was experimentally established that the combination of mold connectors with a speed of more than 1 mm / s leads to the formation of re-sealing zones at the contact points of the model material with the mold, and in some cases to shrinkage defects. This leads to an inhomogeneous density of the material in the volume of the obtained extruded model. When combining the mold connectors with a speed of less than 0.2 mm / s, the elastic response of the model material increases.

Благодаря тому, что по завершении прессования пресс-форму выдерживают в нагруженном состоянии 1-10 минут, достигается релаксация прессованного модельного материала, что было установлено экспериментально.Due to the fact that upon completion of pressing the mold is kept in a loaded state for 1-10 minutes, relaxation of the pressed model material is achieved, which was established experimentally.

Заявляемый способ осуществляют с помощью устройства, представленного на фигуре. Устройство содержит пресс-форму 1, в которую засыпан порошок модельного материала 2, пуансон 3, канал 4 для откачки воздуха из пресс-формы 1.The inventive method is carried out using the device shown in the figure. The device contains a mold 1, in which powder of model material 2, a punch 3, a channel 4 for pumping air from the mold 1 is poured.

Способ осуществляют следующим образом. Предварительно подготовленный порошок модельного материала 2, например, фракции 0,63 мм дозируется непосредственно в пресс-форму 1 в объеме, обеспечивающим получение модели с пористостью, например, 8%. Прессование модели осуществляют посредством перемещения пуансона 3 со скоростью 0,2-1 мм/с, например 0,8 мм/с, обеспечивающего уплотнение модельного материала 2 с одновременной откачкой воздуха из канала 4 с давлением вакуумирования, например, 90 кПа. По завершении перемещения пуансона 3, материал 2 в пресс-форме 1 выдерживается под нагрузкой 1-10 минут, например в течение 1,5 минуты.The method is as follows. A pre-prepared powder of model material 2, for example, of a fraction of 0.63 mm, is dosed directly into the mold 1 in a volume providing a model with a porosity of, for example, 8%. The pressing of the model is carried out by moving the punch 3 at a speed of 0.2-1 mm / s, for example 0.8 mm / s, providing a seal of the model material 2 with simultaneous pumping of air from the channel 4 with a vacuum pressure, for example, 90 kPa. Upon completion of the movement of the punch 3, the material 2 in the mold 1 is maintained under a load of 1-10 minutes, for example for 1.5 minutes.

Предлагаемый способ позволяет изготавливать выплавляемые модели высокой размерно-геометрической точности с равномерным распределением физико-механических свойств в структуре с низким упругим откликом материала.The proposed method allows to produce lost wax models of high dimensional and geometric accuracy with a uniform distribution of physico-mechanical properties in a structure with a low elastic response of the material.

Claims

A method for manufacturing investment castings, including dosing a powder of model material of a fraction of 0.1-2.5 mm into a mold in an amount that ensures obtaining models with a porosity of 1-12%, pressing the model material in a mold in vacuum without preheating by combining the surfaces of the mold connectors, characterized in that the pressing of the model material is carried out in a vacuum of 80-98 kPa, and the surfaces of the mold connectors are combined at a speed of 0.2-1 mm / s, and upon pressing the mold rzhivayut under load for at least 1-10 minutes.