Способ изготовления литейных форм

Способ изготовления литейных форм

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советски к

Сецкалистическик

Республик

О и И С А Н И Е (и)933184

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свнд-ву (51)М. Кл. (22)Заявлено 06. 08.80(21) 2969147/22-02 с-присоединением заявки И

8 22 С 9/00

3Ьвуаараввеы1 квквтвт

CCCt ав деаю азвврвтвнкй н етврытк1 (23 ) Приоритет

Опубликовано 07. 06. 82. Бюллетень № 21

Дата опубликования описания 09.06.82 (53). УДK621. 74..041(088;8) f р

t (72) Автор изобретения

А. Ф. Власов (71) заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ

Изобретение относится к ооласти питейного производства, а именно к способам изготовления многослойных (двухслойных) форм с облицовочным слоем, отверждаемым за счет воздейст.. вия тепла.

Известен способ изготовления литейных форм, согласно которому на модель наносят облицовочную смесь, далее вводят наполнительную смесь, I 10 производят уплотнение ормы,извлекают модель и сушат форму при 250350оС 11).

Такой способ характеризуется низкой производительностью из-за необtS ходимости транспортировки формы в сушила и затрат времени на сушку и остывание формы (3-5ч). Кроме того, гл1 Динные слои формы в процессе сушки полностью не высыхают и содержат

2-33 влаги, что обусловливает их низкую газопроницаемость и повышенную газотворную (парообразующую) способность °

Известен также способ изготовления питейных форм, в соответствии с которым отверждение облицовочного слоя осуществляют путем его нагрева с помощью переносных сушильных устройств (2).

Однако и в этом способе не достигается необходимое удаление влаги из наполнительной смеси, что обуславливает ее низкую газопроницаемость и повышенную гаэотворность.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления литейных форм, заключающийся в подаче и уплотнении нагретой до 50 - 150oC единой смеси в формообразующей оснастке, отвержде" нии форм за счет теплосодержания смеси и извлечения модели (3).

Этот способ характеризуется живучестью формовочной смеси, сравнительHQ высокой гаэотворной (парообразующей) способностью, пониженной

3 93318 газопроницаемостью; скорость отверждения и физико-механические характе ристики рабочего слоя формы нуждаются в улучшении.

Целью изобретения является повы-, шение прочности и снижение осыпаемости формы, повышение живучести и снижение газотворности смеси, повышение производительности формовки и сокращение расхода связующего. 1О

Для достижения этой цели при способе изготовления литейных форм, включающем подачу и уплотнение нагретой смеси в формообразующей оснастке, отверждение формы и извлечение модели, 15 сначала подают и уплотняют в формообразующей оснастке облицовочную смесь с температурой окружающей воздушной среды, после чего подают наполнительную смесь с температурой 200 - 450 С. 2О

Способ изготовления форм по изобретению характеризуется следующими отличительными признаками: если облицовочная смесь содержит жидкостеколь .ное связующее, то наполнительную смесь подают с температурой 200450оС; если облицовочная смесь содержит водоглинистое связующее, то наполнительную смесь подают с температурой 200 - 300 С; если облицовочная смесь содержит лигносульфонатное связующее, то наполнительную смесь подают с температурой 200 - 300ОС; если облицовочная смесь содержит связующее в виде синтетической смолы, то наполнительную,смесь подают с температурой 200 - 250 С.

При температуре наполнительной смеси ниже 200 С не обеспечивается требуемая высокая скорость отверждения ю облицовки, при нагреве наполнительной смеси выше верхнего предела, обусловленного в каждом конкретном случае типом используемого в составе; облицовки связующего, происходит ра,зупрочнение облицовки.

На чертеже схематично показана лит. никовая форма.

На модельную плиту 1 с моделью 2 и элементом литниковой системы 3 уста-5 навливают опоку 4 и литниковую втулку 5. С помощью пескодувной машины (на чертеже не показана) на модель

2 наносят облицовочный слой смеси 6 толщиной 20 мм. Затем в опоку 4 по- N дают нагретый до требуемой температуры песок, полученный в процессе регенерации из отработанной стержневой

4,ф смеси по технологической схеме, предусматривающей нагрев смеси до температуры 750 - 800 С с последующим охлаждением. (Следовательно, регенерированный возврат отработанной смеси выполняет функции наполнительного состава).

