способ изготовления многослойной оболочковой формы по выплавляемым моделям

Формула изобретения

Способ изготовления оболочковой формы в литье по выплавляемым моделям, включающий послойное нанесение огнеупорной суспензии без органических растворителей на выплавляемую модель, обсыпку зернистым материалом и сушку, отличающийся тем, что после нанесения каждого слоя зернистого материала оболочковую форму вакуумируют при давлении 0,7-0,95·10⁵ Па, а затем проводят сушку каждого слоя на воздухе.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области литейного производства, в частности к литью по выплавляемым моделям, и может быть использовано при изготовлении многослойных оболочковых литейных форм.

Известен способ изготовления многослойной оболочковой литейной формы, который состоит из следующих операций: нанесение огнеупорной суспензии на выплавляемую модель, обсыпка зернистым материалом (кварцевым песком), сушка на воздухе или в парах аммиака (Литье по выплавляемым моделям / Под ред. Я.И.Шкленника. М.: Машиностроение, 1971, с.232, 242, Технология литейного производства. Специальные виды литья / Под ред. В.А.Рыбкина. М.: Изд. Центр «Академия», 2005, - с.62-63).

Известный способ имеет следующие недостатки: при использовании суспензии без органических растворителей повышается пористость рабочего слоя формы, снижается плотность и прочность оболочковой формы, появляется склонность к растрескиванию.

Указанные недостатки устраняются заявленным изобретением, которое позволяет уменьшить поверхностную пористость рабочего слоя оболочковой формы до 1,5% при использовании огнеупорной суспензии без органических растворителей, повысить плотность и прочность оболочковой формы, ускорить процесс сушки на воздухе.

Вышеуказанные результаты достигаются за счет вакуумирования при 0,7 0,95·10⁵ Па каждого слоя оболочковой формы после нанесения зернистого материала перед сушкой на воздухе.

При изготовлении огнеупорной суспензии без использования органических растворителей (спирта, ацетона и др.) (способ, предложенный В.Н.Ивановым и Г.М.Зарецкой. Технология литейного производства. Специальные виды литья / Под ред. В.А.Рыбкина. М.: Изд. Центр «Академия», 2005, - с.58) в быстроскоростных мешалках (скорость вращения 2800 мин^-1), на поверхности суспензии скапливается множество воздушных и газовых пузырей, которые и вызывают повышенную газовую пористость (до 50%) рабочего слоя оболочковой формы. Повышенная пористость рабочего слоя ухудшает качество поверхности, приводит к снижению прочности и растрескиванию оболочковой формы, особенно при выплавлении модели, прокаливании и заливке форм расплавом.

Проведенные экспериментальные исследования показали, что послойное вакуумирование при 0,7 0,95·10⁵ Па оболочковой формы способствует выводу воздуха и газов из суспензии и удалению их при помощи вакуума с поверхности форм. После вакуумирования удаляется лишняя влажность, улучшается сушка оболочковых форм. При визуальном исследовании при помощи отсчетного микроскопа МПБ-2 поверхностной пористости рабочего слоя и среднего диаметра пор полученных оболочковых форм, было установлено снижение пористости до 1,5%. Проведенные исследования прочности на изгиб опытных образцов непрокаленных оболочковых форм на специальной установке (разрывной машине РМУ-0,05-1, ГОСТ 7855-77), показали, что прочность на изгиб увеличилась на 30% (максимальное значение прочности 11,0 МПа).

Способ изготовления оболочковой формы осуществляют следующим образом.

1. Приготовление огнеупорной суспензии осуществляется совмещенным способом. Состав суспензии: этилсиликат ЭТС 40+(вода+хлороводородная кислота НСl+серная кислота H ₂SO₄) перемешивается в течение 30 60 с. Затем добавляется маршаллит и перемешивается на быстроскоростной мешалке (скорость вращения 2800 мин^-1) в течение 40 60 мин. Вязкость суспензии замеряется вискозиметром. В готовую суспензию для улучшения смачиваемости поверхностей модели вводится 0,05 0,1% ПАВ.

2. Нанесение суспензии на поверхность модели окунанием или обливанием, обсыпка зернистым материалом (кварцевым песком мелкой фракции).

3. Вакуумирование оболочкового слоя в вакуумной камере при 0,7 0,95·10⁵ Па в течение 60 с.

4. Сушка на воздухе при температуре окружающей среды 18°С в течение 2 часов. Таким образом, наносится 5 6 слоев.

5. После получения многослойной оболочковой формы модель удаляется выплавлением в воде или горячим воздухом. Готовая оболочковая форма прокаливается, заформовывается в сыпучий наполнитель и заливается расплавом.

Представленный способ позволит снизить поверхностную пористость рабочего слоя оболочковой формы, повысить качество поверхности рабочего слоя, повысить прочность и трещиноустойчивость оболочковых форм при использовании суспензии без органических растворителей. Применение представленного способа позволит исключить использование легковоспламеняющихся огнеопасных растворителей при приготовлении суспензии, повысить долговечность суспензии в два раза (так как при использовании органических растворителей «живучесть» суспензии до 24 ч), улучшить процесс сушки при температуре окружающей среды.