I Изобретение относитс к литейнвму производству, в частности к литью в формы, изготавливаемые вакуумной формовкой. Цель изобретени - повышение качества отливок путем улучшени дх механических свойств и снижени брак Технологический процесс изготовле ни литейной формы по предлагаемому способу состоит в следующем. Модель покрывают герметизирующим элементом, например синтетической пленкой. Затем модель вакуумируют , дл прит гивани герметизирующего элемента- к поверхности модели. Устанавливают .опоку и насыпают на модель первый слой из материала наполнител технологически необходимой толщины и т,еплопроводности и уплотн ют его. Затем насыпают материалы второго сло наполнител и также уплотн ют. Далее, в зависимости от высоты модели и опоки, нанос т трети слой материалов доверха опоки, на контрлад опоки накладывают синтетическую пленку и создают в объеме опо ки разрежение технически необходимой величины. Затем сообщают полость модели с атмосферой и извлекают модель из полуформы. При заливке расплава в форму, изготовленную предлагаемым способом, слои наполнител выполн ют следующие функции. В случае, когда изготавливают отливки с толщиной стенки больше 8 мм ив качестве материала первого сло берут металлический порошок, то после заполнени формы-расплавом кристаллизаци поверхностного сло отливки проходит со значительной скоро.стью. Послед5тощие слои наполнител , выполненные из материалов с меньшей теплопроводностью, способствуют снижению скорости теплоотвода и обеспечивают сохранение в течение определенного времени в достаточном количестве жидкой фазы, служащей дл залечивани междендритных пустот кристаллизирующейс отливки, что .очень важно дл сплавов, затвердеваю щих в широком интервале температур. Это позвол ет повысить механические свойства в отливках и снизить брак ПО трещинам. Выполнение первого из материала с низкой теплопроводностью, который рекомендуетс примен ть дл тонкостенных отливок, позвол ет сни84 зить теплоотвод от расплава при заполнении им полости формы. Это обеспечивает возможность сохран ть высокую скорость заполнени Лормы расплавом , что имеет важное значение дл процесса лить вакуумной формовкой, поскольку снижает веро тность разрушени формы в период заливки. Способ позвол ет также снизить брак по недоливам , неспа м, так как заполнение формы производитс расплавом с достаточной температурой, незначительно снижаюп ейс в процессе заливки. Таким способом можно изготавливать отливки с минимальной толщиной стенки. Последующие слои, наполнител из материалов с более высокой теплопроводностью способствуют увеличению теплоотвода от расплава после заполнени им полости формы, что позвол ет уменьшить размер и увеличить количество зерен в структуре отливок, и, следовательно , повысить ее механические свойства. Такой механизм работы требует применени указанньпс слоев наполнител определенной толщины по отношению к толщине стенки отливки. Так, если первьй слой выполн ют из материала с высокой теплопроводностью, то отношение толщины этого сло к толщине стенки отливки должно составл ть 1,5-20. При меньшем соотношении масса охлаждающего сло недостаточна дл интенсивного охлаждени поверхностного сло и не оказывает заметного вли ни на механические свойства отливок . При большем соотношении теплоотвод от расплава становитс настолько интенсивным, что приводит к объемной кристаллизации всей массы расплава, характерной дл широкоинтервальных сплавов, с образованием значительных по величине внутренних . напр жений в отливке, которые способствуют возникновению в ней трещин. При вьшолнёнии первого сло из материала с низкой теплопроводностью, например, из кварцевого песка, отношение толщины этого сло к толщине отливки должно составл ть 2-80. При меньшем соотношении толщина этого сло недостаточна дл снижени на необходимзпо величину скорости теплоотвода от расплава при заполнении им формы. Это приводит к снижению температуры потока расплава, а следовательно , к снижению скорости заполнени формы, повьпиению веро тности ра рушени формы и образованию неспаев недоливов и других дефектов. При большем соотношении вли ние на механические свойства отливок второго сло с большей теплопроводностью практически не сказываетс , .