Способ изготовления литейных стержней и форм

Способ изготовления литейных стержней и форм

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 081081 . (21) 3344791/22-02

)$g) + Кд 3

В 22 С 9/00 . с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 070383. Бюллетень ¹ 9 (53) УДК 621.744, .5(088.8 ) Дата опубликования описания 070383 (72) Авторы изобретения

A Ф. Власов, Ю.Ф. Боровски и В.A. Баранов (71) Заявитель

1 ; ...r:,.

"... """:a ;0 т;., i!" р г (54 ) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЬЖ СТЕРЖНЕЙ И ФОРМ

Изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано при изготовлении стержней и форм.

Известен способ изготовления оболочковых форм и стержней нэ сухих сыпучих формовочных смесей (1 . Для получения оболочковой полуформы песчано-смоляную смесь наносят на металлическую модельную оснастку, нагретую до 220-280оC. В результате плавления смолы зерна песка слипаются друг с другом, формируя оболочку.

После удаления излишка песчано-смоляной смеси модельную оснастку с образовавшейся на ней оболочкой помещают s печь с температурой 300-350оC.

Связующее в течение 45-90 с отверждается, переходя в твердое необратимое состояние. Готовую оболочку . снимают с модельной оснастки и подают на сборку форм, где ее склеивают с другой оболочкой, полученной аналогичнб. Изготовление формы этим способом завершается засыпкой напол- . нителем полученной оболочковой формы в специальной опоке.

Недостатком указанного способа является высокая трудоемкость технологического процесса, особенно на операциях удаления оболочек из оснастки, их охлаждения, склейки и

° Ь засыпки наполнителем. Кроме того, 5 стержни из песчано-смоляных смесей обладают высокой газотворностью, что ухудшает санитарно-гигиенические условия труда и не обеспечивает высокого качества отливок.

Известен способ изготовления металлооболочковых форм (облицованных кокилей ), по которому испольэурт также сухие облицовочные песчаносмоляные смеси 21.

Согласно этому .способу вначале изготавляют плакированную смесь, перемешивая наполнитель с термореактивной смолой, засыпают ее в бункер пескодувной машины и после охлаждения вдувают в зазор между кокилем и моделью, образуя.тонкий облицовочный слой.

Недостатком этого способа являет- ся также высокая газотворность стержней и форм, так как в качестве связующих используются tåðìoðåàêòèâíûå смолы. Кроме того, пескодувный-способ формовки имеет ограниченное применение, связанное со сложностью его осуществления.

1002083

95,0

1,0

4,0

Жидкое стекло (ГОСТ 8266-56 ) Существенное сиижение газотворности стержней обеспечивается при изготовлении их по способу, согласно которому формовочную смесь приготовляют на основе водорастворимого связующего и вдувают ее в оснастку с помощью перегретого пара с давлением 0,2-1,0 Мн/м . После выдержки смеси в оснастке в течение

120 с и удаления пара смесь отверждается и готовый стержень извлека-! ют из оснастки, охлаждают и подают на сборку форм (3 ).

Этот способ имеет тот же недостаток, что и способ (2), а именно ограниченность использования, так 15 как подачу смеси в оснастку производят только наддувом. Использование же перегретого пара для наддува стержня сопряжено с большими техническими трудностями, так как 20 пар при контакте с деталями машины конденсируется. Нагрев этих деталей до температуры перегретого пара для предотвращения конденсации пара требует дополнительных энергозатрат, 25 специальной огнеупорной смазки и др.

Эти недостатки сужают область использования способа и его технологические возможности.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ согласно которому смесь на водорастворимом связующем нагревают и подают в оснастку перегретым паром или сжатым воздухом (4 J.

Недостатки известного способа: ограниченность номенклатуры изготовляемых стержней и форм по массе и по габаритным размерам из-за использования только пескодувных машин. При подаче смеси в оснастку свободной 40 засыпкой испаряется влага. Частицы смеси при этом утрачивают способность склеиваться. При последующей продувке смеси нагретым до 200©С воздухом или вакуумирования склеивающая способ45 ность ее частиц не восстанавливается.

По этой причине при подаче смеси в оснастку свободной засыпкой резко снижается прочность стержней;.сложность осуществления способа, так 50 как хранение нагретой до 90-110 С смеси в замкнутом объеме до подачи в оснастку связано"с большими техническими трудностями, для этого требуется специальная аппаратура, ис- 55 пользуемая в паровых котлах.

Целью изобретения является упро-. щение процесса изготовления стержней и форм и повышение их прочности. 60

Цель достигается тем, что в известном способе изготовления литейных стержней и форм иэ сухих сыпучих смесей на основе водорастворимых связующих, включающем нагрев смеси, 65 подачу ее в оснастку, уплотнение и продувку растворителем связующего, производят нагрев смеси до 120-200 С в условиях контакта с атмосферой., а в качестве растворителя связующего используют воду, причем воду нагревают до 50-95ОС.

Нагрев смеси в условиях контакта с атмосферой до 120-200 С и введение в нее после уплотнения воды позволяют отказаться от сложной аппаратуры: парового котла, подводящих трубопроводов высокого давления и другой, что значительно упрощает процесс изготовления литейных стержней и форм. Предлагаемый способ позволяет осуществлять подачу смеси в оснастку свободной засыпкой, что увеличивает номенклатуру изготовляемых стержней и форм. Кроме того, повышается прочность стержней и форм, так как при подаче в нагретую смесь воды восстанавливается клеющая спо-. собность связующего. Нагрев вводимой в смесь воды до 50-85 С позволяет интенсифицировать процесс отверждения стержней и форм.

На чертеже изображено устройство, с помощью которого реализуется предлагаемый способ, общий вид.