Затем производят уплотнение полуформы вибрацией, .при контакте нагретого песка 7 с облицовочным слоем б происходит отверждение последнего.

Температура облицовочного слоя повышается, что фиксируется термопарой 8.

При достижении в облицовке температуры 100ОС модельную плиту 1 вместе с моделью 2 и элементом литниковой системы 3 удаляют, а полученную полуформу направляют на сборку, предваритель. но установив на нее литниковую, воронку 9. При изготовлении нижней полуформы после уплотнения нагретого наполнителя снимают скребком его излишки, накладывают сверху металлическую плиту (на чертеже не показана ) и кантуют форму вместе с металлической плитой. Затем производят сборку формы.

При этом нанесение облицовки пескодувным способом не является единственно возможным. При изготовлении крупных форм облицовочный слой формируют с помощью пескомета, вибролотка и других устройств;

Наполнительный слой в данном техническом решении прочностью не обладает (эа. исключением варианта, когда используют обратную смесь, содержащую огнеупорную глину:и другие дисперсные частицы, упрочняющие смесь). Так называемой несущей способностью Е опорной прочностью) обладает облицовочный слой. Давление наполнителя на отвержденную облицовку незначительно благо даря трению между частицами и образованию "мостов"- в сыпучих материалах.

Это обеспечивает, например, получение качественных отливок в песчаных формах по пенополистироловым моделям.

Прочность облицовочного слоя задают подбором соответствующего связующего и толщины облицовки.

Минимально допустимая прочность облицовки, достаточная для извлечения модели из форм, такая же, как и при существующих способах формовки, а именно 0,2 кгс/см

Такая прочность может быть достигнута сразу же после уплотнения формы, что достигают эа счет добавки огнебЗ

5 9331 упорной глины или увеличением времени перемешивания. Следует также отметить, что для интенсификации процесса отверждения облицовок можно использовать катализатор, вводимый в смесь, и особенно при использовании синтетичес. ких смол I

При изготовлении крупногабаритных полуформ, у которых толщина облицовки превышает 30 мм, рекомендуется пе- 10 ред извлечением модели их совместно кантовать, а после извлечения моделивыдерживать в течение 10-15 мин для полного отверждения облицовки. При заливке форм из стопорного ковша на 1З верхнюю опоку следует накладывать металлическую плиту и скреплять их совместно.

Рациональной областью использования. предлагаемого способа следует, 20 считать изготовление литейных форм металлоемкостью до 500 кг, заливаемых из чайникового ковша. Вид сплава принципиального значения не имеет. 2S

Время, в течение которого облицовка прогревается на всю толщину, зависит от температуры наполнителя и легко поддается расчету.

Пример. Ниже приведены соста- зо вы облицовочных смесей с различными типами связующих, вес.4:

Жидкостекольная смесь (ЖС):

Песок К02 96

Жидкое стекло 4

Песчаноглинистая смесь (ПГС):

Песок КО2 85

Глина огнеупорная 10

Сульфитно-дрожжевая бражка (ГОСТ 8179-74) 5

Песчано-лигносульфонатная смесь (ПЛС):

Песок К02 94

Сульфитно-спиртовая барда (ГОСТ 8518-57)

Иочевина техническая (ГОСТ 2081-63) 2

Песчано-смоляная смесь (ПСС):

Песок КО2 96,5

Карбамидная смола УКС 2,5

Вода 1

В таблице приведены результаты сопоставления способа по изобретение со способом согласно известному техническому решению по показателям прочности на разрыв, осыпаемости живучести, газопроницаемости и парооб84

6 разующей способности облицовочного и наполнительного слоев формы.

Для оценки прочности на разрыв использовали стандартные образцы 1"восьмерки"), изготавливаемые с помощью;:

1 стержневого ящика модели 037 И. Для оценки прочности облицовочного слоя, изготавливаемого предлагаемым способом, влажные "восьмерки" помещали на дно емкости и засыпали песком, нагретым до 200 - 450 С. Массу песка определяли исходя иэ соотношения массы облицовочного слоя к массе наполни" тельного слоя, равного 1:10, т.е. на

1 образец массой 100 г насыпали 1 кг нагретого песка. Через 1 и 3 ч образцы извлекали иэ емкости, давали им остыть до комнатной температуры и подвергали испытанию.;

Под живучестью понимали время выдержки смеси до изготовления образца»

У при котором его прочность падала на 30ь по сравнению с максимальной прочностью, полученной в данной серии опытов. Газо" проницаемость определяли на приборе мо дели 5037. Парообразующую способность определяли расчетным методом.

