Способ изготовления литейных форм и стержней

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

K ЛВТОРСХОМУ СВИЛЕТЕЛЬСТВУ

Сеюэ Соеетскик

Соцнавистичесиик

Республик пц657908 (61) Лополннтсльное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21,0377(21) 2464214/22-02 (63) М. Кд. ,В 22 Э 15/00

В 22 С 9/00 с присоединением заявки №

Государстееииый комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий (23} Приоритет— (Sa) удт(б21.746.

° 343 (088.8) Опубликовано 250479Биллетень,% 15

Лата опубликования описания 2504.79

l0.А.Караник, Г.А.Марков, В.Ф.Минин, А.В.Николаев, "

Б.И.Пещевицкий и Т.С.Тихонова

)

1 т. (72) Авторы изобретения

P3) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ

И СТЕРЖНЕЙ

Изобретение относится к литейному. производству и может использоваться при изготовлении литейных стержней и форм для литья металлов и сплавов.

Известен способ изготовления литейных форм с использованием электрокинетических явлений (электрофорез, электроосмос), заключающийся в том, что на литейную модель наносят мелкодисперсные частицы н скрепляют их путем сушки на воздухе. Полученную огнеупорную оболочку упрочняют жидкостекольным слоем, сушат, удаляют модель из готовой оболочки и спекают оболочку в термопечи перед заливкой металлом (I) .

Мелкодисперсные частицы наносят на модель с токопроводящей поверхностью электроосаждением в ванне электрофоретической установки. Состав форетической диспензии: дисперсная средафазапылевидный кварц, глина и кварцевый песок; дисперсионная среда— вода; электролит - натриевые соли фосфорных кислот. Напряжение на электродах электрофоретической установки составляет 5-100 B максимальная плотность тока не превышает

0,07-0,1 А/дм2.

Изготовленные по указанным параметрам литейные формы обеспечивают получение отливок с точностью размеров и чистой поверхности по 4-5 классу.

К недостаткам способа следует отнести низкую производительность изготовления форм, необходимость применения длительных операций сушки оболочки, недостаточную механическую прочность формы, необходимость высокотемпературного нагрева- и выдержки для спекания оболочки перед заливкой металлом.

Целью изобретения является улучшение качества форм и стержней и повышение производительности их изготовления

Это достигается тем, что скрепление мелкодисперсных частиц на поверхности модели производят сплавленнем в электролите в режиме микродугового и.дугового оксидирования при плотности тока 0,5-100 А/дм в напряжении от 100 до 5000 В.

Оболо ку образуют послойно из разных материалов путем последовательного нанесения и сплавления частиц.

65790В

Нанесение и скрепление мелкодисперСных частиц проводят одновременно.

Микродуговому и дуговому сплавлению можно подвергать частицы, нанесенные на модель или постоянную форму люб способом а именно электрофорезом, 1 ей электростатическим полем, эмульсие вдуванием плакированных частиц и т.д.

Основное требование состоит лишь в том, чтобы частицы в нанесенном слое не осыпались при погружении .ьюдели в электролит и при воздействии динамических потоков при". сплавлении.

Для образования оболочки можно ,испольэовать мелкодисперсные части15 цы любого химического состава, т.е. карбиды; .нитриды, окислы и их смеси, причем процесс можно вести в таком режиме, что частицы сами плавятся и скрепляются или нанесенные частицы не плавятся, а скрепляются более 20 легкоплавким окислом, выделяющимся из электролита. В некоторых случаях целесообразно в состав оболочки вводиты,мелкодисперсные частицы двух типов, высокотемпературные и р5 низкотемпературные, последние использовать в качестве связующего материала для высокотемпературных . частиц вместо окислов, выделяющихся из электролита при обработке,р дугой.

Описываемый способ предусматривает применение широкого выбора материалов для изготовления моделей, т.е. использование легкоплавких

35 металлических сплавов и пластмасс.

При использовании последних поверхность необходимо покрывать токопроводящим слоем перед нанесением обоl лочки.

При изготовлении оболочки много.кратного использования необходимо армировать сталью, т.е. огнеупорную оболочку после обработки дуговыми разрядами заливают стальЮ. При этом нужно учитывать, что если материал 45 оболочки имеет плохую адгезию со сталью, то при изготовлении оболочки, при нанесении мелкодисперсных частиц, в ее состав должен войти материал, дающий нормальную адгезию со сталью, Если материал, вводимый для улучшения адгеэии, снижает температуростойкость оболочки, последнюю образуют послойно, при этом материал для образования адгезии должен быть верхним слоем оболочки со стороны заливки сталью.

