Спосіб лиття по вакуумних формах

Изобретение относится к литейному производству, в частности к формообразованию при производстве отливок, и может быть использовано при производстве высокоточного литья. Известен способ литья, основанный на выжигании моделей внутри форм путем заливки их металлом (а.с. СССР, №136014, М.кл. В 22 С 9/04. 1961). В процессе заливки форм под воздействием тепла заливаемого металла материал модели подвергается разложению (деструкции). Вследствие высокой газотворной способности материала модели в пространстве между зеркалом металла и поверхностью разложения модели возникает существенное давление газов и паров - продуктов разложения модели, что при недостаточной проницаемости формы может привести к выбросам металла. Указанный недостаток снижает качество отливки. Известен и находит широкое применение в промышленности способ удаления пенополистироловых моделей из керамических форм путем выжигания материала модели в прокалочных печах, т.е. совмещение процесса выжигания и прокалки керамических блоков (Скаженник В.А. и др. Получение точных отливок по пенополисти-роловым моделям. "Литейное производство". 1969, №8. с. 7-9). Однако при газификации модели внутри формы удельное давление образующи хся газов достигает величины 400 Па и выше, что сопоставимо с прочностью керамических форм. В результате низкой теплопроводности пенополистироловых моделей возникает значительный градиент температуры между наружной и внутренней поверхностью керамических блоков, что приводит к внутренним напряжениям в блоках и засорению внутренней поверхности блоков остатками улетучивающейся массы продуктов выжигания модели. Все это в целом является основной причиной низкого качества блоков и Соответственно отливки. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ литья при производстве отливок в еакуумируемые формы по моделям из сгораемого материала, при котором на модель наносят противопригарную окраску, устанавливают модель в опоку, засыпают опоку огнеупорным наполнителем без связующего материала, укладывают на поверхность опоки синтетическую пленку, уплотняют вибрацией содержимое опоки и подключают ее к вакууму с последующей заливкой формы (а.с. № 1740100, М.кл. В 22 С 9/00. 1992). Однако наличие окислительной атмосферы при литье сплавов с легкоокисляющимися химическими элементами приводит к возникновению в отливках спаев, окисных плен, пригара, питтинговой коррозии, что понижает качество отливки. При сгорании модели выделяются летучие материалы, содержащие углеродистые включения, которые, вступая в реакцию с заливаемым материалом, науглероживают его и не позволяют получить отливку с минимальными углеродистыми добавками. У таких отливок низкая чистота поверхности, коррозийная стойкость, низкая обрабатываемость и повышенная склонность к образованию трещин. В основу изобретения поставлена задача повысить качество отливки путем удаления модели перед заливкой формы для получения высокоточного литья деталей. Поставленная задача решается тем, что в способе литья по вакуумным формам, включающем нанесение на модель противопригарной окраски, установку ее в опоку, засыпку опоки огнеупорным наполнителем без связующего материала, укладку на поверхность опоки синтетической пленки, уплотнение вибрацией содержимого опоки и подключение ее к вакууму с последующей заливкой формы, существенным отличием является то, что перед заливкой формы выжигают модель. Благодаря выжиганию модели перед заливкой формы с одновременным созданием вакуумного отсоса достигается отсутствие выбросов в окружающую среду токсичных остатков сгораемой модели и достигается прочность формы. Благодаря заливке в уплотненную и освобожденную от модели форму достигается исключение науглероживания отливки и повышается ее чистота поверхности. Применение способа позволяет также расширить спектр литейных материалов (алюминий, бронза, сталь, чугун и т.д.), расширить область применения отливки, уменьшить геометрические размеры узлов заливаемой детали (в настоящее время получены детали с толщиной стенок до 2 мм), повысить плотность и геометрическую точность готовых изделий и существенно снизить потребность в дальнейшей механической обработке. Сопоставительный анализ с прототипом показал, что заявленный способ имеет отличительные признаки, что соответствует критерию "новизна". Способ реализуется в следующей последовательности операций. Пенополистироловая модель окрашивается противопригарной краской, слой краски сушат на воздухе. Окрашенную модель устанавливают внутрь опоки-контейнера на песчаную постель. Производят засыпку кварцевого песка до верхнего уровня опоки. Наполнитель в опоке уплотняют вибрацией собранной формы. На поверхность формы укладывают синтетическую пленку. К опоке-контейнеру подключают вакуум. Выжигают модель внутри формы путем подачи в нее горящего потока, например, ацетилена в смеси с кислородом в соотношении 2:3. В образовавшуюся вакуумную форму заливают литейный материал. Испытания способа были проведены на заводе "БУРАН". При испытании были отлиты детали из различных материалов, в том числе из стали, конфигурация которых не могла быть получена известными способами отливки. Была отмечена высокая чистота поверхности отливки. Толщина стенок сопрягаемых цилиндрических поверхностей при этом не превышала 2 мм. Испытания показали, что предлагаемый способ существенно повышает качество отливки, позволяет получать детали высокой точности и широкого ассортимента, потребность которых в промышленности общеизвестна. Таким образом, показана промышленная применимость предложенного способа литья- по вакуумным формам, который найдет широкое применение в различных отраслях промышленности (машиностроении, приборостроении, металлургии, медицине и т.д.).