Спосіб виготовлення ливарних моделей з пінополістиролу

Винахід відноситься до галузі техніки, а саме: виготовлення ливарних моделей з пінополістиролу, за допомогою яких виготовляють фасонні виливки за методом точного лиття. Він може бути використаним і для виготовлення інших виробів із пінополістиролу. Відомо безліч способів виготовлення ливарних моделей з використанням спіненого полістиролу [1], як вітчизняного, так і імпортного виробництва. Важливим параметром ефективного використання піномоделей є їх об'ємна щільність (кг/м 3): чим вона менша, тим скоріше проходить деструкція пінополістиролу у те хнологічному циклі процесу, тим краще якість виливків і тим менше витрати модельного матеріалу. Тому об'ємну щільність піномоделей зберігають у межах 20-40кг/м 3. Це в деякій мірі відповідає перерахованим раніше вимогам, та моделі такої щільності не забезпечують виготовлення виливків підвищеної точності. Відомо [2], що виготовлення виливків підвищеної точності (на 1-2 класи вище, ніж за моделями, що виплавляються, можливе за моделями з пінополістиролу, що розчиняються. На такі моделі наносять вогнетривку оболонку (аналогічно литтю за моделями, що виплавляються [3]), після чого модель з оболонкової форми вилучають із використанням органічних розчинників. Підвищення точності виливків у такому процесі досягається тим, що піномодель має меншу усадку у порівнянні з моделлю з парафіно-стеаринової композиції (ПС) (відповідно 0,2-0,3% з пінополістиролу проти 2,02,3% - із композиції ПС). Причому чим більша об'ємна щільність піномоделі, тим менше значення усадки матеріалу (відомо, що для описаних цілей об'ємну щільність моделей утримують у межах 35-40кг/м 3). Водночас це приводить до перевитрат пінополістиролу, подовженість розчинення таких моделей (один з основних параметрів процесу лиття за моделями, що розчиняються) є значною і негативно впливає на ефективність процесу. Відомі [3] заходи підвищення швидкості розчинення піномоделей: використання високоактивних розчинників (ССІ4, бензол, толуол), нагрівання розчинників до певної температури та інше. Проте такі розчинники є шкідливими для здоров'я, а їх нагрівання підвищує цю шкідливість, тому їх використання є небажаним. Найбільш розповсюдженим є використання таких розчинників, як Р-646, Р-647 та їх комбінацій, але подовженість розчинення піномоделей при цьому залишається тривалою, що у цілому знижує ефективність технології. Відомий спосіб виготовлення моделей з пінополістиролу у потоці киплячої води з попереднім нагріванням прес-форм, при якому використовують прес-форми, наповнені гранулами передспіненого пенополістіролу, які занурюють у киплячу воду, яка знаходиться у стані кругообертання [4], який дозволяє отримувати крупногабаритні моделі з однорідною структурою, але тривалість розчинення таких моделей залишається одним із факторів знижуючих продуктивність технології. В основу винаходу поставлено задачу розробки такого способу виготовлення моделей з пінополістиролу, і насамперед, тих, що розчиняються, у якому шляхом пінополістиролом не знижувала б якості виготовленої моделі і в той же час була б нейтральною для розчинників та не була б перешкодою для проникнення розчинника у модель. Така речовина є баластом у складі продуктів розчинення піномоделей, який механічним способом відділяється від вказаних продуктів розчинення, які можуть бути або повторно використаними для розчинення моделей, або за іншим призначенням. Використання такої речовини привело б до зниження витрат пінополістиролу та зниження подовженості розчинення моделей. Крім того, це в деякій мірі знизило б і витрати розчинників як коштовних матеріалів. Поставлена задача вирішується тим, що до пінополістиролу, як модельного матеріалу додають, наприклад, дрібну тирсу (подібну до пилу), що отримується при розпилюванні деревини, у такому співвідношенні (об'єми, ч.): спінений полістирол 65-70 тирса 30-35. Ці матеріали змішують між собою з використанням клею на органічній основі і таку суміш подають у металеву прес-форму, у якій проходить спікання її у модельну масу. Додавання тирси до пінополістиролу вказаної фракції та заданій кількості не знижує здібності спікання пінополістиролу у модельну масу, водночас знижує витрати пінополістиролу на модель та подовженість її вилучення з оболонкової форми. Суть винаходу пояснюється конкретним прикладом виконання. У змішувач, обладнаний мішалкою, завантажують 70об'ємн.ч. спіненого пінополістиролу робочої фракції. При перемішуванні пінополістиролу подають у змішувач 4%-й розчин полівінілбутиралю у спирті у кількості, необхідній для змочування (плакування) матеріалу. Далі (при роботі мішалки) додають 30об'ємн.ч. пилоподібної деревинної тирси. Суміш ретельно перемішують протягом 10-15 хвилин і висипають на дерев'яний або паперовий піддон, де вона повністю висихає. Висушену суміш переводять до сипучого стану, необхідного для подання її у металеву прес-форму для спікання у модель. Виготовлена таким чином модель має чітку конфігурацію та якісну, без дефектів поверхню. Витрати пінополістиролу на одну модель скорочені на третину, а подовженість розчинення такої моделі скорочена в 1,251,3 рази у порівнянні з „чистою" моделлю. Спосіб виготовлення ливарних моделей з пінополістиролу з тирсою впроваджено на Краматорському AT CKM3. Джерела інформації 1. Литье по газифицируемым моделям. Под. ред. Ю.А. Степанова. М.: «Ма шиностроение», 1987.-350с. 2. Першин П.С. Технология точного литья. М.:Изд. „Машгиз", 1976.-86с. 3. Тупчиенко В.И. Дисс. Краматорск: 1984.-206С. 4. Патент Украины №36387А, B29С67/20, Бюл.№3.