SU1567316A1 - Способ получени крупногабаритных тонкостенных отливок по выплавл емым модел м - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к способам получени  крупногабаритных тонкостенных отливок по выплавл емым модел м. Цель изобретени  - повышение геометрической точности отливок. Это достигаетс  тем, что изготовленные модели со вспомогательными формосохран ющими элементами из водорастворимой соли собирают в блоки и раствор ют в воде вспомогательные формосохран ющие элементы. Оболочковую форму получают послойным нанесением покрыти , после сушки которого из формы выплавл ют модельный состав. После прокаливани  форму заливают металлом. Переход от питател  к отливке выполнен по радиусу галтелью, а к коллектору - без радиуса, что приводит при охлаждении отливок и возникновению микронадрывов в питателе в месте их подвода и коллектора. После термической обработки литейных блоков от них отдел ют отливки. 2 з.п. ф-лы, 9 ил., 1 табл.

Description

1

(21)4310363/23-02

(22)03.08.87

(46) 30.05.90. Бюл. № 20

(72) Л.П.Карели , А.Е.Гринберг,

Ю.В.Плотников и Г.И.Васильева

(53)621.74.048 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1093385, кл. В 22 С 9/04, 1983.

Авторское свидетельство СССР № 1163964, кл. В 22 С 9/00, 1983.

(54)СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ТОНКОСТЕННЫХ ОТЛИВОК ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ

(57)Изобретение относитс  к способам получени  крупногабаритных тонкостенных отливок по выплавл емым модел м. Цель изобретени  - повышение геометрической точности отливок.

Это достигаетс  тем, что изготовление модели со вспомогательными формо-. сохран ющими элементами из водорастворимой соли собирают в блоки и раствор ют в воде вспомогательные формосохран ющие элементы. Оболочковую форму получают послойным нанесением покрыти , после сушки которого из формы выплавл ют модельный состав. После прокаливани  форму заливают металлом . Переход от питател  к отливке выполнен по радиусу галтелью, а к коллектору - без радиуса, что приводит при охлаждении отливок и возникновению микронадрьгвов в питателе в месте их подвода и коллектора. После термической обработки литейных блоков от них отдел ют отливки. 2 з;п. ф-лы, 9 ил., 1 табл.

сл

Изобретение относитс  к литейному производству, в частности к изготовлению крупногабаритных тонкостенных отливок по выплавл емым модел м.

Цель изобретени  - повышение геометрической точности крупногабаритных токностенных и прот женных отливок из сплавов с низкой пластичностью .

Сущность изобретени  состоит в следующем.

Модель изготавливают в пресс-форме , в которой установлен формосохра- н ющий элемент из водорастворимой соли.

Формосохран ющий элемент изготовл ют по специальной пресс-форме. Затем формосохран ющий элемент со

съемной металлической рамкой устанавливают в пресс-форму дл  прессовани  модели. Съемна  металлическа  рамка обеспечивает механическую прочность формосохран юпего лемента и точность фиксации его к пресс-форме. После запрессовки модепн ее лычпмагот из пресс-формы и собирают ь модельный блок совместно с форм сохран ющим элементом. Удапчтт формосо:;ран ющий элемент в воде после сборки модельного блока.

Стс к, получешп и опрессовкой трубчатого каркаем моюпьной массой, имеет посадочные гнета, в которые вставл ют коллекторы, а затем заливают модельшш сое г, п раркаг сто ка. Залитый моде П.ныч т,, ч через о гСЛ

О

СО

ОЭ

версти  в каркасе сто ка, расположенные против посадочных гнезд, соедин ют коллекторы со сто ком. Затем стыки коллекторов со сто ком пропаивают па льником. При этом формосо- хран ющий элемент защищает модель от теплового воздействи  па льника и заливаемого модельного состава, т.е. предотвращает коробление модели. После сборки модельного блока фор- мосохран ющий элемент удал ют растворением в воде, а жесткость моделей теперь обеспечивает трубчатый каркас сто ка.

