SU1169787A1

SU1169787A1 - Method of manufacturing hot-pressed casting mould

Info

Publication number: SU1169787A1
Application number: SU833680557A
Authority: SU
Inventors: Gennadij V Deryugin; Leonid V Nikulin; Yurij G Kovalev; Viktor S Melnikov; Anatolij F Zuev; Valentin N Sarapulov; Olga A Pereskokova
Original assignee: Perm Polt I
Priority date: 1983-12-27
Filing date: 1983-12-27
Publication date: 1985-07-30

Description

Изобретение относится к литейному производству, к методам получения горячепрессованных форм, в частности форм для литья химически активных и тугоплавких металлов.The invention relates to foundry, to methods for producing hot-pressed molds, in particular molds for casting reactive and refractory metals.

Известно, что рабочую поверхность формы можно покрывать (экранировать) ткаными материалами [1].It is known that the working surface of the form can be covered (screened) with woven materials [1].

При получении форм методом горячего прессования для литья химически активных и тугоплавких материалов в особенности по оснастке, имеющей глубокие полости и высокие модели, нанесение ткани по известному методу трудно осуществимо. Кроме того, всегда имеется опасность отслаивания материала при высокотемпературной прокалке, если использовать названный метод получения формы.When producing molds by hot pressing for casting chemically active and refractory materials, in particular with a snap, having deep cavities and high models, it is difficult to apply the fabric according to a known method. In addition, there is always the danger of peeling the material during high-temperature calcination, if you use the named method of obtaining the form.

Известен способ, согласно которому литейную форму (или стержень), соприкасающуюся с расплавом, покрывают листовым материалом, содержащим углеродные или графитовые нити. Листовой материал должен содержать не менее 35% углеродных или графитовых нитей, при этом листовой материал может быть соединен со стенкой формы клеем [2].There is a method in which a mold (or core) in contact with the melt is coated with a sheet material containing carbon or graphite filaments. The sheet material must contain at least 35% carbon or graphite filaments, and the sheet material can be connected to the wall of the form with glue [2].

Недостатками данного способа являются длительность и трудоемкость склеивания сложной фасонной формы, снижение геометрической и размерной точности формы и отливки, ухудшение качества поверхности формы и отливки в местах стыков листового материала на выступах и углублениях фасонной формы.The disadvantages of this method are the duration and complexity of gluing complex shaped forms, reducing the geometric and dimensional accuracy of the form and casting, deterioration of the surface quality of the form and casting at the joints of the sheet material on the projections and recesses of the shaped form.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является способ изготовления горячепрессованных литейных форм, используемых для литья химически активных и тугоплавких металлов, включающий наложение углеродистых кусков ткани на оснастку, наложение двух слоев вакуумной пленки, вакуумирование, засыпку смеси и горячее прессование [3].The closest in technical essence and the achieved effect to the invention is a method of manufacturing hot-pressed casting molds used for casting reactive and refractory metals, including the imposition of carbon pieces of fabric on the snap, the imposition of two layers of a vacuum film, vacuum, filling the mixture and hot pressing [3] .

Недостаток такого метода при горячем прессовании при наложении пленки на ткань заключается в том, что масса смеси под давлением верхней модельной плиты при обтекании выступающих частей формы обладает абразивным действием и срезает (прорывает) пленку и ткань по кромкам, контурам, вертикальным и наклонным стенкам моделей. Это ухудшает качество поверхности форм и отливок, а подклейка поврежденных мест тканью ухудшает геометрическую и размерную точность узлов отливок и снижает производительность труда.The disadvantage of this method during hot pressing when applying a film to a fabric is that the mass of the mixture under pressure of the upper model plate has an abrasive effect when flowing over the protruding parts of the form and cuts the film and fabric along edges, contours, vertical and inclined walls of the models. This impairs the quality of the surface of the molds and castings, and the gluing of damaged areas with a cloth impairs the geometric and dimensional accuracy of the casting units and reduces labor productivity.

Известно устройство для вакуумной формовки, в котором для удобства разъем верха и низа формы используют 2 слоя пленки [4].A device for vacuum forming is known in which, for convenience, a connector of the top and bottom of the form uses 2 layers of film [4].

