Способ литья заготовок под давлением

 

ОЮЗ СОВЕТСКИХ

ОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ЩОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1) 46479?8/02

2) 07.02.89

6) 30.1 2.93 Бюл. hh 48-47 .

1) Институт прикладной физики

2) Караник ЮА; Минин ВФ.

4) СПОСОБ ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК ПОД ДАВЕНИЕМ

Изобретение относится к литейному произдству и может быть использовано при изготовлеи отливок из черных, медных и титановых сплавов и газифицируемым моделям. Цель изобретения— сширение технологических возможностей. Споб питья заготовок включает изготовление газиицируемой модели, например, из пенополистирола ем его засыпки в пресс-форму и вспенивания, ановку готовой модели в опоку, формовку моде(19) Я3 (И) 1839122 А1 (51) 5 В22Р18 02 В 22 С 9 04 ли в опоке наполнителем, принудительное заполнение формы металлом снизу с одновременным выжиганием модели. Наполнитель перед заполнением опоки увлажняют и перед заливкой расплава металла замора>кивают, а заливку металла производят в интервале кристаллизации выжиманием. Для изготовления отливок из низкоуглеродистых и легированных сталей выжимание расплава металла в форму осуществляют под слоем шлака, а для уменьшения продуктов газификации модели перед засыпкой пенополистирола в пресс-форму в последней размещают вставку из пеноматериала с открытыми наружными порами, температура плавления материала которой выше температуры заливки металла в форму.

1839122

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при изготовлении отливок из черных, медных и титановых сплавов по гаэифицируемым моделям, Известен способ литья по гаэифицируемым моделям заготовок из алюминиевых сплавов, включающий изготовление пенополистироловой модели, засыпку модели в опоке сухим наполнитепем — цирконовым песком, заливку металла в форму снизу через заливочную трубу под низким давлением с одновременным вых<иганием модели (1).

Известен так>ке способ изготовления отливок, включающий изготовление гаэифицируемой модели, например, из пенополистирола путем его засыпки в пресс-форму и вспенивания, нанесение на модель противопригарного покрытия, установку готовой модели в опоку, засыпку модели в опоке сухим наполнителем, принудительное заполнение (заливку) формы металлом снизу под низким газовым давлением (ЛНД) с одновременным выжиганием модели и отсосом продуктов газификации (2).

Номенклатура отливок, изготавливаемых поданному способу, ограничена в части применения ниэкоуглеродистых и сло>кнолегированных сталей из-за науглероживания их поверхности, Отливки с тонкими протяженными стенками также получить затруднительно иэ-за ограничения давления в установках ЛНД, определяемого их конструктивными особенностями, что снижает технологические возмо>киости способа.

Заливка перегретым расплавом металла вызывает необходимость использованля покрытий, наносимых на модель, что приводит к снижению гаэопроницаемости и появлению таких дефектов, как углеродистые раковины, выпот, металлические плены, газовая пористость, грубая форма графита в чугунных отливках и др.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей, Поставленная цель достигается тем, что в способе литья заготовок, включающем изготовление газифицируемой модели, например, из пенополистирола путем его засыпки в пресс-форму и вспенивания, установку готовой модели в опоку, формовку модели в опоке наполнителем, подачу расплавленно° ro металла в форму под давлением и выбивку литой заготовки после ее затвердеэания, наполнитель перед заполнением опоки увлажняют и перед заливкой расплава металла замораживают, а заливку металла осуществляют его выжиманием в темпера5

?5

55 турном интервале кристаллизации металла заготовки.

Отсутствие на модели низкогазопроницаемого противопригарного покрытия позволяет устранить дефекты отливок, возникающие Ro его вине. Выжимание металла из камеры механическим давлением позволяет при достаточно простой конструкции установки развивать давления до 10 кгс/cM и более, что обеспечивает проливае2 мость тонких стенок отливок, расширение номенклатуры. При заливке металла, например, в "критическом режиме" в интервале кристаллизации полистирол плавится и беспрепятственно вдавливается в стенки формы

{низкогазопроницаемое противопригарное покрытие отсутствует), а замещающий модель металл сразу намораживается на рабочую стенку формы.

