Способ изготовления форм и стержней

 

1а СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ, включающий нагрев оснастки, ее заполнение смесью и выдержку смеси в оснастке, отличающийся тем, что, с целью повышения поверхностной прочности формы или стержня, перед, заполнением смесью оснастку нагревают до температуры , равной 6П-90 температуры кипения связую1цего, а после выдержки смеси, оставляя форму (стержень) в оснастке, производят дополнительный нагрев оснастки до температуры, равной 150-200% температуры кипения связующего 2. Способ по По 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что смесь выдерживают в оснастке перед дополнительным нагревом последней в течение 3-30 с.

СОНИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1УБЛИН 53)5 В 2? С 9/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Г10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3477284/02 (22) 28.07.82 ,(46) 23.05.92. Бюл. Г 19 (71) Научно-исследовательский институт специальных способов литья

{72) Б.С. Линецкий, Р.Л. Снежной и С.Б. кантор (53) 621.743.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 715204, кл. В 22 С 9/12, 1977<54)(Б7) 1. СПОСОБ

ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ, включающий нагрев оснастки, ее заполнение смесью и выдержку смеси в оснастке, о т л иИзобретение относится к литейному производству, а именно к способам отверждения Форм и стержней. йироко расгространены способы отверждения Форм и стержней, включающие заполнение оснастки смесью и отверждение смеси тепловой сушкой. Од" нако эти способы непроизводительны, требуют использования больших производственных площадей, не обеспечива" ют требуемой размерной точности Форм и стержней.

Наиболее близок к предлагаемому является способ отверждения Форм и стержней, включающий нагрев оснастки, заполнение ее смесью и выдерж" ку смеси в оснастке.

Однако при отверждении по этому способу гидратных смесей, плакиро! ц,, 10б768б А1

2 ч а ю ц и и с я тем, что, с целью повышения поверхностной прочности

Формы или стержня, перед. заполнением смесью оснастку нагревают до температуры, равной 60-90Ж температуры кипения связующего, а после выдержки смеси, оставляя Форму (стержень) в оснастке, производят дополнительный нагрев оснастки до температуры. равной 150-200/ температуры кипения связующего.

?. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что смесь выдерживают в оснастке перед дополнительным нагревом последней в течение 3-30 с. ванных, например, гидратами силикатов натрия, отвержденные изделия обладают низкой .поверхностной прочностью, Целью изобретения является повышение поверхностной прочности стерж" ней и форм.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления

Форм и стержней, включающем нагрев оснастки, заполнение ее смесью и выдержку смеси в оснастке, перед заполнением смесью оснастку нагревают до температуры, равной 60-90 ь от температуры кипения связующего, а после выдержки смеси, оставляя форму в оснастке, производят дополнительный нагрев оснастки до температуры, рав 10 ной 150-2003 температуры кипения связующего

Смесь выдерживают в оснастке перед дополнительным нагревом последней в течение 3-30 с. утверждение по предлагаемому способу обеспечивает "щадящий" нагрев слоев смеси, контактирующих с оснасткой. В результате такого нагрева в поверхностных слоях образуется равновесная микроструктура, характеризующаяся максимальной прочностью. Резкий нагрев оснаСтки после непродолжительной выдержки., необходимой для образования равновесной микроструктуры, позволяет ускорить отвержде" ние центральных зон стержня и повысить их прочность.

Первичный нагрев оснастки до температур выше 903 от температуры ки" пения связующего приводит к образованию неравновесной структуры и низкой поверхностной прочности вследствие черезмерно быстрой дегидратации связующего и разрушения выходящими парами связующего.

Снижение температуры оснастки ниже 60б от температуры кипения не поз" воляет расплавить твердое связующее, что препятствует образованию пере" мычек связующего между частицами сме" си и вызывает низкую поверхностную прочность. Выдержка смеси в оснастке при первичной температуре менее

3 с не позволяет достичь равновесной микроструктуры и высокой поверхност" ной прочности.

Выдержка в оснастке более 30 с не влияет на прочность смеси и приводит к неоправданному удлинению процесса. форсированный нагрев до темпера" тур выше 2001 от температуры кипения снижает поверхностную прочность из"за возникновения дефектов в мик" роструктуре поверхностного слоя формы.