Питатели имеют коническую форму с расширением от гор чего узла отливки к коллектору и подвод тс  в каждый гор чий узел независимо от их количества, тем самым устран   металлургические дефекты. При этом переход от питател  к отливке выполн ют по радиусу, а от питател  к коллектору - без радиуса. Такое соединение питателей с отливкой и коллекторами позвол ет значительно снизить усадочные напр жени  в отливке при затвердевании блока за счет того, что при усадке отливки, затвердевшей вместе с питател ми В первую очередь, происходит отгиб питателей в местах их сочленени  с коллекторами, которые .наход тс  еще в гор чем состо нии , а остра  кромка этого сочленени   вл етс  концентратором напр жений и способствует образованию гор чей микротрещины. При дальнейшем затвердевании блока начинает сжиматьс  сто к с коллекторами, при этом, уже затвердевшие питатели упруго изгибаютс  и радиусы в местах их перехода к отливке не позвол ют питател м выломитьс , а разрушение чаще происходит в месте перехода питател  к коллектору по ранее образовавшейс  микротрещине.

Нанесение покрыти  и его сушка производитс  при горизонтальном положении блока.

Дл  этого на концы трубчатого каркаса сто ка надевают втулки - цапфы из модельной массы, за которые блок подвешивают на резиновых текстропах, опускают в бак с суспензией и в пескосып .

Дл  сушки блоков в горизонтальном положении на сто ке устанавливают четыре технологических упора, на которые став т блок при сушке, причем

5

0

5

0

5

0

5

0

5

блок кантуют с одной стороны на другую .

Термообработку провод т до обрезки отливок от литниково-питающей системы, т.е. термообрабатывают блок отливок, который став т в печь на технологические упоры. Релаксаци  напр жений в процессе термообработки проходит без короблени  отливок, так как блок отливок имеет коробчатую форму. После отрезки отливок от сто ка, прошедших термообработку в блоках, коробление отливок отсутствует . Термообработка в блоках позвол ет отказатьс  от применени  массивных дорогосто щих приспособлений, снизить энергозатраты на их нагрев.

Способ рассматриваетс  на примере изготовлени  детали, створка, котора  имеет минимальную толщину стенки 0,8 мм, максимальную толщину стенки 1,2 мм, толщину ребер 2 мм, максимальные габаритные размеры 500-200мм.

Предлагаемый способ по сн етс  фиг. 1-9.

На фиг. 1, 2 показана заготовка детали створка в двух проекци х; на фиг. 3, 4 - формосохран ющий элемент 1 со съемной металлической рамкой 2 в двух проекци х; на фиг. 5 - сечение Б-Б на фиг. 4; на фиг. 6,7 - формосохран ющий элемент с запрессованными моделью 3 питател ми 4 и коллекторами 5 в двух проекци х; на фиг. 8 - модельный блок, предназначенный дл  получени  формы, который имеет сто к, состо щий из металлического трубчатого каркаса 7 и сло  модельной массы с выполненными в нем посадочньми гнездами 8 дл  фиксации коллекторов и расположенными на нем технологическими упорами 9 дл  установки блока в горизонтальном положении при обмазке и сушке оболочки (на концы трубчатого каркаса надеты литникова  чаша 10 и втулки-цапфы 11, на фиг. 9 - сечение В-В на фиг. 8).

Способ дл  данного случа  выполн ют в следующей последовательности операций.

Из расплава мочевины (с температурой 120°С) с добавками 1%-ной калиевой и 5%-ной натриевой селитры свободной заливкой в пресс-форме выполн ют формосохран ющий элемент 1 в металлической рамке 2.

После технологической выдержки в течение 15 мин формосохран ющий

5I

элемент извлекают из пресс-формы вместе с металлической рамкой и став т в пресс-форму дл  изготовлени  модели.

Прессуют модель из модельной массы ПВКК с 10% молотой мочевины.

После технологической выдержки в течение 30 с формообразующий элемент 1 в металлической рамке 2 с запрессованными моделью 3, литниками 4 и коллекторами 5 извлекают из пресс- формы снимают рамку 2 и передают на сборку.

Дл  осуществлени  операции сборки модельного блока подготавливают элементы литниково-питающей системы. Дл  этого металлический трубчатый каркас 7 устанавливают в специальную пресс-форму и спрессовывают снаружи модельной массой ПВКБ после выдержки в течение 1,5 мин сто к 6, имеющий посадочные гнезда 8 дл  коллекторов и технологические упоры 9 с неопрессованными модельной массой концами каркаса, под чашу и цапфы, извлекают из пресс-формы. Далее изготовл ют по отдельной пресс-форме модель литниковой чаши 10. Изготавливают по отдельной пресс-форме цапфы-втулки 11.

