RU1770079C

RU1770079C - Method of producing flaskless mould for articles of complex forms

Info

Publication number: RU1770079C
Application number: SU894759292A
Authority: RU
Inventors: Леонид Александрович Позняк; Казбек Александрович Гогаев; Владимир Львович Черкасский; Сергей Юрьевич Андриенко; Владимир Анатольевич Штакун
Original assignee: Институт проблем материаловедения АН УССР
Priority date: 1989-11-14
Filing date: 1989-11-14
Publication date: 1992-10-23

Description

11

(21)4759292/02 (22) 14.11.89 (46)23.10.92. Бюл. ISh 39(21) 4759292/02 (22) 11/14/89 (46) 10/23/92. Bull. ISh 39

(71)Институт проблем материаловедени АН УССР(71) Institute of Materials Science Problems, Academy of Sciences of the Ukrainian SSR

(72)Л А Позн к, К.А.Гогаев. В Л.Черкасский , С.Ю Андриенко и В.А.Штакун(72) L.A. Poznk, K.A. Gogaev. In L. Cherkassky, S.Yu. Andrienko and V.A. Shtakun

(56)За вка Японии № 6326233, В 22 С9/02,1986 г (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БЕЗОПОЧ- НЫХ ФОРМ ДЛЯ ИЗДЕЛИЙ СЛОЖНОЙ ФОРМЫ С ПОЛОСТЯМИ(56) Japanese application No. 6326233, B 22 C9 / 02.1986 g (54) METHOD FOR MANUFACTURING SECURE-FREE FORMS FOR PRODUCTS OF COMPLEX FORM WITH CAVES

(57)Изобретение относитс к порошковой металлургии, в частности к способу изготовлени безопочных форм дл изделий сложной формы с полост ми со стороны верхней и нижней поверхностей. Сущность способа по сн етс на примере изготовлени металлической формы. Вначале изготавливают(57) The invention relates to powder metallurgy, in particular to a method for manufacturing non-flask molds for products of complex shape with cavities on the upper and lower surfaces. The essence of the method is illustrated by the example of manufacturing a metal mold. First made

металлическую модель издели , которое должно быть получено в изготавливаемой форме. Углублени на нижней стороне модели заливают сплавов Вуда так, чтобы нижн поверхность модели стала плоской. Затем модель устанавливают этой плоскостью на нижний пуансон внутри матрицы В матрицу засыпают порошок инструментальной стали и прессуют его. Полученную прессовку с моделью вынимают из матрицы и нагревают до выплавлени сплава Прессовку помещают в матрицу моделью вверх, покрывают антиадгезионным составом, засыпают в матрицу порошок и снова прессуют . После разделени спрессованных полуформ и удалени модели в форме остаетс полость, повтор юща заданные контуры издели . 2 ил.metal model of the product, which must be obtained in the manufactured form. The recesses on the underside of the model are poured into the Wood alloys so that the bottom surface of the model becomes flat. Then the model is installed with this plane on the lower punch inside the matrix. Tool steel powder is poured into the matrix and pressed. The resulting compact with the model is removed from the matrix and heated until the alloy is melted. The compact is placed in the matrix with the model facing up, coated with a release agent, powder is poured into the matrix and pressed again. After separating the pressed half-molds and removing the model, a cavity remains in the mold, repeating the defined contours of the article. 2 ill.

Изобретение относитс к производству пресс-форм и кокилей методом порошковой металлургии и может быть использовано при производстве изделий сложной конфигурации из металла или пластмасс методом лить или штамповки.The invention relates to the production of molds and chills by powder metallurgy and can be used in the manufacture of articles of complex configuration from metal or plastic by casting or stamping.

Известен способ изготовлени кокилей и пресс-форм, в котором требуемую конфигурацию формирующей полости получают механической обработкой исходных металлических заготовок (Аксенов П Н Технологи литейного производства М Машгиз, 1957,664с.).There is a known method of manufacturing chill molds and molds, in which the required configuration of the forming cavity is obtained by machining the initial metal billets (Aksenov PN Technological foundry M Mashgiz, 1957,664 p.).

Недостатком данного способа вл етс высока трудоемкость и сложность технологических операций изготовлени металлических форм дл деталей сложной конфигурации.The disadvantage of this method is the high complexity and complexity of the technological operations of manufacturing metal molds for parts of complex configuration.

Известен способ изготовлени форм, в котором модель готового издели закрепл ют в опоке, покрывают ее антиадгезионным составом и заполн ют опоку текучей эпоксидной массой, содержащей более 50% металлического порошка, после чего провод т его отвердение и удал ют модель (Патент № 4601867, кл. В 29 С 33/40,1986).There is a known method of manufacturing molds in which the model of the finished product is fixed in a flask, coated with a release composition and filled into the flask with a flowing epoxy mass containing more than 50% metal powder, then it is solidified and the model is removed (Patent No. 4601867, cl . In 29 C 33 / 40.1986).

