RU2745221C1 - Method of manufacturing models from expanded polysterene for obtaining composite castings by casting according to gasified models - Google Patents
Method of manufacturing models from expanded polysterene for obtaining composite castings by casting according to gasified models Download PDFInfo
- Publication number
- RU2745221C1 RU2745221C1 RU2020116786A RU2020116786A RU2745221C1 RU 2745221 C1 RU2745221 C1 RU 2745221C1 RU 2020116786 A RU2020116786 A RU 2020116786A RU 2020116786 A RU2020116786 A RU 2020116786A RU 2745221 C1 RU2745221 C1 RU 2745221C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- model
- models
- casting
- electrodes
- complex
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C7/00—Patterns; Manufacture thereof so far as not provided for in other classes
- B22C7/02—Lost patterns
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к литейному производству, а именно к способам литья по газифицируемым моделям, и может быть использовано для получения композиционных отливок из железоуглеродистых и цветных сплавов.The invention relates to foundry, in particular to methods of casting according to gasified models, and can be used to obtain composite castings from iron-carbon and non-ferrous alloys.
Из уровня техники известны способы изготовления моделей из пенополистирола, при которых легирующие элементы наносят на гранулы пенополистирола перед их вспениванием в пресс-форме (SU 304049, В22С 7/02, 25.05.1971), или вводят добавки в пресс-форму одновременно с гранулами пенополистирола (SU 904872, В22С 7/02, 15.02.1982). Недостатком данных способов является значительный расход легирующих добавок и их неравномерное распределение в объеме отливки.From the prior art, methods for making models from expanded polystyrene are known, in which alloying elements are applied to expanded polystyrene granules before they are foamed in a mold (SU 304049, В22С 7/02, 05/25/1971), or additives are introduced into the mold simultaneously with expanded polystyrene granules (SU 904872, В22С 7/02, 15.02.1982). The disadvantage of these methods is the significant consumption of alloying additives and their uneven distribution in the volume of the casting.
Наиболее близким по технической сущности является способ изготовления моделей из пенополистирола для получения композиционных отливок методом литья по газифицируемым моделям (Пат. 2620422 Российская Федерация, МПК7 В22С 7/02. Способ изготовления моделей из пенополистирола для получения композитных отливок методом литья по газифицируемым моделям / А.Ю. Лещев, П.Г. Овчаренко. - 2015144823; заявл. 19.10.2015; опубл. 25.05.2017, Бюл №15). Указанный способ, взятый в качестве прототипа, хотя и обеспечивает некоторое повышение равномерности распределения легирующих элементов в композиционных отливках простейшей конфигурации, имеет следующий ряд существенных недостатков:The closest in technical essence is a method of making models from expanded polystyrene for obtaining composite castings by casting according to gasified models (Pat. 2620422 Russian Federation, MPK7 В22С 7/02. A method of making models from expanded polystyrene for obtaining composite castings by casting according to gasified models / A. Yu. Leschev, P.G. Ovcharenko. - 2015144823; declared 19.10.2015; published 25.05.2017, Bulletin No. 15). This method, taken as a prototype, although it provides some increase in the uniformity of the distribution of alloying elements in composite castings of the simplest configuration, has the following number of significant disadvantages:
- предварительная установка элементов в пресс-форму и последующее заполнение пенополистиролом не позволяет качественно разместить эти элементы в сложнопрофильных и тонкостенных моделях;- pre-installation of elements in the mold and subsequent filling with expanded polystyrene does not allow high-quality placement of these elements in complex-profile and thin-walled models;
- создание переходного слоя на элементах в виде пудры не обеспечивает равномерное распределение легирующих частиц в объеме модели, поскольку последующее вдувание гранул пенополистирола разрушает целостность покрытия из пудры;- the creation of a transition layer on the elements in the form of powder does not provide a uniform distribution of alloying particles in the volume of the model, since the subsequent injection of expanded polystyrene granules destroys the integrity of the powder coating;
- нанесение покрытия на элемент в виде краски или пасты нарушает стабильность химического состава композиционной отливки, так как в состав краски и пасты входят дополнительные вещества: связующее, технологические добавки, наполнитель и др.;- coating an element in the form of a paint or paste violates the stability of the chemical composition of the composite casting, since the paint and paste contain additional substances: a binder, processing aids, filler, etc .;