Сборку модельного блока производ т в следующей последовательности. На нижний (по запивке) конец каркаса 7 надевают цапфу-втулку 11 и заделывают торец каркаса пробкой из модельной массы. Сто к 6 и две модели 3 с формосохран ющими элементами 1 устанавливают в специальное приспособление . На верхний (по заливке) конец каркаса 6 надевают модель литниковой чаши 10 и цапфу-втулку 11. Фиксируют модели 3, цапфы-втулки 11 и литниковую чашу 10 на сто ке 6 заливкой перегретого модельного состава в трубчатый каркас сто ка. Затем пропаивают места стыков коллекторов и сто ка.

После сборки модельный блок полностью погружают в ванну с проточной водой и раствор ют формосохран ющие элементы.

Модельный блок (фиг.8) после обезвоживани  в ацетоновой ванне передают на операцию нанесени  огнеупорного покрыти .

Керамическое покрытие выполн ют по серийной технологии, на суспензии дистен-силлиманита в гидролизованном растворе этилсиликата с последующей

10

15

20

25

30

35

40

45

0

5

166

обсыпкой зернигтьм электрокорундом. При этом 4-й и 5-й слои делают с добавлением графита в суспензию дл  создани  демпфирующего сло . Форма состоит из 12-ти слоев покрыти . Перед помещением блока в сушило с фланца литниковой чаши и с фланца посадочного места пробки-зумпфа на сто ке вручную счищают каждый вновь нанесенный слой обмазки.

Слой покрыти  сушат в горизонтальном положении, дл  чего устанавливают блок на технологические упоры 9 с последующей кантовкой блока на 180 , на противоположно расположенные упоры, после каждого вновь нанесенного сло .

Модели из полученной оболочки удал ют в вод ной ванне и извлекают трубчатый каркас сто ка.

Оболочковые формы сушат в электрошкафу по серийной технологии.

Высушенные формы предварительно прокаливают в электропечах при Ч50+10°С в течение 8 ч и охлаждают вместе с печью.

После охлаждени  формы продувают сухим сжатым воздухом.

В открытый торец сто ка (снизу по заливке) устанавливают керамическую пробку - зумпф и закрепл ют ее огнеупорной суспензией.

Перед заливкой формы подогревают в электропечах до 1000°С в течение 3 ч и заливают без опорного наполнител  сплавом ВХ-4л в вакуумно/ плавильной установке при 1500+10ГС.

Залитые блоки охлаждают в утилизаторе , после чего отбивают керамику и тщательно обрабатывают воздупшо- абразивной струей.

Очищенные блоки термообрабатывают в печах с защитной атмосферой по режимам , оговоренным ту на данные детали .

После термообработки отливки отрезают от стойкой на вулканнтовых станках.

Остатки питатрпей удал ют вулка- нитовыми кругами, закрепленными на оправках пневмоцнгтрч мента.

Результаты лронерки геометрической точности отливок припедоны в таблице.

Коробление отлипок, изготовленных без применени  формосохрлн ющего элемента и термооб мп. т.ишых в отрезанном от сто ка о и т сипни достигает

20 мм, характер короблени  - не повтор ющийс  .

Разработанный способ позвол ет получить более 60% годных отливок, которые не надо подвергать рихтовке и исправлению дефектов.

Claims (2)

1. Способ получени  крупногабаритных тонкостенных отливок по выплавл емым модел м, включающий изготовление моделей отливок путем запрессовки модельной массы в пресс-форму со вспомогательными элементами из водорастворимой соли, сборку моделей и литниковой системы, растворение

56

11

fl-a

Фиг.З

5

вспомогательных элементов в воде, изготовление послойной формы, удаление из нее модельного состава, прокаливание форм и заливку их металлом с последующей термообработкой отливок , отличаю щийс  тем, что, с целью повышени  геометрической точности отливок, вспомогательные элементы из водорастворимой соли устанавливают в металлическую рамку, которую размещают в пресс-форме перед изготовлением модели и извлекают ее после запрессовки модельной массы.

2. Способ поп.1, отличающийс  тем, что отливки отдел ют от литниковой системы после термообработки .

1 1

61,8

Фиг. f

Фиг. 2

9иг.5

fl

Фиг.7

В-в

Фаг. 9