Нагрев до температур ниже 1501 от температуры кипения не влияет на свойства отвержденной смеси, а лишь приводит к удлинению процесса из-за медленного прогрева.

Для изучения зависимостей, присущих предлагаемому способу изготовления форм и стержней, в. лабораторных условиях был изготовлен специ-, альный стержневой ящик с полыми стен. ками.

67686 4

Смесь, плакированную 12 гидросиликата фосфата натрия (температура плавления связующего, T.пл. = 61 С, температура кипения, Т.кип. 106 С), загружали в оснастку, предварительно нагретую до температуры 50-100б от

Т.кип, связующего, что составляет о

53-106 С. После выдержки в течение

2-35 с в полость между стенками за качивали нагретое масло. Масло нагревали до 150-200 от температуры кипения связующего, что составило соответственно 159-2120Ñ.

Продолжительность выдержки при вторичном нагреве составила 10 мин, По извлечении из стержневого яцика цилиндрические образцы (9 50 мм и

Н = 50 мм) подвергали естественному охлаждению, после чего изучали поверхностную прочность, характеризуемую осыпаемостью.

Результаты экспериментОв приведены в таблице.

2О

Как следует из таблицы, оптимальным является отверждение по следуюцему режиму: первичный нагрев Roi (85 С); выдержка при первичном нагреве l5 с; вторичный нагрев 1801 (190 С), При экспериментальной проверке процесса изготовления оболочковых

Форм из смеси со связующим на основе жидкого стекла было обнаружено, что все формы обладают недостаточной поверхностной прочностью. Зерна наполнителя на глубину до 2 мм от по" верхности осыпались. Все формы были забракованы. Такое же положение наблюдалось при изготовлении стержней ro нагретой оснастке. При провеность при этом упала примерно на

304. Для устранения этого нежелательного явления необходимо для получения изделий по предлагаемому процессу разработать специальные устройства к существующим пескодувно-пескострельным машинам.

В конкретных условиях предлагае" мое изобретение может быть реализовано следующим образом. В модельной оснастке, изготовленной из теплопроводного материала (например, алюминий) вмонтирован (залит) медный коллектор для прокачивания нагретого дении экспериментов по предлагаемому процессу брак отсутствовал. Сле4 дует отметить, что производительПараметры режимов отверждения образцов

Примечание

Осыпаемость, т от

Т.кип первичный

4 нагрев, С вторичный нагрев выдержка при пер" вичном нагреве, 4С

4С

4 от т.кип. л

0,33

0,14

0,13

0,06

0,09

О,15

0,27

0,31

0,15

0>12

0,06

0,05

0,04

0,04

0,07

18о

190

50

53 бо

«l l

65, 69

«11»

180

190

90

1П1

85 80

Вп

190

«11

28

3о

150

« il »

140

3а 10 мин образец не затвердел

«11»

160

0,07

0,06

0,06

0,12

0,15

0,20

0,21

180

165

l l«

19о

200!!«

206

« I 1»

212

« I1»

218

2 05

180

600

170

Составитель

Редактор О. Филиппова Техред М.Моргентал Корректор М. Самборская

Заказ 2439 Тираж Подписное

BHHHHH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðoä, ул. Гагарина,101

5 1067686 6 теплоносителя. В качестве теплоноси- рывно прокачивается через него, обес теля может быть использовано машин- печивая температуру нагрева оснастки ное масло, теплоноситель подэгрева- в интервале 190-200 о ется до 200-210 С в специальном термо- . Использование предлагаемого изобстате и насосом заканчивается в ретения позволит повысить качества коллектор. Оснастка нагревается теп- Форм и оболочковых стержней из гидлоносителем до температуры 80-90 С з ратных смесей. после чего теплоноситель сливается1 а оснастка заполняется смесью. Пос- щ Стоимость тонны предлагаемой смеле выдержки 10-20 с теплоноситель ce Ha 20-25 Руб ниже. стоимости сме- снова подается в коллектор и непре- си, плакированной смолой СФ-015.