- при автоматическом изготовлении пенополистироловых моделей в пресс-форме послойное помещение гранул пенополистирола с легирующими элементами в оснастке трудно осуществимо, поэтому способ прототипа применим только при ручных способах изготовления простых по конфигурации толстостенных моделей с большими затратами времени на эту технологическую операцию;- for the automatic production of expanded polystyrene models in a mold, the layer-by-layer placement of expanded polystyrene granules with alloying elements in the tooling is difficult to implement, therefore the prototype method is applicable only for manual methods of manufacturing simple-configuration thick-walled models with a large expenditure of time for this technological operation;
- необходимость изготовления специальных пресс-форм и сложность фиксации элементов, остающихся в модели из пенополистирола в пресс-формах;- the need to manufacture special molds and the complexity of fixing the elements remaining in the model from expanded polystyrene in the molds;
- вводимые в состав пенополистироловой модели элементы обладают только легирующим действием на сплав композиционной отливки и не позволяют комплексно влиять на ее структуру и свойства, например, за счет модифицирующего и армирующего воздействий.- the elements introduced into the composition of the expanded polystyrene model have only an alloying effect on the alloy of the composite casting and do not allow a complex effect on its structure and properties, for example, due to modifying and reinforcing effects.
Таким образом, введение легирующих элементов в полистироловые модели по способу прототипа не позволяет качественно изготавливать литьем по газифицируемым моделям композиционные отливки, в особенности сложнопрофильные и тонкостенные.Thus, the introduction of alloying elements into polystyrene models by the method of the prototype does not allow the high-quality production of composite castings, in particular, complex-shaped and thin-walled castings, using gasified models.
В основу изобретения положена техническая задача - разработка способа изготовления моделей из пенополистирола для получения композиционных отливок литьем по газифицируемым моделям, который обеспечил бы равномерное ускоренное распределение в пенополистироловой модели элементов, обладающих комплексным легирующим, модифицирующим и армирующим действием, для улучшения качества изготовления литьем по газифицируемым моделям сложнопрофильных тонкостенных композиционных отливок.The invention is based on a technical problem - the development of a method for manufacturing models from expanded polystyrene for obtaining composite castings by casting according to gasified models, which would ensure uniform accelerated distribution of elements with a complex alloying, modifying and reinforcing effect in the expanded polystyrene model, to improve the quality of manufacturing by casting according to gasified models complex-profile thin-walled composite castings.
Указанная задача решается таким образом, что в способе изготовления моделей из пенополистирола для получения композиционной отливки методом литья по газифицируемым моделям, включающий засыпку гранул пенополистирола, вспенивание гранул в пресс-форме, использование по меньшей мере одного элемента, улучшающего механические свойства отливки и фиксируемого в модели, согласно изобретению легирующие, модифицирующие и армирующие композиционную отливку элементы устанавливаются в пенополистироловую модель после извлечения ее из пресс-формы путем прошпиливания модели электродами из тугоплавких и высокотвердых металлов и сплавов с расстоянием между ними 5-15 см, причем электроды предварительно изгибают в соответствии с конфигурацией сложнопрофильной модели.This problem is solved in such a way that in the method of making models from expanded polystyrene for obtaining a composite casting by casting according to gasified models, including filling polystyrene granules, foaming the granules in a mold, using at least one element that improves the mechanical properties of the casting and is fixed in the model , according to the invention, alloying, modifying and reinforcing composite casting elements are installed in the expanded polystyrene model after removing it from the mold by filing the model with electrodes made of refractory and high-hardness metals and alloys with a distance of 5-15 cm between them, and the electrodes are pre-bent in accordance with the configuration complex-profile model.