Из данных таблицы следует, что использование способа изготовления литейных форм по изобретению по срав- нению с прототипом обеспечивает получение следующих преимуществ (сравнению подвергаются смеси с однотипной системой связующего, в данном случае облицовка из ЖС по изобретению и единая смесь из ЖС по прототипу): повышение прочности и снижение осыпаемос ти формы при выдержке в течение 1 и

3 ч; повышение живучести облицовочной смеси; повышение газопроницаемости формы и снижение ее газотворной (парообразующей ) способности эа счет умножения концентрации увлажняющего компонента, что способствует снижению брака отливок по газовым ракови ° нам; повышение производительности формовки за счет упрощения смесеприготовлвния (для наполнительного слоя используют нагретые песок или отработанную смесь без увлажняющих кампо." < нентов), формообразования (сухой наполнитель при изготовлении наполнительного слоя уплотняют свободной . засыпкой) и ускоренного от верждения смеси; сокращение расхода связующего (TBK как последнее исключается из состава наполнительного слоя), 933184

Температура нагрева наполнительного слоя, OC

Тип облицовки

Парообразую. щая способность, см /кг

Осыпаемость, Живучесть ч+>

Газопроницдемост ед

О 12

0,2 2,4 5,2 Di03

0,2 3,0 6,0 0,03 ((12,0

Облицовка 200 из ПГС

D 2 3,2 6,4 0,02 (((300

0 ° 12 3 8 6 6 P 12 0 130 не огр. 300

15,0

Облицовка 200 из ПЛС

012 46 92 0

0,12 6,8 12,6 0

25 0

300

3,0 130

Облицовка 200 .из ПСС

12,0

О.

0,08 гО,8 36,О О не огр. 300

008 282 420 О

0,07 5,6 18,0 О!

1 It

250

Облицовка 200 из ЖС

5,0 150

8,0

0 не огр. 300 8,4 26,0

14,2 30,0

250

30Р

22 О 34 2 !

350

35,0 30,0 «

400

450

34,0 30,0 Единая смесь из

ЖС (способ по прототипу) .0 07 3 5 16 8 о,05 0 3 150 76 0

150

° Ь

"! В числителе приведены показатели для облицовочного слоя, в знаменателе для наполнительного..Формула изобретения

1. Способ изготовления литейньо форм, включающий подачу и уплотнение нагретой смеси в формообразующей ос". настке, отверждение формы и извлечение модели, о т л и ч а ю щ и й,с я тем, что, с целью повышения прочности и снижения осыпаемости формы, повышения живучести и .снижения газотворности смеси, повышения производительности формовки и сокращения расхода связующего, сначала подают и уплотняют в Формообразующей оснастке облицовочную смесь с температурой окружающей. воздушной среды, после чего подают наполнительную смесь с температурой 200 - 450 С.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью отвержде184 10 ния облицовочной смеси с связующим в виде синтетической смолы, наполни тельную смесь подают с температурой . 200 - 250 С.

Э 933 ния облицовочной смеси жидкостекольным связующим, наполнительную смесь подают с температурой 200 - 450 С.

3. Способ no n. 1, отличаюшийся тем, что, с целью отверждения облицовочной смеси с водоглинистым связующим, наполнительную смесь подают с температурой 200 - 300 С.

4. Способ no n. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью отверждения облицовочной смеси с лигносульфо натным связующим, наполнительную смесь подают с температурой 200 300 С.

5. Способ по и. 1, отличаю" шийся тем, что, с целью отвержде.5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лясс А. М, Быстротвердеющие формовочные смеси. М., "Машинострое1ф ние", 1965 с. 288-299.

2, Куманин И. Б. Литейное произ-. водство. М., "Машиностроение", 1971, с. 150.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2739221/22"02, кл. В 22 С 5/04, 1979 (прототип).

Составитель С. Тепляков

Редактор Н. Багитова Texgeg А. Ач Корр р

Ко екто Е. Рошко

Заказ 4012/9 Тираж 852 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll)0)5 Москва Ж-Я «Раушская наб g. 4Д филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,