Цель изобретения — улучшение качества поверхности форм, повышение их геометрической точности и производительности труда.The purpose of the invention is to improve the quality of the surface of the forms, increasing their geometric accuracy and productivity.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления горячепрессованной литейной формы, используемой для литья химически активных и тугоплавких металлов, включающему наложение кусков углеродистой ткани на оснастку, наложение двух слоев вакуумной пленки, вакуумирование, засыпку смеси и горячее прессование, куски ткани предварительно припудривают порошкообразной или опрыскивают жидкой смолой, накладывают затем ^первую пленку, вакуумируют, после чего на первый слой пленки наносят клей и накладывают второй слой пленки.This goal is achieved by the fact that according to the method of manufacturing a hot-pressed casting mold used for casting reactive and refractory metals, including the imposition of pieces of carbon fabric on the tooling, the imposition of two layers of vacuum film, vacuuming, filling the mixture and hot pressing, pieces of fabric are pre-powdered or powdered sprayed with a liquid resin, then put the first film, vacuum it, after which glue is applied to the first film layer and a second film layer is applied.

Пример. Были изготовлены формы на основе кокса и металлургического магнезита, покрытие со стороны рабочей поверхности углеродистой припудренной пульвербакелитом тканью марки УТМ.-8. Ткань использовалась в виде отрезков произвольной конфигурации, являющихся первичными отходами производства спеченных углеродных изделий. Необходимая площадь тканого материала для покрытия всей поверхности оснастки с технологическим запасом (по периметру) для натяжки на модель при вакуумировании и прессовании набиралась несколькими кусками ткани. Как показало опробование, швы в местах накладки кусков под высоким давлением спрессовываются, не образуя складок ткани на поверхности формы.Example. Coke-based and metallurgical magnesite-based molds were made, the coating on the side of the working surface was carbon-powdered pulverbakelite with UTM-8 fabric. The fabric was used in the form of segments of arbitrary configuration, which are the primary wastes of the production of sintered carbon products. The required area of woven material to cover the entire surface of the equipment with a technological margin (along the perimeter) for stretching the model during vacuuming and pressing was gathered with several pieces of fabric. As shown by testing, the seams in places lining pieces under high pressure are pressed, not forming folds of fabric on the surface of the form.

Температура модельных плит 220—250°С, давление прессования 43,5 кгс/см², время выдержки смеси в оснастке под давлением 1 мин, время спекания формы в оснастке (без давления)5 мин. В процессе прессования слои смеси, прилегающие к контурам, вертикальным и горизонтальным стенкам модели под давлением верхней плиты, смещаются вместе с планкой, скользя по слою смазки, и не разрывают вакуумную пленку и тканый материал.The temperature of the model plates is 220–250 ° C, the pressing pressure is 43.5 kgf / cm ² , the dwell time of the mixture in the equipment under pressure is 1 minute, the time of sintering the form in the equipment (without pressure) is 5 minutes In the process of pressing, the layers of the mixture adjacent to the contours, vertical and horizontal walls of the model under the pressure of the top plate, are displaced with the bar, sliding along the lubricant layer, and do not tear the vacuum film and the woven material.

В процессе выдержки под давлением, когда поверхностный слой смеси прогревался, пленки расплавляются, а расплавленное связующее (пульвербакелит) выжимает ся на границу контакта смесь — ткань, освобожденную от сплошной пленки, и прихватывает ткань к форме.In the process of holding under pressure, when the surface layer of the mixture warms up, the films melt, and the molten binder (pulverbakelite) is squeezed onto the contact boundary of the mixture — the fabric freed from the continuous film, and picks up the fabric to form.

Спеченные формы подвергались высокотемпературной прокалке по режиму: нагрев со скоростью 100°С в час, выдержка при температуре 1000°С 2 ч, охлаждение с печью. При этом остатки оплавившихся пленок полностью газифицировались.Sintered forms were subjected to high-temperature calcining according to the mode: heating at a rate of 100 ° С per hour, holding at a temperature of 1000 ° С for 2 h, cooling with a furnace. In this case, the remnants of the melted films were completely gasified.

Для сравнения по обычной технологии (без покрытия тканью) изготовили формы для смесей на -основе кокса, магнезита и графита.For comparison, using conventional technology (without fabric covering), we made molds for mixtures on the basis of coke, magnesite and graphite.

33

11697871169787

4four

Составы смесей приведены в табл. 1.The compositions of the mixtures are given in table. one.

В полученных формах на установке ВДЛ—1 из сплава ВТ20Л отливали коробчатые отливки размерами 170x100x30 и толщиной стенки 10 мм. Из них вырезали образцы для испытания механических свойств, а также для изучения микроструктуры и микротвердости поверхностного слоя отливок.In the obtained forms, a box-shaped casting with dimensions of 170x100x30 and a wall thickness of 10 mm was cast on a VDL-1 installation of VT20L alloy. Samples were cut out of them to test the mechanical properties, as well as to study the microstructure and microhardness of the surface layer of castings.