Недостатком данного способа вл етс то, что получаемые металлические формы могут быть использованы лишь дл получени изделий из пластмасс с низкой температурой плавлени При получении изделий из материалов с более высокой температурой плавлени происходит быстрый износ форм на эпоксидном св зующем.The disadvantage of this method is that the obtained metal molds can only be used to obtain plastic products with a low melting point. Upon receipt of products from materials with a higher melting point, the molds quickly wear on an epoxy binder.

Известен способ изготовлени безопочных форм, включающий установку модели в матрицу (опоку), засыпку порошка и формо 4 О О XI ЮA known method for the manufacture of flaskless forms, including the installation of the model in the matrix (flask), filling the powder and form 4 O O XI Yu

вание нижней части формы, переворачивание полученной нижней части формы на 180°. засыпку порошка и формование верхней части формы, удаление модели (Япони , кл. В 22 С 9/02. М 63-26233, 1986).lowering the bottom of the mold, turning the resulting bottom of the mold 180 °. filling the powder and molding the upper part of the mold, removing the model (Japan, CL 22 C 9/02. M 63-26233, 1986).

Недостатком данного способа вл етс невозможность его применени в случае получени форм дл изделий сложной конфигурации с тонкими стенками и внутренними полост ми. Это св зано с тем, что при наличии внутренних полостей и тонких стенок модель имеет недостаточную прочность и при прессовании при давлени х 100-500 МПа происходит ее деформаци . В результате конфигураци модели искажаетс и полученна форма не может быть использована дл получени детали данной конфигурации .The disadvantage of this method is the impossibility of its application in the case of obtaining forms for products of complex configuration with thin walls and internal cavities. This is due to the fact that in the presence of internal cavities and thin walls, the model has insufficient strength, and when pressed at pressures of 100-500 MPa, it deforms. As a result, the configuration of the model is distorted and the resulting shape cannot be used to obtain details of this configuration.

Целью предлагаемого изобретени вл етс расширение технологических возможностей способа дл получени изделий сложной конфигурации.The aim of the invention is to expand the technological capabilities of the method for producing products of complex configuration.

Поставленна цель достигаетс тем, что в способе изготовлени безопочных форм дл изделий сложной формы с полост ми со стороны верхней и нижней поверхностей, включающем установку модели издели в матрицу, засыпку порошка и формовани нижней части формы, переворачивание сформованной части на 180°, засыпку порошка , формование верхней части формы и удаление модели перед установкой модели полость со стороны нижней ее поверхности заполн ют легкоплавким материалом, а перед засыпкой порошка и формованием верхней части формы легкоплавкий матерна удал ют из модели.The goal is achieved in that in a method for manufacturing non-flask molds for products of complex shape with cavities on the upper and lower surfaces, including installing the model of the product in the matrix, filling the powder and molding the lower part of the mold, turning the molded part 180 °, filling the powder, forming the upper part of the mold and removing the model before installing the model, the cavity from the side of its lower surface is filled with fusible material, and before filling the powder and forming the upper part of the form, the fusible mat The cores are removed from the model.

Сопоставимый анализ предлагаемого изобретени с аналогами показывает, что в отличие от известных способов углублени модели перед установкой в матрицу заливают легкоплавкими сплавами, которые удал ют после изготовлени первой полуформы перед изготовлением второй полуформы. Таким образом, предлагаемое изобретение удовлетвор ет критерию Новизна11.A comparable analysis of the present invention with analogs shows that, in contrast to the known methods of deepening the models, they are filled with fusible alloys before being inserted into the matrix, which are removed after the first half-mold is made before the second half-mold is made. Thus, the present invention meets the criterion of Novelty11.

Сравнение же предлагаемого изобретени с известными техническими решени ми показывает, что известно получение изделий различной формы методом порошковой металлургии. Однако заполнение углублений модели легкоплавким сплавом позвол ет подвергать высоким давлением модель сложной конфигурации с внутренними полост ми и тонкими стенками без ее деформации , а удаление легкоплавкого сплава после изготовлени первой полуформы перед изготовлением второй полуформы позвол ет получать отпечаток, точно соответствующий конфигурации детали,Comparison of the present invention with known technical solutions shows that it is known to obtain products of various shapes by powder metallurgy. However, filling the model cavities with a fusible alloy allows high-pressure modeling of the complex configuration with internal cavities and thin walls without deforming it, and the removal of the fusible alloy after the first half-mold is made before the second half-mold is made, it gives an imprint exactly corresponding to the part’s configuration.

следовательно совокупность указанных признаков позвол ет расширить технологические возможности изготовлени металлических форм. Это позвол ет предположить,therefore, the totality of these features allows you to expand the technological capabilities of the manufacture of metal molds. This suggests

что данный способ удовлетвор ет критерию существенные отличи .that this method satisfies the criterion of significant differences.