Установка элементов в модель после удаления ее из пресс-формы обеспечивает строго определенное положение элементов, без их сдвигов и деформации при заполнении пресс-формы гранулами пенополистирола, как это имеет место в прототипе. При этом использование тонких гибких электродов в качестве элементов позволяет получить тонкостенные сложнопрофильные модели для фасонных отливок широкого назначения. Элементы являются не только легирующими как в прототипе, но и модифцирующими и армирующими композиционную отливку. Прошпиливание моделей электродами из тугоплавких и высокотвердых металлов и сплавов создает условия для стабильного и надежного расположения и крепления электродов в модели. При этом легирующие, модифицирующие и армирующие элементы связаны в электроде в монолит и размещены равномерно в матрице композиционной отливки. Изгиб электродов в соответствии с конфигурацией сложнопрофильной модели позволяет распределить электроды равномерно в объеме модели, особенно, если она является сложнопрофильной и тонкостенной. Расстояние между электродами в модели 515 см обеспечивает мелкозернистую структуру матрицы композиционной отливки в результате ее высокой скорости охлаждения, а также требуемый армирующий эффект.Installing the elements into the model after removing it from the mold provides a strictly defined position of the elements, without their shifts and deformation when filling the mold with expanded polystyrene granules, as is the case in the prototype. At the same time, the use of thin flexible electrodes as elements makes it possible to obtain thin-walled complex-profile models for shaped castings for a wide range of purposes. Elements are not only alloying as in the prototype, but also modifying and reinforcing the composite casting. The piercing of models with electrodes made of refractory and high-hardness metals and alloys creates conditions for a stable and reliable positioning and fastening of the electrodes in the model. In this case, alloying, modifying and reinforcing elements are connected in the electrode into a monolith and are evenly placed in the matrix of the composite casting. Bending the electrodes in accordance with the configuration of a complex-profile model allows you to distribute the electrodes evenly in the volume of the model, especially if it is a complex-profile and thin-walled one. The distance between the electrodes in the model of 515 cm provides a fine-grained structure of the matrix of the composite casting as a result of its high cooling rate, as well as the required reinforcing effect.
Способ изготовления моделей из пенополистирола для получения композиционных отливок литьем по газифицируемым моделям осуществляют следующим образом.The method of manufacturing models from expanded polystyrene for obtaining composite castings by casting on gasified models is as follows.
После удаления модели из пресс-формы производят прошпиливание модели электродами из тугоплавких и высокотвердых металлов и сплавов. Предварительно электроды изгибают в соответствии с конфигурацией сложнопрофильной модели. Электроды также могут быть заострены и механически обработаны для удобства помещения их внутрь пенополистироловой модели. Расстояние между электродами составляет 5-15 см.After removing the model from the mold, the model is stitched with electrodes made of refractory and high-hardness metals and alloys. The electrodes are pre-bent in accordance with the configuration of the complex-profile model. The electrodes can also be sharpened and machined for easy placement inside the styrofoam model. The distance between the electrodes is 5-15 cm.
При расстоянии между электродами в пенополистироловой модели меньше, чем 5 см не удается качественно сформировать матрицу композиционной отливки. Расстояние между электродами больше, чем 15 см не обеспечивает мелкозернистую структуру матрицы и необходимый армирующий эффект для композиционной отливки. Затем модели подвергаются покраске, заформовываются песком в вакуумируемые опоки и заливаются сплавами с формированием композиционных отливок.When the distance between the electrodes in the expanded polystyrene model is less than 5 cm, it is not possible to qualitatively form the matrix of the composite casting. The distance between the electrodes greater than 15 cm does not provide a fine-grained matrix structure and the necessary reinforcing effect for a composite casting. Then the models are painted, sand-molded into evacuated flasks and filled with alloys to form composite castings.
Способ изготовления моделей из пенополистирола для получения композиционных отливок литьем по газифицируемым моделям иллюстрируется следующим примером.The method of manufacturing models from expanded polystyrene for obtaining composite castings by casting according to gasified models is illustrated by the following example.