так как к моменту его нагрева за счет теплоотвода от отливки через первый слой образование кристаллической структуры отливки практически заканчиваетс .: . Второй слой выполн етс толщиной составл ющей 4-100 по отношению к толщине стенки отливки. При меньшем соотношении объем второго сло недос таточен дл снижени или увеличени теплоотвода в зависимости от назначени первого сло . При большем соот ношении толщин второго сло и стенки отливки снижение теплоотвода от первого .сло , если он выполнен из наполнител с высокой теплопроводностью , приводит к повьшению скорости кристаллизации отливки и возможному образованию трещин. Увеличе ние теплоотвода от первого сло , ес ли он выполнен из наполнител с низ кой теплопроводностью, приводит к снижению температуры потока расплава и образованию дефектов в отливках в виде несп ев, недоливов и т.д. Выбор трещин слоев зависит от материала отливки, толщины ее стенок, теплопроводности наполнител . Так дл отливок из сплавов на основе железа рекомендуемое соотношение толщин первого сло и отливки при толщине стенки отливки от 10 до 30 мм составл ет 4-15; при толщине стенки свыше 30 мм - 7-20; при толщине стен ки от 5 до 10 мм - 30-80; а менее 5 мм - 40-80. Дл сплавов на медной основе это соотношение составл ет соответственно 3-14; 5-18; 20-40; 30-70; дл сплавов на основе алюмини 2,5-12; 2-10; 7-50; 10-60; а дл маг ниевых сплавов 2,5-10; 1,5-8; 5-40; 10-50. При этом нужно учитывать, что минимальна толщина сло из металлического материала наполнител не должна быть меньше 20 мм, а кварцевого песка 15 мм. Толщина второго сло превышает толщину первого сло в 1,2-3 раза. 8844 Многообразие материалов отливок, имеющих различную толщину стенок, и материалов наполнителей с различной теплопроводностью позвол ет осуществл ть способ и в других сочетани х слоев из других материалов наполнител . Так наполнитель может быть выполнен из смеси кварцевого или цирконового песков и металлического по рошка , наход щихс в различных объ емных соотношени х. В зависимости от материала и характеристики отливок может примен тьс до 4-5 слоев наполнител в различных сочетани х по теплопроводности . ПредлагаемьпЧ способ особенно эффек чвен в сочетании с литьем под регулируемым газовым давлением ( литьем под низким давлением с противодавлением , вакуумным всасыванием и т.д.). В этом случае в объеме расплава создаетс повышенное силовое поле, что позвол ет повысить механические свойства отливок, особенно толстостенных, и снизить брак из-за обвала формы за счет возможности увеличени скорости заливки, что особенно важно дл тонкостенного лить . „Пример 1. Отливку из сплава марки АЛ7-3 с толщиной стенки 13 мм и весом 7 кг изготавливают следующим образом. На модель верха накладывают синтетическую пленку из сополимера этилена с винилацетатом, подогревают ее и создают между моделью и пленкой разрежение. Далее на модель устанавливают опоку высотой 450 мм и нанос т слой стального порошка зернистостью 0,05 мм и толщиной 100 мм. Слой порошка уплотн ют вибрацией в течение 5 с. Затем нанос т второй слой наполнител из смеси стального порошка зернистостью 0,05 мм и кварцевого песка зернистостью 0,016 мм. Соотношение порошка и песка в. смеси составл ет соответственно 40 и 60%. Второй слой выполн ют толщиной 200 мм. Наполнитель уплотн ют вибрацией в течение 10 с. Затем в опоку доверху насыпают кварцевый песок зернистостью 0,016 мм, уплотн ют вибрацией в течение 15 с, выравнивают верх наполнител , накладывают на контрлад синтетическую пленку и создают в об-ьеме опоки разрежение с остаточ5 . М ным давлением О,7 кгс/см, снижают , разрежение между пленкой и моделью до атмосферного давлени и снимают полуформу верха с модели. Аналогично изготавливают полу-: форму низа,, спаривают и скрепл ют опоки. Собранную полуформу заливают расплавом при 700 ЮС на матине лить с противодавлением в течение 10 ее выдержками под противодавлением 5 кгс/см в течение 50 с и без давлени s течение 30 с. Отливки, полученные предлагаемым способом после термообработки по режиму Т5 предел прочности 51 кгс/мм, относительное удлинение 3,5%.| твердость по Бринелю 145 ед. при общем браке отливок 8% (в том числе брак тго трещинам 90%). Отливки , полученные в формах, изготовленных вакуумной формовкой с наполнителем в виде только стального порош ка с зернистостью 0,05 мм, имеют при литье с противодавлением с указанными технологическими режимами следующие показатели: предел прочности 45 кГС/мм ; относительное удлинение 2,8%.,- твердость по Бринелю 130 ед, при общем браке 14%. Пример 2., Форму дл получеНИН отливки из сплава марки.