СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛООБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ
METHOD OF METAL SHELL PRODUCTION

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для получения отливок в формах из холоднотвердеющих смесей. Известны способы изготовления металлооболочковых форм, включающие вдувание в зазор между моделью и кокилем, предварительно нагретыми до температуры полимеризации связующего смеси (Вейник А.И. Облицованный кокиль. Минск: Наука и техника, 1972) или охлажденными до отрицательной температуры (Авторское свидетельство СССР №616052). Недостатками этих способов являются повышенный расход энергии на нагрев и охлаждение кокиля, а также низкая производительность процесса, обусловленная большим временем отверждения песчаной составляющей формы. Известен также способ изготовления металлооболочковых форм (Авторское свидетельство СССР №900961), включающий вдувание песчаной смеси в зазор между моделью и охлажденным до отрицательной температуры кокилем с разделением формы и модели в момент достижения нулевой изотермой поверхности модели. Этот способ позволяет снизить энергозатраты, но производительность процесса остается низкой. Время достижения нулевой изотермой поверхности модели исчисляется минутами
Задачей предлагаемого изобретения является повышение производительности процесса изготовления металлооболочковых форм и снижение энергозатрат.
Поставленная задача решается тем, что в зазор между моделью и кокилем вдувают смесь на основе синтетических смол (т.н. «холоднотвердеющую») (Иванов В.Н. Словарь-справочник по литейному производству. - М.: Машиностроение, 1990), химически отверждаемую при комнатных температурах (20-25°C) в течение 10-30 с. Зазор выбирают таким, чтобы обеспечить прохождение изотермы деструкции связующего смеси за время затвердевания отливки до границы песчаной облицовки и кокиля, а выбивку производят при достижении изотермы деструкции связующего внутренней поверхности кокиля. Если зазор между моделью и кокилем будет велик, то заполнившая его холоднотвердеющая смесь, особенно у тонкостенных отливок, прогреется до температуры деструкции не на всю глубину. Часть песчаной прослойки, прилегающая к кокилю, сохранит высокую первоначальную прочность и потребует дополнительных затрат энергии и времени на очистку кокиля.
Если же зазор будет очень мал, то за время затвердевания отливки смесь с органическим синтетическим связующим и кокиль прогреются до высоких температур. Смесь пригорит к поверхности кокиля, и ограничатся возможности изготовления кокиля из легких цветных сплавов.
Способ реализуется следующим образом. Отливали стальную плиту толщиной 20 мм в металлооболочковую форму с использованием алюминиевого кокиля и холоднотвердющей смеси. Время затвердевания составило 63 с. Зазор между моделью и кокилем и соответственно толщина песчаной облицовки кокиля выбрали равным 30 мм. После извлечения отливки часть смеси толщиной 10 мм осталась на поверхности кокиля. Уменьшили зазор между моделью и кокилем до 15 мм, изготовили металлооболочковую форму. После затвердевания залитого в нее расплава и извлечения отливки песчаная облицовка легко высыпалась из кокиля. Кокиль прогрелся до температуры 253°C. Таким образом, технический эффект налицо. Зазор между моделью и кокилем позволил изотерме деструкции связующего пройти всю толщину песчаной облицовки при теплообмене стенки формы с затвердевающим расплавом и обеспечил легкую выбиваемость формовочной смеси.