Способ изготовления литейных форм

 

Союз Советских

Социалистических

Рестгублик

-ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

821031 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.06.79 (21) 2783558/22-02 (5I ) М. Кл.

В 22 С 9/02

В 22 С 3/00 с присоединением заявки №вЂ” (23) Принтет—

Гесударстеелнмй комитет

СССР яв делам изобретений и етермтий (53) УДК 621.744 (088.8) Опубликовано 15.04.81. Бюллетень №14

Дата опубликования описания 25.04.81

А. А. Демидова, А. В. Карлни, В. П. Давыдова, А. fl. Вввява»

Л. И. Гонцова, И. В. Севастьянова, В. П. Кузнецов, О. Ц; Долгов и Ж. Н. Костя ко в а. (12) Авторы изобретения (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при изготовлении литейных форм методом вакуумной формовки.

Известен способ изготовления литейных форм методом вакуумной формовки. При этом способе формовки предусматриваются следующие . технологические операции: модель облицовывают твердой синтетической пленкой, устанавливают опоку, в которую засыпают огнеупорный материал, не содержащий связующего, покрывают опоку сверху другой синтетической пленкой, подключают полость формы к источнику разрежения, после чего модель удаляют 111.

Однако обычно применяемая при вакуумной формовке синтетическая пленка типа ЕЧА (этиленвинилацетатная), имеющая ограниченный коэффициент относительного удлинения (в продольном направлении ° 60Щ

Р в поперечном — 400О/а), при обтягивании сложной модели рвется, что приводит к не.возможности получения литейных форм с большими выступами и глубокими впадинами и, тем самым, ограничивает область примененния вакуумной формовки. Другим недостатком этого способа является -необ2 ходимость нагрева этиленвинилацетатной пленки до 60 — 110 С для ее размягчения.

Известен способ, по которому на модель наносится пленка из поливинилового спирта (ПВС). Причем пленка размягчается не нагревом, а химическим способом, например. путем обработки жидким стеклом, едким натром и т. п. Затем следуют обычные операции: наложение размягченной пленки на модель, установка опоки, засыпка песка,. наложение сверху опоки листа

1в пленки, вакуумирование опоки и удаление модели 12).

Несомтря на то, что в способе устранен нагрев пленки, при заливке металла в форму, изготовленную с применением пленки из ПВС, образуются токсичные соединения: .1З метан, бензол, толуол; также затруднен съем формы с модели из-за сильной адгезии пленки из ПВС к модели, что приводит к повышенному браку форм из-за разрушения их при удалении модели.

Наиболее близким к изобретению является,способ изготовления литейных форм, который реализуется следующим образом.

Модель, содержащую воздушные каналы, устанавливают на модельную плиту, осна821031

3 щенную средствами отсоса воздуха. Затем . ца модель и модельную плиту наносят антиадгезив и слой формовочногО материала, содержащего связующее, . толщиной 20 мм. .Отверждение связующего ускоряется про-качиванием воздуха, удаляющего растворитель. Далее на модельную плиту устанав. ливают опоку, оснащенную средствами отсоса воздуха, и .засыпают в опоку наполни, тельный материал, лишенный связующего и состоящий из твердых частиц. Затем герЙетизируют наполнительный материал, закрывая верхнюю часть опоки синтетической пленкой; и с помощью предусмотренных в опоке средств отсоса воздуха снижают давление в наполнительном материале. Отключают отсос воздуха через модельную плиту, обеспечивая сцепление отвержденного слоя формовочного материала с наполнительным . материалом. Далее производят . вытяжку модели. В качестве, связующего для формовочного материала применяется смесь этилсиликата с термопластичной смолой, например сопрлимером поливинилацегатной смолы.

На 100 ч, кварцевого песка зернистостью 6 (по японскому стандарту) расходуют 4 ч. связующего следующего состава, %: этилсили- кат-40, этиловый спирт 8,5, 5%-ная соляная кислота 8, 50%-ный раствор поливинилацетата в метиловом спирте 40, фенольная смола 3, стабилизатор (мыльная вода) 0,5.

Облицовочный слой формовочного материала обладает достаточной прочностью, что может исключить необходимость постоянного поддержания разрежения в наполнительном материале для обеспечения целостности формы 131 и (41.

Недостатком является повышенное газовыделение при заливке металла в форму, TBK как формовочный материал со связующим наносят на модель очень толстым слоем (-20 мм), также затруднен съем формы с модельной оснастки из-за отсутствия какоголибо разделительного антиадгезиониого покрытия, Затрудненный съем формы и раз-, рушение ее во время съема приводят к тому, что таким, способом становится трудно . изготавливать сложные литейные формы с глубокими впадинами и высокими выступами.. Таким образом, сужается область применения метода вакуумной формовки.