Бр ОЦС 5-5-5 с толщиной стенок от 5 до 10м и весом 12 кг изготавливают как и в примере 1. При зтом толщина первого сло из стального порошка составл ет 170 мм, толпц на второго сло из стального порошка и кварцевого песка , смешанных в соотношении 60 и 40% составл ет 230 мм. ,После съема с мо дели рабочую поверхность полуформы покрывают противопригарной краской на основе маршаллита, этилового 84 спирта и поливинилбутирал и сушат в течение 10 мин. После изготовлени формы ее заполн ют расплавом и ковша при за 12 с. При этом отливки имеют предел прочности 26 кгс/мм, относительное удлинение 24, твердость 75 ед.. при браке по трещинам 5%. Отливки, изготовленные в формах, где в качестве наполнител примен ют смесь стального порошка и кварцевого песка в соотношении 50 и 50%, имеют предел прочности21 кгс/мм, относительное удлинение 20%, твердость 70 ед. при браке по трещинам 9% и вследствие механического пригара 3%. Пример 3. Форму дл получе|Ни отливки из сплава марки АП2 с толщиной стенки 3,0 мм и весом 1,8 Кг изготавливают как и в примере 1. Толщина первого сло из кварцевого песка зернистостью 0,016 мм составл ет 75 мм, а второго сло , состо щего из смеси кварцевого песка и стального порошка в соотношении 70 и 30%, 150 мм. Опоку доверху эасьшают кварцевьо4 песком. Изготовление отливки производ т на машине лить под низким давлением с температурой заливки 720i10 C, временем заливки 6 с. Отливки, полученные по предлагаемому способу, имеют после термообработки по режиму Т2 предел прочности 18 кгс/мм, относительное удлинение 4% при браке по недоливам и неспа м 10%. Отливки, изготовленные вакуумной формовкой с одним наполнителем кварцевьм песком на машинах под низким давлением, имеют предел прочности 14,5 кгс/мм, относительное удли-Ti:нение 2,5% при 6paice по недоливам и неспа м 25%.I The invention relates to foundry production, in particular to casting into molds produced by vacuum molding. The purpose of the invention is to improve the quality of castings by improving the dx mechanical properties and reducing scrap. The technological process of making a mold using the proposed method is as follows. The model is covered with a sealing element, for example, a synthetic film. The model is then evacuated to draw the sealing element to the surface of the model. An opok is installed and the first layer of technologically necessary thickness of filler material is poured onto the model and the heat conductivity is compressed. The materials of the second filler layer are then poured and compacted as well. Further, depending on the height of the model and the flask, a third layer of materials is applied to the top of the flask, a synthetic film is applied to the mold flask and a vacuum of a technically necessary value is created in the flask volume. Then communicate the cavity of the model with the atmosphere and remove the model from the half-form. When the melt is poured into the mold made by the proposed method, the filler layers perform the following functions. In the case when castings with a wall thickness of more than 8 mm are made, metal powder is taken as the material of the first layer, then after filling the mold-melt the crystallization of the surface layer of the casting proceeds with considerable speed. Subsequent layers of filler, made of materials with lower thermal conductivity, reduce the rate of heat removal and ensure that a sufficient amount of liquid phase is maintained for a certain time to heal the interdendritic voids of the crystallizing casting, which is very important for alloys hardening in a wide temperature range. This makes it possible to increase the mechanical properties of the castings and reduce the defect in software cracks. Making the first of a material with low thermal conductivity, which is recommended for thin-walled castings, reduces heat removal from the melt when it fills the mold cavity. This makes it possible to maintain a high rate of filling the Lorma with the melt, which is important for the process of casting by vacuum molding, since it reduces the likelihood of mold breakdown during the casting period. The method also makes it possible to reduce rejects due to underfilling, because the filling of the form is carried out with a melt with a sufficient temperature, which is slightly reduced during the casting process. In this way, castings with a minimum wall thickness