При заливке чистых металлов перегрев выбирают минимальным или вводят в металл тугоплавкие микрохолодильники для обеспечения образования твердой корочки металла на рабочей поверхности формы в процессе заливки.

Для формовки модели без покрытия используют увлажненный наполнитель, который перед заливкой формы металлом замораживают. B этом случае сохраняется высокая газопроницаемость формы, а смыва песка в процессе заливки не происходит за счет быстрого образования твердой корочки металла при плавлении льда и испарения влаги.

Слецующее отличие предлагаемого способа литья заключается в том, что выжимание расплава металла в форму осуществляют под слоем шлака. В этом случае пенополистироловая модель контактирует в процессе заливки только со шлаком, который выжигает материал модели, вытесняет образующиеся продукты в газопроницаемый материал формы и сразу покрывает ее рабочие стенки. Поступающий в форму металл оказывается изолированным от модели и формы, что полностью исключает науглероживание стальных отливок и открывает возможность отливать по газифицируемым моделям заготовки иэ низкоуглеродистых и легированных сталей. При этом также решается вопрос улучшения качества отливок, расширения номенклатуры и технологических возможностей способа литья.

В качестве материала наполнителя в данном случае используют железные, хромовые, молибденовые и др. порошки, а в качестве заливаемого металла в отдельных случаях, например для литья шламов, используется злектрошлаковый переплав.

1839122 закл ства гази их у ред пос пен рам тор фор уме лаи зал фик нен

Кро пол тер

10 пол сти. пен кив ног всп вей стал

ССС ют раз (вла для зам кон пуа

KPbl рас вей жи пер ско вой тейн сист рас ющи за с про мета ния мета чей ают

5-6 пол

55 ска тличие предлагаемого способа также чается в том, что для улучшения качеотливок путем уменьшения продуктов икации модели и улучшения условий аления при изготовлении модели пеасыпкой полистирола в пресс-форму в едней размещают пористую вставку из материала с открытыми наружными по, температура плавления материала кой выше температуры заливки металла в у. Это позволяет в несколько раз ьшить объем выжигаемого полистирообеспечивает свободное удаление при вке, например, чугуна продуктов газиции модели через поры вставки, выполой, например, из железа или керамики. е того, обеспечивается возможность ения отливок из композиционных малов в разовых формах. р и м е р 1. Отливку иэ стали 45Л чают в следующей последовательноо известной методике изготавливают полистироловую модель путем эасыппресс-форму предварительно вспененполистирола и окончательного его нивания, устанавливают модель в конр установки литья выжиманием с криизацией под давлением (см. по авт. св.

М 1041208, кл. В 22 0 18/02), эасыпаконтейнер увлажненным порошкообым цирконовым концентратом ность 3-5 (,) с наложением вибрации латной упаковки зерен наполнителя и раживают при -15 С. Затем снизу к йнеру присоединяют облицованный сон с литниковым ходом, а сверху— ку с уплотнением. облицованную камеру выжимания, оложенную под литейной формой (коном), заливают сталь и при 1490 С выают расплав в форму путем мещения камеры с металлом вверх со стью 15 ммlс. После поступления перорции расплава металла в форму конр соединяют с ресивером вакуумной мы. Вытесняемым в форму металлом авляют модель и выдавливают образуся продукты в поры формы. При этом т заливки в интервале кристаллизации сходит одновременно намораживание ла на стенках формы. После эаполнеормы излишек металла выжимают в лосборник, расположенный над рабоолостью формы, снимают вакуум, подконтейнер сжатый газ под давлением тм и выдерживают под давлением до ого эатвердевания отливки. амороженная форма из кварцевого пемеет высокую гаэопроницаемость и

40 теплоаккумулирующую способность, что способствует беспрепятственному удалению вытесняемых расплавом металла образующихся продуктов материала модели и намораживанию твердой корочки металла на рабочей поверхности формы. После заливки и затвердевания металла происходит раэупрочнение материала формы, готовую отливку извлекают иэ контейнера и процесс повторяется. Благодаря механическомудавлению при выжимании металла и достаточ-. но прочной замороженной форме получают по гаэифицируемой модели протяженные тонкостенные детали.