Создается возможность. разрушения облицовочного слоя формовочного материала, а следовательно, и самой формы из-за за трудненного съема формы с модели и непластичности формовочного материала.

Це,пь изобретения — обеспечение возможности изготовления сложных форм с глубокими впадинами и большими выступами, и уменьшение разрушения съемного полимерного герметизирующего покрытия при удалении модели.

Указанная цель достигается тем, что в качестве съемного герметизирующего фор.4 мовочного материала на основе этилсиликата используют:композици1о на основе привитого сополимера низкомолекулярного винилсодержащего полисилоксанового каучука и стирола, которую наносят тонким и рав» номерным слоем на модель и модельную плиту, предварительно покрытые антиадгезивом, а в качестве антиадгезива используют раствор полиизобутилена в гексане.

Пример 1; Металлическую модель устанавливают на модельную плиту, изготов ленную из текстолита или металла. Затем модель и модельную плиту покрывают антиадгезивом — раствором полиизобутилена в гексане (5 Mace;% полиизобутилена). Далее наносят отверждаемую при комнатной температуре композицию на основе привитого сополимера низкомолекулярного винилсодержащего полисиклоксанового каучука и стирола (так называемый «стиросил»). Вязкость при нанесении составляет

30 с по ВЗ-4. Состав композиции масс. ч., стиросил 100, этилсиликат-40 З,октоат оло ва 0,2. Этилсиликат-40 является здесь струк.турирующим агентом, а октоат олова — катализатором отверждения. В качестве раст-. ворителя .применяют бензин. При отверждении такая композиция образует эластичную и газонепроницаемую пленку, Толщина образуемой пленки при вязкости композиции, равной 30 с составляет 200 мкм. Затем на плиту устанавливают обычную опоку для

ЭО вакуумной формовки (снабженную средства- ми отсоса), засыпают ее огнеупорным наполнителем, например сухим кварцевым песком, зернитостью 0,16 мм. После этого опоку сверху герметизирупт синтетической пленкой из полиэтилена, толщина пленки не лимитируется, но для удешевления про" цесса изготовления форм лучше использовать тонкую(до 0,05 мм). пленку. Далее опоку подсоединяют с помощью шланга к источнику разрежения и снижают давление

40 в форме. Величина разрежения составляет

0,5 атм. В процессе снижения давления композиция сцепляется с огнеупорным наполнителем, а антиадгезив остается на модели и модельной плите. Производят съем формы с модели и моделы1ой плиты и в готовую форму заливают металл. В этом примере при вязкости композиции 30 с толщина образуемой пленки составляет. 200 мкм, что вызывает большое газовыделение при заливке металла в форму.

Я

Пример 2. Металлическую модель, устанавливают на модельную.,плиту, изготовленную,иэ текстолита или металла,и покрывают их антиадгезивом — раствором полиизобутилена в гексане (5 мас.% полиизобутиу лена). Далее наносят композицию на основе стиросила с вязкостью 25 с по ВЗ-4.

Состав композиции, масс. чл стиросил

100, этилсиликат-40.3, октоат алова 0,2. В

821031

6 того, увеличивается отверждения композиции. Увеличение вязкости композиции приводит к увеличению толщины пленки, что повышает газовыделение при заливке металла.в форму.

Пример б. Металлическую модель устанавливают на модельную плиту из текстолита или металла и наносят на них композицию на основе стиросила с вязкостью 15 с по ВЗ-4 следующего состава, масс. ч.: стиросил 100, этиЪсиликат-.40 3, октоат олова

0,2. Остальные операции аналогичны описанным выше в примерах 1 — 5.

Пример 3. Металлическую модель устанавливают на модельную плиту из текстолита или металла. Покрывают их антиадгезивом раствором полиизобутилена в гексане (g по массе полиизобутилена). 3атем на слой антиадгезива наносят композицию на основе стиросила с вязкостью 20 с по ВЗ-4. Состав композиции, масс. ч.: стиросил 100, этилсиликат-40 3, октоат олова

0,2. В качестве. растворителя применяют бензин. Остальные операции аналогичны описанным выше. В данном примере при вязкости 20 с, толщина пленки составляет

100 мкм. При заливке металла.-в форму газовыделение практически отсутствует, а небольшое количество выделяющихся при заливке газов отсасывается полностью через опоку. зо