can be made. Subsequent layers of filler from materials with higher thermal conductivity contribute to an increase in heat removal from the melt after filling the mold cavity with it, which allows to reduce the size and increase the number of grains in the structure of castings, and, consequently, increase its mechanical properties. Such a mechanism requires the use of specified layers of filler of a certain thickness relative to the wall thickness of the casting. So, if the first layer is made of a material with high thermal conductivity, then the ratio of the thickness of this layer to the wall thickness of the casting should be 1.5-20. With a lower ratio, the mass of the cooling layer is insufficient for intensive cooling of the surface layer and does not have a noticeable effect on the mechanical properties of the castings. With a larger ratio, the heat sink from the melt becomes so intense that it leads to bulk crystallization of the entire mass of the melt, which is characteristic of wide interval alloys, with the formation of significant internal ones. stress in the casting, which contribute to the occurrence of cracks in it. When making the first layer of a material with low thermal conductivity, for example, quartz sand, the ratio of the thickness of this layer to the thickness of the casting should be 2-80. With a smaller ratio, the thickness of this layer is not sufficient to reduce the rate of heat removal from the melt by the amount required when filling the mold with it. This leads to a decrease in the temperature of the melt flow, and, consequently, to a decrease in the rate of filling the mold, increasing the likelihood of mold rupture and the formation of unsaturated underfilling and other defects. With a larger ratio, the effect on the mechanical properties of the castings of the second layer with a higher thermal conductivity has almost no effect, since by the time of its heating due to heat removal from the casting through the first layer, the formation of the crystalline structure of the casting almost ends. The second layer is made of a thickness of 4-100 with respect to the wall thickness of the casting. With a smaller ratio, the volume of the second layer is insufficient to reduce or increase the heat sink, depending on the purpose of the first layer. With a larger ratio of the thicknesses of the second layer and the casting wall, a decrease in heat removal from the first layer, if it is made of a filler with high thermal conductivity, leads to an increase in the crystallization rate of the casting and the possible formation of cracks. An increase in heat removal from the first layer, if it is made of a filler with a low thermal conductivity, leads to a decrease in the temperature of the melt flow and the formation of defects in castings in the form of displacements, under castings, etc. The choice of crack layers depends on the material of the casting, the thickness of its walls, the thermal conductivity of the filler. So for iron-based alloy castings, the recommended ratio of the thickness of the first layer and the casting, when the wall thickness of the casting is from 10 to 30 mm, is 4-15; with a wall thickness of more than 30 mm - 7-20; when the wall thickness is from 5 to 10 mm - 30-80; and less than 5 mm - 40-80. For copper based alloys, this ratio is respectively 3-14; 5-18; 20-40; 30-70; for alloys based on aluminum 2.5-12; 2-10; 7-50; 10-60; and for magnesium alloys, 2.5-10; 1.5-8; 5-40; 10-50. It should be borne in mind that the minimum thickness of the layer of metallic material filler should not be less than 20 mm, and 15 mm of quartz sand. The thickness of the second layer is 1.2–3 times the thickness of the first layer. 