Пример 2. Отливку из сложнолегированной стали Х18Н9ТЛ получают следующим образом.

Пенополистироловую модель отливки устанавливают в контейнер литейной установки и засыпают с наложением вибрации железным порошком марки ПЖ-1. После подготовки контейнера с формой к заливке в камеру выжимания заливают сталь со шлаком при 1480 С. При температуре стали

1440,С,производят процесс выжимания путем перемещения камеры с металлом вверх (относительно неподвижного контейнера) со скоростью 15 мм/с с одновременным вакуумированием формы, Вначале в форму вытесняют шлак, выжигают модель с одновременным вытеснением образующихся от нее продуктов в поры формы с образованием корочки шлака на ее рабочей поверхности, а затем — расплав стали, который контактирует со стенками формы через слой шлака, что обеспечивает полную изоляцию металла от продуктов газификации пенополистироловой модели, При завершении выжимания неиспользованный шлак и избыток металла вытесняют в специальный металлосборник, отключают вакуумирование, подают в контейнер сжатый газ пор давлением 5-6 атм и выдерживают до полного затвердевания отливки.

Готовую отливку извлекают из контейнера и процесс повторяется. . Пример-3. Отливку из высокопрочного чугуна получают следующим образом.

В пресс-форму для получения модели устанавливают с зазором от ее стенок (5 мм) пористую вставку, выполненную из пеножелеэа.

В зазор между вставкой и стенками прессформы засыпают предварительно вспененный полистирол и производят окончательное аспенивание по известным режимам.

Армированную модель устанавливают в контейнер установки литья выжиманием с кристаллизацией под давлением и эасыпают с наложением вибрации порошкообраэ1839122

{56) Заявка Великобритании

15 ¹ 2183517, кл. В 22 С 9/04, 1987.

Патент Франции № 2559407, кл, В 22 D 18/04, 1985, 20

Формула изобретения

Составитель Ю. Караник

Редактор M. Стрельникова Техред М,Моргентал КоРРектоР С. Лисина

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб„4/5

Заказ 3400

Производственно-издательский комбинат "Патент". г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 ным цирконом, Выплавленный в индукционной печи чугун заливают в камеру выжимания и при 1270 С ароиэводят выжимание чугуна иэ va ne -. в литейную форму с одновременным ее вакуумированием, При выжимании чугун вытесняют в поры вставки и в зазор между вставкой и формой. При этом одновременно выжигают модель, а образующиеся продукты газификации беспрепятственно удаляются через поры вставки и выдавливаются в поры формы.

Уменьшенный объем пенополистирола в форме (соотношение объема слоя полистирола и общего объема модели составляет 1: 10) позволяет улучшить газовый режим формы и устранить брак, прису1, СПОСОБ ЛИТЬЯ ЗАГОТОВОК ПОД

ДАВЛЕНИЕМ. преимущественно тонкостенных и протяженных по гаэифицируемым моделям, включающий засыпку пенополистирола в пресс-форму, его вспенивание, размещение модели в опоке с последующим заполнением ее наполнителем, подачу расплавленного металла в форму под давлением и выбивку литой заготовки после ее затвердевания, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет улучшения заполнения форм, наполнитель перед заполнением опоки увлажняют и пещий отливкам из чугуна, получаемым no газифицируемым моделям.

Использование предлагаемого способа литья заготовок под давлением по гаэифи5 цируемым моделям позволяет повысить качество отливок. расширить номенклатуру и технологические возможности способа за счет улучшения заполнения, форм при получении тонкостенных протяженных деталей

10 и возможности получения отливок из ниэкоуглеродистых и высоколегированных сталей без науглероживания их поверхностей. ред заливкой расплава металла замораживают, а заливку металла осуществляют его выжиманием в температурном интервале кристаллизации металла заготовки.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что выжимание расплава металла в форму осуществляют под слоем шлака.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения продуктов газификации модели, перед засыпкой пенополистирола в пресс-форму в последней размещают вставку из пенополистирола с открытыми наружными порами, температура плавления материала которой выше температуры заливки металла в форму.