ЛИТЕЙНАЯ ФОРМА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТОЧНЫХ ФАСОННЫХ ОТЛИВОК

Полезная модель относится к области литейного производства и может быть использована при изготовлении неразъемных литейных форм по удаляемым (выплавляемым, выжигаемым, растворяемым, замороженным, газифицируемым) моделям для получения точных фасонных отливок сложной или простой конфигурации (по многозвенной модели блочного типа) с КИМ 08-0,95 и чистотой поверхности на уровне литья по выплавляемым моделям (ЛВМ).
Известна неразъемная керамическая форма для получения точных отливок по выплавляемым моделям, в т.ч. сложной конфигурации («Цветное литье». Справочник. Москва «Машиностроение». 1989, стр.352).
К недостаткам известной формы следует отнести длительность технологического цикла ее изготовления, большие затраты на материалы и энергии на прокалку.
Известна литейная форма, изготовленная по выплавляемым моделям, выполненная из цементной смеси (И.Н.Ердаков и др. «Гипсовые и цементные смеси в точном литье» Труды VI съезда литейщиков России, т.II, Екатеринбург, 2003. cтp.198).
К недостаткам формы относится длительность цикла «схватывания» смеси, необходимость высокотемпературной прокалки формы, сложность выбивки отливок из форм и их очистки. Неподатливость форм может приводить к трещинам в отливках.
Известна литейная форма, выполненная из холодно (химически) твердеющей смеси (ХТС) на основе синтетических смол или фосфатных связующих по постоянным моделям (П.А.Борсук «Применение холоднотвердеющих смесей на предприятиях России. Ж - л. «Литейщик России» №9, 2004, стр.30).
Недостатками формы является необходимость выполнения разъемов, чго снижает точность отливок, приводит к большой трудоемкости финишных операций по удалению облоя.
Целью предлагаемой полезной модели является повышение точности отливок снижение, энергозатрат и трудоемкости финишных операций.
Поставленная цель достигается тем, что литейная форма для получения фасонных отливок, изготовленная из холодно - (химически) твердеющих смесей, выполнена неразъемной по разовой неизвлекаемой модели.
Такое решение позволяет выполнить форму цельной, без разъемов, повысить точность отливок, устранить облой, уменьшить энергозатраты и трудоемкость финишных операций, а в целом - снизить себестоимость точного литья.
Предлагаемая форма изготавливается следующим образом.
Изготовленная, например, растворимая модель из карбамида или замороженная модель из воды покрывается слоем быстросохнущей краски с тонкодисперсным огнеупорным наполнителем. Модель с покрытием устанавливается в разъемную опоку, где заформовывается ХТС с наложением вибрации, после заполнения выдерживается для затвердевания. Затем из формы удаляется модель растворением в воде или расплавлением ледяной модели при
продувке формы горячим воздухом, форма нагревается до 200°С для удаления влаги и направляется под заливку металла.
На фиг.1 представлена литейная форма для получения стальных отливок статоров турбобура.
Литейная форма имеет рабочие полости 1, литниковый ход 2 и питатели 3. Она выполнена из ХТС на фосфатном связующем по растворяемой модели из карбамида или этиленгликоля.
Перед запивкой формы устанавливаются в контейнер (2 формы, одна на другую) установки литья, выжиманием с кристаллизацией под давлением (ЛВКД). Контейнер рассчитан на получение одновременно 8-и отливок.
Форма работает следующим образом.
пл.
При выжимании в форму расплава в жидко - твердом состоянии контейнер с формами вакуумируется. Для повышения износостойкости отливок в расплав металла перед заливкой вводятся наночастицы из цементита (Т 1550°С).
При выжимании расплав металла поступает через литниковый ход 2 и питатели 3 в рабочие полости 1, а после заполнения формы в нее подается газ под давлением 5 атм. Заливка расплава в жидко-твердом состоянии обеспечивает химическую однородность и мелкое первичное зерно металла, а кристаллизация расплава в форме под газовым давлением приводит к микропластической деформации его и устранению в отливке микропор. После затвердевания отливки связующее формы выгорает, отливки извлекаются из контейнера, а материал форм направляется на повторное использование.
Полученные отливки имеют КИМ более 0,9, чистую поверхность (на уровне ЛВМ), а свойства металла - на уровне поковок и проката. При соблюдении режимов литья (температуры расплава, скорости выжимания, величины газового давления) отливки не имеют дефектов в виде пор и трещин. Наличие первичного цементита в структуре металла отливок обеспечивает их повышенную износостойкость.
Использование полезной модели позволяет в несколько раз сократить производственный цикл изготовления литейных форм для получения точных фасонных отливок, сократить трудоемкость и себестоимость изготовления отливок, не менее чем, в 5 раз уменьшить энергозатраты.