Пример. Засыпают гранулы пенополистирола в пресс-форму и осуществляют вспенивание гранул с формированием пенополистироловой модели. После извлечения из пресс-формы модель прошпиливают неплавящимися вольфрамовыми электродами диаметром 1,6 мм и длиной 175 мм. Предварительно электроды изгибают в соответствии с конфигурацией композиционной отливки «вилка». Электроды заостряют для технологичности проведения операции прошпиливания. Варьируют расстояние между электродами: 5; 8; 15 см. Параллельно для получения сравнительных данных изготавливают пенополистироловые модели согласно прототипу. Используя модели, изготавливают композиционные отливки с матрицей из алюминиевого сплава АК 7 по традиционной технологии литья по газифицируемым моделям. Сравнительные показатели способов изготовления моделей из пенополистирола для получения композиционных отливок представлены в таблице 1.Example. The granules of expanded polystyrene are poured into the mold and the granules are foamed with the formation of the expanded polystyrene model. After removing from the mold, the model is pierced with non-consumable tungsten electrodes with a diameter of 1.6 mm and a length of 175 mm. The electrodes are pre-bent in accordance with the configuration of the composite casting "fork". The electrodes are sharpened for the manufacturability of the filing operation. The distance between the electrodes varies: 5; 8; 15 cm. In parallel, to obtain comparative data, polystyrene foam models are produced according to the prototype. Using the models, composite castings with a matrix of AK 7 aluminum alloy are made according to the traditional casting technology using gasified models. Comparative indicators of methods for manufacturing models from expanded polystyrene for obtaining composite castings are presented in Table 1.
Анализ представленных в таблице данных показывает, что заявленный способ позволяет обеспечить равномерное ускоренное распределение в пенополистироловой модели элементов, обладающих легирующим, модифицирующим и армирующим действием на композиционные отливки. Учитывая повышенные технологические свойства, заявленный способ изготовления моделей из пенополистирола для получения композиционных отливок может быть рекомендован для внедрения в любых отечественных и зарубежных цехах литья по газифицируемым моделям.The analysis of the data presented in the table shows that the claimed method allows for a uniform accelerated distribution in the expanded polystyrene model of elements that have an alloying, modifying and reinforcing effect on composite castings. Taking into account the increased technological properties, the claimed method of manufacturing models from expanded polystyrene for obtaining composite castings can be recommended for implementation in any domestic and foreign casting shops for gasified models.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020116786A RU2745221C1 (en) | 2020-05-18 | 2020-05-18 | Method of manufacturing models from expanded polysterene for obtaining composite castings by casting according to gasified models |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020116786A RU2745221C1 (en) | 2020-05-18 | 2020-05-18 | Method of manufacturing models from expanded polysterene for obtaining composite castings by casting according to gasified models |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2745221C1 true RU2745221C1 (en) | 2021-03-22 |
Family
ID=75159216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020116786A RU2745221C1 (en) | 2020-05-18 | 2020-05-18 | Method of manufacturing models from expanded polysterene for obtaining composite castings by casting according to gasified models |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2745221C1 (en) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1792351A3 (en) * | 1990-06-11 | 1993-01-30 | Pиhбepг Изopий Pуbиhobич | Method for manufacturing melting and gasified model armored with inserts |
| JPH0899152A (en) * | 1994-09-29 | 1996-04-16 | Kubota Corp | Foamed pattern for casting lost foam pattern |
| JPH08150664A (en) * | 1994-11-30 | 1996-06-11 | Sekisui Chem Co Ltd | Production of fiber composite sheet |
| DE102009033170A1 (en) * | 2009-07-13 | 2011-01-27 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Lost pattern casting model used for casting of cast parts, comprises one or multiple segments, where each segment is made of plastic film of predetermined hardness |
| RU2510304C2 (en) * | 2012-04-04 | 2014-03-27 | Павел Георгиевич Овчаренко | Method of making patterns of foamed polystyrene for production of composite casts |
| RU2594060C2 (en) * | 2014-11-25 | 2016-08-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт механики Уральского отделения Российской академии наук | Method for making models from foamed polystyrene to produce composite casts by using full-mold process |
