Спосіб формоутворення

1. Спосіб формоутворення, що включає розміщення в сипучому наповнювачі моделі, що газифікується, який відрізняється тим, що форму Корисна модель відноситься до галузі ливарного виробництва і може бути використана для одержання виливків за моделями, що газифікуються. Відомий спосіб формоутворення зі зв'язаного формувального матеріалу, який використовують для лиття за моделями, що газифікуються [В.П Кирпиченков Технологический процесе литья по газифицируемым моделям. М., НИИМаш, 1971г, стр 45-53]. Він полягає в тому, що модель заформовується в піщано-глинистій, самотвердіючій, рідкоскляній суміші, цементному піску та ін. Недоліком цього способу є те, що для того, щоб уникнути деформації піномоделі при формуванні, необхідно вибирати формувальну суміш, що має необхідну рухомість, а також забезпечити необхідне ущільнення при невеликих тисках, оскільки пінополістирол має низькі характеристики міцності. Модель з об'ємною вагою 0,02-0,03г/см3 витримує навантаження при деформації 1% тільки 0,61,0кгс/см2. Контролювати рівномірність ущільнення досить складно навіть при ручній формовці. До недоліків цього виду форм необхідно віднести невисокі показники якості виливків, значні енергетичні та матеріальні витрати. Крім того, даний вид форми, в основному, використовується для виготовлення важких великогабаритних виливків в одиничному виробництві. Відомий спосіб формоутворення, який дозволяє застосовувати в якості формувальної суміші сипучий дисперсний феромагнітний матеріал, що зміцнюється на час заливання і кристалізації виливка магнітним полем [Литье по газифицируемым моделям /Под ред. Ю.А. Степанова -М.. Машиностроение, 1976г., стр.78-86]. Згідно даного спосо виготовляготь у податливому контейнері шляхом прикладення по всьому контуру поверхні форми сил об'ємного ущільнення наповнювача, створених різницею атмосферного тиску і розрідження у формі 2. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що податливу форму виготовляють за допомогою перфорованого жорсткого контейнера, у внутрішній простір якого вкладають гнучку газонепроникну оболонку, в якій після встановлення моделі і засипки наповнювача створюють розрідження бу, магнітне поле зв'язує феромагнітний матеріал форми. Однак даний спосіб має свої недоліки При його використанні з розміщенням моделі в наповнювачі розподіл магнітної індукції по всьому об'єму форми змінюється. Тому тиск феромагнітного матеріалу на модель в магнітному полі буде різним в різних частинах моделі, що може призвести до деформації' форми. Ще один з недоліків - при багаторазовому використанні шроту як формувального матеріалу, в ньому накопичуються продукти розкладу моделі, керамічні частинки, наприклад протипригарне покриття моделі, а також змінюється хімічний склад шроту. Все це впливає на структурно-механічні, електромагнітні та теплофізичні характеристики форми. А, отже, виникає необхідність в якісній сепарації формувального матеріалу Найбільш близьким до запропонованого по технічній суті є спосіб формоутворення з сипучого наповнювача, зміцненого вакуумом [B.C. Шуляк, С А. Рыбаков, К.А. Григорян Производство отливок по газифицируемым моделям -М.: МГИУ, 2001г, стр.240-244]. Для цього пінополістиролову модель заформовують в контейнері, зверху на нього накладають полімерну газонепроникну плівку. Безпосередньо перед заливанням металу форму підключають до вакуум-насосу та забезпечують вакуумування. Застосування вакууму істотно впливає на процес формоутворення' підвищується опір форми з сипучого наповнювача зсуву, чим розширюються можливості лиття за моделями, що газифікуються, для отримання габаритних виливків. Однак при використанні даного способу міцність форми забезпечується величиною атмосфе О> 5451 рного тиску Ра, що діє на неї тільки через її верхні горизонти. Як показала практика, при використанні в якості зміцнювача сил утворених різницею атмосферного тиску і розрідження, прикладених тільки до верхньої частини форми, утворюється градієнт розподілення ущільнювання по її висоті. В наповнювачі