Спосіб виготовлення ливарних форм по легкоплавких моделях

1. Спосіб виготовлення ливарних форм по легкоплавких моделях, що включає нанесення формувальної суміші на модель, виготовлену з замороженої води, виплавлення моделі й усмоктування у формувальну суміш продуктів розплавлювання моделі шляхом зниження газового тиску в порах цієї суміші, який відрізняється тим, що у формувальну суміш перед нанесенням на модель уводять матеріал, здатний утворювати міцну кірку з продуктами розплавлювання моделі, і в процесі використання цієї суміші створюють таку кірку. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що у формувальну суміш перед нанесенням на модель C2 2 (19) 1 3 83891 Ці способи мають ті недоліки, що описують технологію формування при традиційних температурах близько 293К, а виготовлення форм по крижаній моделі при цих температурах практично неприпустимо, тому що танення моделі при контакті з матеріалами, що наносяться на неї, і навколишнім середовищем приведе до дефектів на виливках. Мета винаходу - підвищення якості виливків. Поставлена мета досягається тим, що в способі виготовлення ливарних форм по легкоплавких моделях, що включає нанесення на модель, виконану з замороженої води, матеріалів і виготовлення з них лицювальної вогнетривкої оболонки, додаткове зміцнення оболонки або формування її в контейнері з наповнювачем, відповідно до винаходу, матеріали, з яких виготовляють лицювальну вогнетривку оболонку, перед нанесенням охолоджують до температури нижче температури плавлення моделі, а загальна тривалість виготовлення лицювальної вогнетривкої оболонки не перевищує часу нагрівання при взаємодії з навколишнім середовищем поверхні моделі вище температури її плавлення. Крім того, відповідно до винаходу, час нагрівання при взаємодії з навколишнім середовищем - повітрям поверхні моделі до температури її плавлення, яким обмежена тривалість виготовлення лицювальної вогнетривкої оболонки, визначають по залежності: t=(m×c×d/Nu×l×S)×ln[(Тс-То)/(Тс-Т)], де t - час нагрівання зовнішньої поверхні моделі, с; m - маса моделі, кг; с - питома теплоємність моделі, Дж/(кг×К); d - визначальний розмір, м; Nu - критерій Нуссельта для вільного руху повітря; l - коефіцієнт теплопровідності навколишнього середовища, Вт/(м×К); S - площа поверхні моделі, м 2; Тс - температура навколишнього середовища, К; То - початкова температура моделі. К; Т - температура зовнішньої поверхні моделі, рівна температурі її плавлення, К. Лицювальні вогнетривкі оболонки, наносяться на модель по відомих технологіях з тією тільки різницею, що застосовувані хімічно тверднучі суспензії, піски для обсипання, протипригарні фарби і т.п. матеріали попередньо охолоджують у холодильних установках. Ці оболонки фіксують форму моделі, але їхня міцність мала для взаємодії з металом, що заливається. Вони надалі не можуть застосовуватися самостійно, а лише з опорою, котру забезпечують на наступних те хнологічних операціях. Здійснення винаходу дасть можливість одержувати з охолоджених матеріалів, як мінімум, для трьох видів форм лицювальні вогнетривкі оболонки на моделі з необхідними для подальших операцій властивостями, а наступні операції здійснюються з матеріалами при традиційних цехових температурах. З оболонок можуть виплавлятися моделі, і потім оболонки можуть формува тись в контейнері з наповнюючою сумішшю з в'яжучим (один вид форми), або піддаватися нанесенню на них ще декількох зміцнювальних шарів і застосо 4 вуватися без наповнюючих сумішей, як чисто оболонкові форми (другий вид). А також при нанесенні на тонкостінну порожнинну крижану модель лицювальної оболонки з низькою газопроникністю така оболонка може використовуватися аналогічно герметизувальній синтетичній плівці у вакуумній формі в контейнері з піщаним наповнювачем без в'яжучих (третій вид), міцно утримуватися за рахунок присмоктування вакуумом до піщаного наповнювача, а тонкостінна модель газифікуватися при заливанні форми металом, або розплавлятися під температурою навколишнього середовища й усмоктуватися в піщаний наповнювач. Можливість розрахунку часу нагрівання крижаної моделі без танення до температури плавлення льоду заснована на наступних залежностях температури її зовнішньої поверхні від часу, отриманих з балансу для конвективного теплообміну [Грузман В. М., Иконников В. Я. Исследование нагрева замороженных форм. / Литейное производство. - 1977. - №12, С.16-17]. Т=Тс -(Тс-Те)×е-к t , (1), де t - температура зовнішньої поверхні моделі, К; Тс - температура навколишнього середовища, К; То У випадку, коли модель покрита міцним протипригарним покриттям, або охолоджена до надлишкових низьких температур, для прискорення танення моделі формувальну суміш, або її лицювальний прошарок перед нанесенням можуть нагрівати до температури вище температури атмосфери робочої зони цеху, що складає зазвичай 2025°С. Температура нагрівання залежить від здатності реагуючого матеріалу до швидкого створення міцної кірки, що може набувати міцності вже при обсипці моделі, а також від теплофізичних властивостей формувальної суміші і швидкості її засипки. Критерієм нагрівання являється умова отримання якісного виливка без деформації його поверхні. Для виготовлення тонкостінних дрібних виливків формувальну суміш, або її лицювальний прошарок перед нанесенням можуть охолоджувати до температури нижче температури плавлення моделі і тим забезпечувати строгу фіксацію піщин формувальної суміші на поверхні твердої моделі при виключенні можливості їхнього зрушення, імовірного при таненні моделі зовні. Таке застосовують для прецизійних форм, або виготовлення ювелірних виробів. Для формовки застосовували суміш наступного складу: гіпс CaSО4×1/2×Н2О у кількості 20-35%, пісок на основі SiO2 - 65-80%. Підтримували тиск у формі 20-80кПа. Для прискорення формування застосовували порожнинну крижану модель, що легко усмоктувалася у форму при плавленні. Спосіб, що зміцнює поверхневий прошарок порожнини форми, фіксує цей піщаний поверхневий прошарок і забезпечує підвищення якості форми, а після заливання її металом, підвищує якість виливка. 5 Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 83891 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601