| RU2620422C2 (en) * | 2015-10-19 | 2017-05-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Инновационные технологии" | Method of manufacturing models of foam polystyrene for producing composite castings according to gasificable models |
| RU2660446C2 (en) * | 2016-10-28 | 2018-07-06 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Удмуртский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук | Method for surface alloying of castings from metallic alloys to set depths |
-
2020
- 2020-05-18 RU RU2020116786A patent/RU2745221C1/en active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1792351A3 (en) * | 1990-06-11 | 1993-01-30 | Pиhбepг Изopий Pуbиhobич | Method for manufacturing melting and gasified model armored with inserts |
| JPH0899152A (en) * | 1994-09-29 | 1996-04-16 | Kubota Corp | Foamed pattern for casting lost foam pattern |
| JPH08150664A (en) * | 1994-11-30 | 1996-06-11 | Sekisui Chem Co Ltd | Production of fiber composite sheet |
| DE102009033170A1 (en) * | 2009-07-13 | 2011-01-27 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Lost pattern casting model used for casting of cast parts, comprises one or multiple segments, where each segment is made of plastic film of predetermined hardness |
| RU2510304C2 (en) * | 2012-04-04 | 2014-03-27 | Павел Георгиевич Овчаренко | Method of making patterns of foamed polystyrene for production of composite casts |
| RU2594060C2 (en) * | 2014-11-25 | 2016-08-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт механики Уральского отделения Российской академии наук | Method for making models from foamed polystyrene to produce composite casts by using full-mold process |
| RU2620422C2 (en) * | 2015-10-19 | 2017-05-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Инновационные технологии" | Method of manufacturing models of foam polystyrene for producing composite castings according to gasificable models |
| RU2660446C2 (en) * | 2016-10-28 | 2018-07-06 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Удмуртский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук | Method for surface alloying of castings from metallic alloys to set depths |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2843316A1 (en) | PROCESS FOR CREATING A THREE-DIMENSIONAL NETWORK-CARDS, POROUS, METALLIC STRUCTURE WITH CONTINUOUS INTERIOR CAVITY | |
| Jiang et al. | Investigation of microstructures and mechanical properties of A356 aluminum alloy produced by expendable pattern shell casting process with vacuum and low pressure | |
| RU2427442C1 (en) | Method of adding modifier and alloying agents in cavityless casting | |
| DE2524122A1 (en) | PROCESS FOR MANUFACTURING OBJECTS FROM METAL POWDER | |
| Gaspar et al. | Influence of technological factors of die casting on mechanical properties of castings from silumin | |
| CN110369728A (en) | A kind of method for preparing powder metallurgy of small pore diameter foamed aluminium material | |
| Goenka et al. | Automobile parts casting-methods and materials used: a review | |
| RU2745221C1 (en) | Method of manufacturing models from expanded polysterene for obtaining composite castings by casting according to gasified models | |
| US3431970A (en) | Process for producing structures containing shaped voids | |
| JPS59225856A (en) | Treatment method and device aiming at inoculation particularly of casting in low-pressure casting of liquid metal | |
| JPH0620639B2 (en) | Carbon fiber reinforced magnesium alloy member | |
| Deev et al. | Influence of temperatures of melt overheating and pouring on the quality of aluminum alloy lost foam castings | |
| RU1819185C (en) | Method of casting of aluminium and its alloys | |
| RU2379151C2 (en) | Manufacturing method of moulds for manufacturing of consumable patterns | |
| DE2916211C2 (en) | Process for making a foundry mold | |
| CN114925472A (en) | Method for predicting casting gas volume based on simulation software and storage medium | |
| Deev et al. | Influence of melting conditions of aluminum alloys on the properties and quality of castings obtained by lost foam casting | |
| DE102014007889A1 (en) | Process for producing a salt body, in particular for die casting | |
| DE202021001848U1 (en) | Device for pressure-assisted vertical gravity casting (DVSG) of metallic materials | |
| Hu et al. | Diecasting simulation and process optimization of an a356 aluminum alloy polishing plate | |
| Guler | Solid mold investment casting–A replication process for open-cell foam metal production | |
| RU2675675C1 (en) | Method of modification and alloying castings at lost pattern casting | |
| EP2744612B1 (en) | Method for producing investment castings | |
| RU2633806C1 (en) | Method for modifying castings in lost foam casting | |
| RU2385782C1 (en) | Mix for manufacturing of shapes and rods in precision casting and method of its manufacturing |