При изготовлении форм со сложной поверхностью, с высокими требованиями к качеству покрытия и .скорости. процесса, нанесение и скрепление мелкодисперсных частиц производят одновременно, т.е. последние вводят в электролит для дугового оксидирования, и тогда при горении дуги на поверхности модели идет процесс об4 разования пленки иэ введенных частиц и окислов, выделяемых из электролита

Пример 1. На внутреннюю поверхность.постоянной литейной формы, выполненной из стали, электрофоретическим процессом наносят по из вестным режимам слой дисперсной фазы о киси олова толщиной 0,2 мм, затем наносят слой толщиной 2 мм из г,;ил евидного кварца, глины и кварцевого песка. После образования оболочки

10 электролит для алектрофореза из ейной формы сливают и заливают лите и и оваэлектролит для дугового оксидир ния, состоящий из 20%-ного раствора си иликата натрия (жидкое стекло) .

ым в

Затем между катодом, введенным форму, и самой формой подают разность потенциалов с плавным изменением от

100 до 500 В и выдерживают до полного оплавления оболочки. При этом дуговые разряды должны обработать полностью всю оболочку. После завершения оплавления мелкодисперсных частиц. оболочки электролит сливают, и форма готова для заливки металла.

Пример 2. На металличес у к ю выплавляемую модель, выполненную из и РЬ наносят легкоплавкого сплава 81 и Р слой AE. О толщиной 0,1 мм в электролите из 5Ъ-ного водного рас ь ь створа алюмината натрия в режиме микродугового оксидирования, затем увеличивают этот слой электрофоретическим процессом до 2 мм и осуществляют повторную обработку в электролите из 10%-ного водного раствора силиката натрия в режиме дугового оксидирования до напряжения 550 В. После сп а плавления дисперсной фазы проводя о вь.пл . лавку модели путем нагрева д к на

0 300 С и подают готовую оболочку заливку.

Пример 3. На металлический выплавляемый стержень, выпо олненный из сплава ьЛ2, наносят электрофоретическим процессом слой дисперсной азы

О 5 мм. пыЛевидного кварца толщиной

Покрытый стержень погружают в электролит из 10Ъ-ного водного раствора силиката натрия и производят сплавление дисперсной фазы повышением напряжения от 100 до 400 В при плотности тока 20 A/äì . Готовый стержень нагревают до 250 С, устанавливают в литейную форму и заливают сталью. После затвердевания стали стержень расплавляется и его расплав выливается из полости отливки.

При использовании предлаг гаемого способа улучшается качество форм и стержней за счет устранения газотворного связующего и повышения прочности оболочки, а также повышается производительность изготовления форм и стержней за счет устранения операций сушки. Кроме того, устраняются доро65 гостоящие связующие материалы, 657908

Формула изобретения

Составитель Г. Кибовск ин

Редактор Т.Фадеева Техред Л.Алферова Корректор E.Ïàïï

Заказ 1945/8 Тираж 944 Подписное

ljHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушская наб. д.4)5

Филиал IIII!1 Патент, г.ужгОрод, ул.Проектная,4 например пульвербакелит, улучшаются санитарно-гигиенические условия тру1а, так как не применяются газотворные связующие, которые гри заливке металла загрязняли атмосферу, а также устраняется необходимость проведения операции спекания оболочек 5 перед заливкой металлом.

1. Способ изготовления литейных 10 форм и стержней, включающий получение огнеупорной оболочки путем нанесения мелкодисперсных частиц на литейную модель, скрепление частиц и удаление модели из готовой оболочки, о т л и- у ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения качества форм и стержней и повышения производительности их изготовления, скрепление мелкодисперсных частиц производят сплавлением в электролите в режиме микроду гового и дугового оксидирования при плотности тока 0,5-100 A/дм, и напря2 женин 100 - 5000 B.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и Я с я тем, что образование оболочки производят послойно иэ разных материалов путем последовательного нанесения и оплавления частиц.

3. Способ по п.1, о т л и ч а ю" шийся тем, что нанесение и сплавление мелкодисперсных частиц проводят одновременно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Пененко В.Д. и др. Изготовление форм точно1 о литья по выплавлявмым выжимаемым и постоянным моде лям с использованием злектрокинетических явлений.-Реферативный журнал Технология машиностроения, 1976, М 5.