Пример 4. В этом примере все операции аналогичны примерам 1 — 3. Но вязкость композиции на основе стиросила составляет

15 с по В3-4. При этом толщина пленки равна 85 мкм. При заливке металла в форму газовыделение практически отсутствует, как и в примере 3, Пример 5. В этом примере все операции аналогичны примерам 1 вЂ, 4. Но вязкость композиции на основе стиросила составляет

10 с по ВЗ-4. При этом толщина пленки 40 равна 50 мкм Такая тонкая пленка обладает недостаточной прочностью при съеме формы с модели, наблюдаются случаи разрушения форм, в особенности при изготовлении литейных форм сложной конфигурации. Во- вторых, из-за небольшой вязкости компози- 45 ция стекает с вертикальных поверхностей модели, образуя неравномерную по толщине пленку, поэтому на горизонтальных поверхностях отливок наблюдаются газовые раковины из-за повышенного газовыделения при заливке таких форм., 50 качестве растворителя применяют бензин.

Толщина образуемой пленки 150 мкм. Затем на илиту устанавливают опоку, снабженную средствами отсоса, засыпают ее огнеупорным наполнителем, герметизируют сверху синтетической пленкой. Далее опоку под соединяют с помощью шланга к источнику разрежения и снижают давление в форме.

После этого производят съем формы с модели и модельной плиты и заливку формы металлом. В приведенном примере при вяз-. кости 25 с толщина пленки составляет

150 мкм. По сравнению с примером 1 газовыделение при заливке меньше.

Таким образом, оптимальными пределами вязкости композиции на основе стиросила является 15 — 20 с по вискозиметру В3-4.

Уменьшение вязкости приводит .к стекаиию композиции с вертикальных поверхностей модели, что образует неравномерную по толщине и непрочную при съеме пленку. Кроме

В примере 6 отсутствует антиадгезив, что значительно увеличивает адгезию композиции к модели, В этом случае адгезия составляет 150 г/см, тогда как в примерах, 1 — 5 адгезия составляет 70 г/см .

Таким образом применение антиадгезива значительно уменьшает адгезию композиции к модели, что облегчает съем формы с модели и, тем самым, обеспечивает воэможность изготовления литейных форм сложной конфигурации.

В литейных формах, изготовленных по предлагаемому способу с вязкостью композиции на основе стиросила 15 — 20 с по

ВЗ-4 и с применением антиадгезива, практически отсутствует газовыделение при заливке благодаря тонкому слою пленки, который составляет 100 мкм, съем формы при этом значительно облегчен, так как присутствует антиадгезив. Исключается возможность разрушения съемного полимерного герметизирующего покрытия и самой формы при ее съеме с модели. Кроме того, антиадгезив может выдерживать до 10 съемов формы с модели.

Все вышеперечисленные преимущества позволяют изготавливать таким способом литейные .формы сложной конфигурации с глубокими впадинами и большими выступами, что позволяет значительно расширить область применения вакуумной формовки.

Формула изобретения

1. Способ изготовления литейных форм, включающий установку модели на модельную плиту, нанесение антиадгезива и съемного полимерного герметизирующего покрытия, установку. опоки на модельную. плиту, засыпку опоки огнеупорным наполнителем,. покрытие ее синтетической пленкой, вакуумирование и удаление модели, отличающийся,тем, что, с целью обеспечения возможности изготовления сложных форм с глубокими впадинами и большими выступами и

:уменьшения разрушения съемного полимерного герметизирующего покрытия при

821031 удалении модели, в качестве съемного полимерного герметизирующего покрытия используют композицию на основе привитого сополимера низкомолекулярного винилсодержащего полисилоксанового каучука и стирола, которую наносят на слой антиадге- 5 зива;

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве антиадгезива используют раствор полиизобутилена в гексане.

8Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе

l. Патент ФРГ № 2150269, кл. В 22 С 9/00, опублик. 1973.

2. Патент Японии № 52 — 16137, кл. В 22 С ЦОО, опублик. 1977.

3. Патент Швейцарии № 5ф4574, кл. В 22 С 15/28, опублик. 197?.

4. Авторское свидетельство СССР № 534288, кл. В 22 С 3/00, 1975.

I

Составитель А. Минаев

Редактор Н. Ромжа ТехредА. Бойкас Корректор Ю. Макаренко

Заказ 1663/! 8 Гараж 869,. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и о1 крытий

I l3035, Москва, Ж вЂ” 36, Раушская иаб., д. 4/Ь

Филиал П(Щ «Патент>, г . Ужго л Д)щйктайа.4

ППП,Пвтевт Зак> 3503