На стол 1 лабораторного пресса устанавливают поддон 2, имеющий пробку 3, плотно замыкающую полость 4, уплотнительное кольцо 5, газопрони цаемую пластину 6 с вентами 7, а штуцер 8 подключают к воздушной магистрали (на чертеже не показана).

Затем вставляют стальную гильзу 9, насыпают в нее навеску нагретой до определенной температуры (в пределах

120-200 С ) смеси 10, устанавливают гаэопроницаемую пластину 11 с вентами 12 и стальную гильзу 13. Стол пресса поднимают до упора гильзы 13 в траверсу 14 и производят подпрессовку смеси. После этрго через пробку 3 в полость 4 вводят воду и включают подачу сжатого воздуха через штуцер 8. Сжатый воздух, проходя через полость 4, увлекает за собой частицы воды, которая при контакте с нагретой смесью 10 превращается в пар. При этом пар, проходя через смесь, растворяет пленки свяэующего, в результате чего частицы смеси склеиваются между собой. После некоторой выдержки подачу сжатого воз духа перекрывают.

Пример. Для проведения сопоставительного анализа известного и предлагаемого способов изготавливают перемешиванием смеси следующего состава, вес.%:

Песок марки К02

Вода

1002083

35

25

Таблица 1

Прочность на сжатие, кгс/см

Температура смеси, Ñ через 0,5 ч через 1 ч в исходном

СОСТ ОЯ НИИ через 3 ч по прототипу

5,6

5,6

3,8

0 05

100

0,0

0,0

0,0

0,0

120 по предлагаемому способу

15,0

9,0

4,6

0,05

100

28,0

5,4

120

14,0

0,0

32,0

18,0

6,2

0,0

150

38,0

22,0

9,0

0,0

180

38,0

28,0

14,0

0,0

20014,0

38,0

28,0

0,0

220 и м е ч а н и е: В данных экспериментах испольэовали воду с

П р и м е ч а о температурой 25 С

Смесь нагревают в открытой емкости до 100, 120, 150, 180, 200 и 220 С и, не охлаждая, подают в экспериментальную оснастку, где производят уплотнение с помощью лабораторного пресса при давлении

6,2 Мн/м . В полость 4 подают воду, которую предварительно нагревают до температуры 25, 50, 80 и 95ОС. После ,.этого включают подачу сжатого воздуха с давлением 0,1 Мн/м . После выдержки в течение 120 с подачу сжатого воздуха перекрывают. Полученный образец смеси 10 извлекают из гильзы 9, выдерживают на открытом воздухе, после чего подвергают испытанию на сжатие с помощью лабораторного прибора модели 052 M.

В качестве экспериментальных стержней испольэовали стандартные образцы диаметром 50 мм и высотой

50 мм.

В табл. 1 приведены показатели прочности образцов, изготовленных сопоставляемыми способами при подаче смеси в оснастку свободной засыпкой.

Нагрев подаваемой в смесь воды до 50-95ОС способствовал повышению прочности смеси в заданных интервалах времени выдержки, о чем свидетельствуют данные табл. 2.

Анализ .результатов, приведенных в табл. 1, показывает, что способ по прототипу не обеспечивает получение стержней .достаточной прочности. Это ограничивает технологические возможности способа, так как около 80Ъ стержней и форм изготовляют в настоящее время с помощью встряхивающих формовочных машин, прессовых линий, пескометов и других, где используют подачу смеси свобод-. ной засыпкой.

Оптимальным является нагрев смеси до 120-200 С, так как при более низкой температуре в результате замедления процесса растворения пленок связующего прочность образцов не достигает требуемой величины. Нагрев смеси выше 200 С нецелесообразен, так как повышения прочности образцов при этом не наблюдается.

Использование предлагаемого способа изготовления литейных стержней и форм позволяет значительно упростить технологический процесс, так как он не требует специального пескодувно-парового оборудования и аппаратуры. Прочность стержней при этом возрастает. Снижается так-. же энергоемкость технологического процесса: при использовании паровой машины для подачи смеси в оснастку возникают большие тепловые потери.

Ожидаемый экономический эффект от использования предлагаемого способа только на одном предприятии с условным годовым выпуском литья, равным 50 тысч тонн, составит около

164 тыс. рублей.

1002083

Таблица 2

Прочность на сжатие, кгс/см

Температура смеси, С

Температура воды, С через 0,5 ч через 1 ч через 3 ч

29,0

6,2

15,0

120

6,8

15,6

30,0

7,4

16,2

30,6

6,8

18,6

33,2

150

7,2

19,2

34,0

7,6

20,0

34,5

9,5

40,0

23,0

10,2

42,0

24,0

11,0

42,6

24,5

28,6

40,0

15,0

200

42,0

29,2

16,0

42,0

30,4

16,5

Формула изобретения 1. Способ .изготовления литейных 45 стержней и форм из сухих сыпучих смесей на основе водорастворимых связующих, включающий нагрев смеси, подачу ее в оснастку, уплотнение и продувку растворителем связующего, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса изготовления и повышения прочности изготавливаемых стержней и фарм, нагрев смеси производят до 120-200 С в ус- у ловиях контакта с атмосферой, а в качестве растворителя связующего используют воду.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что воду нагревают цо 50 95оС

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Просяник Г.В. Изготовление оболочковых форм и стержней. И., "Высшая школа", 1978.

2. Литейное производство, М 9, 1977, с. 21-22 и М 2, 1974, с. 12-13.

3. Авторское свидетельство СССР

9 722656, кл. В 22 С 15/24, 1978.

4. Патент США Р 4196768, кл. В 22 С 9/02, опублик. 1979.

1002083

Составитель B. Сазонов

Редактор Н. Багирова Техред N.Êoøòóðà

Корректор,Л. Бокшан

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

Заказ:1689/5 Тираж 811

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5