Результаты замеров микротвердости и глубины поверхностного слоя приведены в табл. 2.The results of measurements of microhardness and depth of the surface layer are given in Table. 2

Поверхностный слой отливок, полученных в формах, внутренняя (рабочая) полость которых покрыта углеродистой тканью, имеет почти на 100 единиц меньшую микро- ,5 твердость и вдвое меньшую глубину загрязненного слоя, чем у отливок, полученных в коксовой и магнезитовой формах. Несколько большее значение этих показателей по сравнению с графитовой формой объясняется тем, что углеродистая ткань 20 служит теплоизолирующим материалом, что замедляет затвердевание поверхностной корочки отливки, удлиняя время взаимодействия титана с углеродом.The surface layer of castings obtained in forms whose internal (working) cavity is covered with carbon cloth has almost 100 units less micro-, 5 hardness and half the depth of the contaminated layer than those produced in coke and magnesite forms. The somewhat higher value of these indicators compared to the graphite form is explained by the fact that carbon fabric 20 serves as a heat insulating material, which slows down the solidification of the surface crust of the casting, extending the time of interaction of titanium with carbon.

Различия в механических свойствах 25 отливок, затвердевших в различныхDifferences in mechanical properties of 25 castings hardened in various

формах, обнаружено не было. Средний уровень свойств на вырезанных образцах составил:forms were not found. The average level of properties on the cut samples was:

Предел прочности, кгс/мм² 111 —115Tensile strength, kgf / mm ² 111 —115

Предел текучести, кгс/мм² 107—113Yield point, kgf / mm ² 107—113

Относительное удлинение,% 5—5,5Relative lengthening,% 5-5.5

Относительное сужение,% 13—17Relative narrowing,% 13-17

Учитывая дефицитность графита, целесообразно использовать горячепрессованные формы из других материалов, экранируя их рабочую поверхность углеродистой тканью. Как показало опробование, характеристики поверхностного слоя отливки полностью определяются влиянием углеткани и практически не зависят от материала-наполнителя (кокс, магнезит).Given the scarcity of graphite, it is advisable to use hot-pressed forms of other materials, shielding their working surface with carbon cloth. As shown by testing, the characteristics of the surface layer of the casting are completely determined by the influence of carbon cloth and are practically independent of the filler material (coke, magnesite).

Предложенный способ позволит значительно повысить качество поверхности форм и соответственно отливок, а также геометрическую точность отливок за счет более точ ного воспроизведения конфигурации модели, а также повысить производительность труда. Кроме того, экономятся дефицитные материалы, такие как графит.The proposed method will significantly improve the surface quality of the molds and, accordingly, the castings, as well as the geometrical accuracy of the castings due to more accurate reproduction of the model configuration, as well as increase labor productivity. In addition, scarce materials such as graphite are saved.

Экономический эффект составит около 400 руб. на 1 т титанЪвого литья, годовая экономия — 25,0—28,0 тыс.руб.The economic effect will be about 400 rubles. per 1 ton of titanium casting, annual savings - 25.0–28.0 thousand rubles.

Т а T a блица 1 blitz 1 Вид покрытия Type of coverage Огнеупорный наполнитель Refractory filler Пульвербакелит,мае.% Pulverbakelite, May.% Пек, мас.% Peck, wt.% Углеткань Uglet Кокс Coke 10 ten 10 ten Углеткань Uglet Магнезит Magnesite 10 ten 10 ten Без покрытия Without cover Кокс Coke 10 ten 10 ten __ н _ __ n _ Магнезит Magnesite 10 ten 10 ten _ и __ _ and __ Графит Graphite 8 eight - -

Таблица2Table 2

Вид материала, контактировавшего с отливкой Type of material in contact with the casting Микротвердость, кгс/мм^г Microhardness, kgf / mm ^g Глубина,мм Depth mm Углеткань (на коксовой форме) Carboniferous (on coke form) 370 370 0,3 0.3 Углеткань (на магнезитовой форме) Carboniferous (magnesite form) 375 375 0,3 0.3 Кокс Coke 480 480 0,5 0.5 Магнезит Magnesite 490 490 0,7 0.7 Графит Graphite 340 340 0,2 0.2

Claims

A METHOD FOR MAKING A HOT-CREATED 'CASTING FORM, used to cast chemically active and refractory metals, including applying carbon cloth pieces to a snap, applying two layers of a vacuum film, vacuuming, filling the mixture and hot pressing, in order to improve the surface quality of the molds increase their geometric accuracy and productivity, pieces of cloth are pre-powdered or sprayed with liquid resin, then apply the first film, vacuum t, then the first layer of film adhesive is applied to and superposed second film layer.

1169787