Изготовлени металлической формы по предлагаемому способу осуществл ютс следующим образом. Вначале изготавлива0 етс металлическа модель, точно повтор юща конфигурацию издели , которое должно быть получено в металлической форме . Затем все углублени на нижней стороне модели заливаютс легкоплавкимThe manufacture of the metal mold according to the proposed method is carried out as follows. Initially, a metal model is made that closely follows the configuration of the product to be obtained in metal form. Then all the recesses on the underside of the model are flooded

5 сгтлавом, например сплавом Вуда, таким образом , чтобы нижн поверхность модели стала плоской. Затем модель устанавливаетс этой плоскостью на нижний пуансон внутри матрицы, В матрицу засыпают поро0 шок инструментальной стали и осуществл ют прессование. Полученную прессовку вынимают из матрицы и нагревают до температуры , превышающей температуру плавлени легкоплавкого сплава (например5 with a head, such as a Wood alloy, so that the bottom surface of the model becomes flat. Then, the model is mounted with this plane on the lower punch inside the die. Tool steel powder is poured into the die and pressed. The resulting compact is removed from the die and heated to a temperature above the melting point of the low-melting alloy (e.g.

5 900-1000°С). Легкоплавкий сплав вытекает из углублений и в прессовке остаетс модель , точно повтор юща контуры детали. Затем прессовку помещают в матрицу моделью вверх, покрывают антиадгезионным5 900-1000 ° C). The fusible alloy flows out of the recesses and a model remains in the compact, which exactly follows the contours of the part. Then the compact is placed in the matrix with the model up, coated with a release agent

0 составом, засыпают в матрицу порошок инструментальной стали и прессуют. После разделени полуформ и удалени модели в форме остаетс полость; точно отображающа контуры получаемой детали.0 composition, powder of tool steel is poured into the matrix and pressed. After separating the half-molds and removing the model, a cavity remains in the mold; accurately reflecting the contours of the resulting part.

5 После спекани по известной технологии прессовки приобретают необходимую прочность, достаточную дл использовани в качестве кокилей или пресс-форм дл получени металлических или пластмассовых5 After sintering according to the known technology, the compacts acquire the necessary strength sufficient to be used as chill molds or molds for producing metal or plastic

0 изделий. Заключительна механическа обработка состоит в сверлении литников и отверстий под направл ющие. После этого форма может быть собрана и применена дл получени отливок или штамповок.0 items. The final machining consists in drilling sprues and holes for the guides. After that, the mold can be assembled and used to make castings or stampings.

5 Точно отображение детали в форме возникает вследствие того, что при давлении 100-500 МПа порошок заполн ет все, даже небольшие углублени на поверхности модели .5 Accurately displaying a part in a mold arises from the fact that, at a pressure of 100-500 MPa, the powder fills all, even small indentations on the surface of the model.

0 Упрощение и снижение трудоемкости процесса св зано с тем, что изготовление металлических форм по предлагаемому способу не требует сложной и трудоемкой механической обработки заготовок. Набор0 Simplification and reduction of the complexity of the process is associated with the fact that the manufacture of metal molds according to the proposed method does not require complex and labor-intensive machining of workpieces. Set

5 одних и тех же матриц и пуансонов простой формы может быть использован дл получе- , ни форм дл деталей различной конфигурации . Требуетс лишь, чтобы габаритные размеры деталей позвол ли устанавливать их внутри матрицы.5 of the same dies and punches of a simple shape can be used to obtain shapes for parts of various configurations. It is only required that the overall dimensions of the parts make it possible to install them inside the matrix.

Заполнение углублений модели легкоплавким сплавом необходимо дл предотв- ращени деформации модели при приложении давлени 100-500 МПа. В противном случае происходит искажение размеров отпечатка. Кроме того, вставки из легкоплавкого сплава позвол ют сделать плоской нижнюю поверхность модели, что упрощает форму примен емых пуансонов. Вставки позвол ют также избежать изготовлени двух отдельных моделей дл верхней и нижней полуформы, что снижает трудоемкость процесса изготовлени форм.Filling the model cavities with a fusible alloy is necessary to prevent deformation of the model when a pressure of 100-500 MPa is applied. Otherwise, the print size is distorted. In addition, fusible alloy inserts make it possible to flatten the bottom surface of the model, which simplifies the shape of the punches used. The inserts also avoid the manufacture of two separate models for the upper and lower half molds, which reduces the laboriousness of the mold manufacturing process.

Claims

The use of a low-melting alloy as a filler is explained by the fact that it can be easily removed after the manufacture of the first half-mold without the application of mechanical forces. At this stage of the mold manufacturing process, the green sintered compact has low mechanical strength and the application of mechanical stresses to remove the inserts can lead to a partial destruction of the mold. SUMMARY OF THE INVENTION Method for manufacturing non-flask forms

for products of complex shape with cavities on the upper and lower surfaces, including the installation of the model of the product into the matrix, filling the powder and molding the lower part of the mold, turning

molded part 180 °, filling the powder, molding the upper part of the mold and removing the model, characterized in that. in order to expand technological capabilities by manufacturing non-flask molds for thin-walled products, before installing the model, the cavity from the side of its lower surface is filled with fusible material, and before filling the powder and forming the upper part of the mold, fusible material is removed from the model.