утворюються неущільнені зони, які контактують з моделлю, що газифікується, а отже, звужуються технологічні можливості даного методу при відливанні великогабаритних і складних виливків. Використання вантажу в верхній частині форми лише частково вирішує проблему зміцнення форми та ускладнює процес формування Мета передбачуваної корисної моделі полягає в створенні способу формоутворення, при використанні якого б в процесі заливання розплаву І кристалізації виливка форма підлягала об'ємному зміцненню. Поставлена мета досягається тим, що в способі формоутворення, що включає розміщення в сипучому наповнювачі моделі, що газифікується, згідно з корисною моделлю, форму виготовляють у податливому контейнері шляхом прикладення по всьому контуру поверхні форми сил об'ємного ущільнення наповнювача, створених різницею атмосферного тиску і розрідження у формі. Крім того, податливу форму виготовляють за допомогою перфорованого жорсткого контейнера, у внутрішній простір якого вкладають гнучку газонепроникну оболонку, в якій після встановлення моделі і засипки наповнювача створюють розрідження. Процес виготовлення форми для гравітаційного заливання металу, згідно запропонованого способу, полягає в наступному (ФІг.1). В жорсткий пористий або перфорований контейнер 1 вкладають еластичну газонепроникну оболонку 2 Всередині оболонки розміщують трубчастий перфорований змійовик 3 для створення газового розрідження у формі. Модель 4 з ливниковою системою встановлюють усередині форми в об'ємі обмеженому трубчастим перфорованим змійовиком 3 і засипають наповнювачем 5, при цьому модель підтримують в необхідному положенні. Сипучий наповнювач 5 ущільнюється до верху контейнера і над ливником закривається газонепроникною плівкою 6 для герметизації форми. Зверху на газонепроникну плівку над ливником установлюється ливникова чаша 7. Кінцями еластичної газонепроникної оболонки 2 обхвачують ливникову чашу 7 і туго стягують їх. Безпосередньо перед заливанням розплаву в форму вона підключається до вакуумного насосу. При цьому з неї видаляється повітря і утворюється розрідження 0,25-0,27атм. в залежності від герметичності форми і продуктивності насосу. Операція формоутворення для технологічного процесу заливання і кристалізації під регульованим надлишковим тиском, згідно запропонованого способу, здійснюється наступним чином (Фіг.2). В отвір нижньої торцевої частини пористого або перфорованого жорсткого контейнера 1 встановлюється вогнетривка втулка 8, а потім в отвір втулки встановлюється ливник моделі 4, яку попередньо розміщують в об'ємі обмеженому трубчастим перфорованим змійовиком 3 і еластичній оболонці 2. Модель заформовується наповнювачем 5, який постійно віброущільнюється. Після заповнення, кінці еластичної оболонки 2 стягують, жорсткий контейнер 1 зверху закривають перфорованою кришкою 9 і змійовик 3 під'єднують до вакуумного насосу. Форма готова до заливання. На Фіг.1, 2 показані вектори сил Ра, що зміцнюють форму внаслідок дії тиску атмосфери В процесі заливання відбувається локальна розгерметизація форми внаслідок деструкції полімерної плівки (гравітаційне заливання) або еластичної оболонки в області фронтальної частини ливника, але це не суттєво впливає на стабільність формувального матеріалу, а, отже, і на якість виливка. Використовуючи запропонований спосіб в умовах дослідного виробництва інституту відливали методом гравітаційної заливки чавунні секції батарей опалення та методом лиття вижиманням з кристалізацією під тиском циліндричні виливки з сталі. Поверхневі дефекти в обох типах виливків були відсутні Точність поверхні виливків Rz=20, клас шорсткості 4. При використанні запропонованого рішення в процесі заливання розплаву і кристалізації виливка, форма об'ємно зміцнюється, що дозволить підвищити якість поверхні, точність геометричних розмірів виливка і застосовувати менш продуктивний вакуумний насос в порівнянні з традиційною технологією. і I КММИНННИ ИМ й ФІГ 1 Комп'ютерна верстка Л.Литвин єн ко Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ-42, 01601