8844 A variety of casting materials with different wall thicknesses and filler materials with different thermal conductivities allows the method to be carried out in other combinations of layers of other filler materials. Thus, the filler can be made of a mixture of quartz or zircon sand and metal powder, which are in various volume ratios. Depending on the material and characteristics of the castings, up to 4-5 layers of filler may be used in various combinations of thermal conductivity. The proposed HPF method is especially effective in combination with casting under adjustable gas pressure (low pressure casting with back pressure, vacuum suction, etc.). In this case, an increased force field is created in the volume of the melt, which makes it possible to improve the mechanical properties of castings, especially thick-walled ones, and to reduce the scrap due to the collapse of the mold due to the possibility of increasing the casting speed, which is especially important for thin-walled casting. Example 1. A casting of an alloy of grade AL7-3 with a wall thickness of 13 mm and a weight of 7 kg is made as follows. A synthetic film of ethylene-vinyl acetate copolymer is applied to the top model, heated, and a vacuum is created between the model and the film. Next, the model is fitted with a flask with a height of 450 mm and a layer of steel powder with a grain size of 0.05 mm and a thickness of 100 mm is applied. The powder layer is compressed by vibration for 5 s. Then a second layer of filler from a mixture of steel powder with a grain size of 0.05 mm and silica sand with a grain size of 0.016 mm is applied. The ratio of powder and sand in. the mixtures are respectively 40 and 60%. The second layer is made 200 mm thick. The filler is compressed by vibration for 10 s. Then, silica sand of 0.016 mm grit is poured into the top of the mold, compacted by vibration for 15 seconds, the filler top is leveled, a synthetic film is applied to the counter and a vacuum is formed in the flask with residual 5. With a low pressure of 0 kgf / cm, the vacuum between the film and the model is reduced to atmospheric pressure and the top half-form is removed from the model. Similarly, semi-: bottom forms are made, mated and flasks are fastened. The assembled half-form is poured with melt at 700 CU on the matine pouring with back pressure for 10 of its exposure under back pressure of 5 kgf / cm for 50 s and without pressure s for 30 s. Castings obtained by the proposed method after heat treatment according to T5 mode, tensile strength of 51 kgf / mm, an elongation of 3.5%. | Brinell hardness 145 units. with a total casting marriage of 8% (including a marriage of cracks 90%). Castings obtained in molds made by vacuum molding with a filler in the form of only steel powder with a grain size of 0.05 mm have, when casting with backpressure with the indicated technological conditions, the following parameters: tensile strength 45 kGS / mm; relative elongation of 2.8%., - Brinell hardness 130 units, with a total marriage of 14%. Example 2. A mold for the production of cast alloys of the brand alloy. The ROC 5-5-5 with a wall thickness of 5 to 10 m and a weight of 12 kg is made as in Example 1. The thickness of the first layer of steel powder is 170 mm, The crowd on the second layer of steel powder and quartz sand mixed in a ratio of 60 and 40% is 230 mm. After removal from the model, the working surface of the mold is coated with a nonstick paint based on marshallite, ethyl alcohol 84 and polyvinyl butyral and dried for 10 minutes. After the mold is made, it is filled with the melt and the ladle at 12 s. In this case, the castings have a tensile strength of 26 kgf / mm, an elongation of 24, a hardness of 75 units. At a marriage of 5% for cracks. Castings made in molds where a mixture of steel powder and quartz sand in a ratio of 50 and 50% is used as a filler have a tensile strength of 21 kgf / mm, an elongation of 20%, a hardness of 70 units. at a marriage of 9% on cracks and due to a mechanical burn 3%. Example 3. A mold for the manufacture of castings from an alloy of the grade AP2 with a wall thickness of 3.0 mm and a weight of 1.8 kg is made as in Example 1. The thickness of the first layer of silica sand with a grain size of 0.016 mm is 75 mm, and the second layer consisting of a mixture of quartz sand and steel powder in the ratio of 70 and 30%, 150 mm. Opoku up to the top is emitted quartz sand. The casting is produced on a low-pressure casting machine with a pouring temperature of 720-10 ° C and a casting time of 6 seconds. Castings obtained by the proposed method, after heat treatment according to the T2 mode, have a tensile strength of 18 kgf / mm, an elongation of 4% for defects in underfilling and not 10% m. Castings made by vacuum molding with a single quartz sand filler on machines under low pressure have a tensile strength of 14.5 kgf / mm, a relative elongation of Ti: 2.5% at 6paice for underdeal and spar m 25%.