Способ выбивки литейных форм

 

СПОСОБ ВЫБИВКИ-ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ, включакщий помещение формы в герметичную камеру и создание в камере декомпрессии, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей способа при снижении его энергоемкости , перед выбивкой незащищенные опокой поверхности формы пропитывают водой при 100-90 С в количестве 0,025-0,150 г/см, выдерживают 5-10 с и подвергают форму резкой декомпрессии до остаточного давления 100-300 гПа. ko

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„,;SU 1 I 540

4(1) В 22 0 29/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делмг изОБРетений и ОТНРытий

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3663607/22-02 (22) 18. 11.83 (46) 07. 05. 85. Бюл. 11 17 (72) В.С. Мысовский, A.М. Бродский, И.Н. Шамонина, В.П. Василенко и А.К. Кисляков (71) Московский автомеханический институт и Саранский литейный завод "центролит".им.50-летия ВЛКСМ (53) 621.744.06(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 383531, кл. В 22 D 29/00, 1970.

2 ° Авторское свидетельство СССР

В 1063538, кл. В 22 D 29/00, 1980.

3. Ветшика А. и др. Теоретические основы литейной технологии.

Киев,, "Высшая школа", 1981, с.48, рис. 35. (54) (57) СПОСОБ ВЫБИВКИ ЛИТЕЙНЫХ

ФОРМ, включающий помещение формы в герметичную камеру и создание в камере декомпрессии, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей способа при снюкении его энергоемкости, перед выбинкой незащищенные опокой поверхности формы пропитывают водой при 100-90 С в количестве

0,025-0, 150 г/см, выдерживают

5-10 с и подвергают форму резкой декомпрессии до остаточного давления 100-300 гПа.

1! 5 f036

f1!) Обр 0 TPHHP Отн()сится к !!If T PI<«<)— му про11зводств" и может бь!тъ исполь" зовано лt)R выбивки литейных форм, изготовле«ных из серых формовочных смесей.

ИзвестРн сг!ОсОб Очистки ОтлиВОк из. ОтовлРнньгх п1)еим+ihествеинo В Об0 лочковьгх Аормах ) по которому форму гн)мешают и герметическую камеру, куда подают пар, доводят его до давления,, соответствующего Tåìïåð".òóðå насьш)ения, превьш)ающей начальную температуру остатков оболочковых

<рорм не менее чем на 57., вьгдерживают отг)инки до насыщения остатков оболочкоиых Аорм ко«денс".òîðîì пара и сбрасывают давление 1 i. г

Известен также способ выбивки литейных Аорм, находящихся под атмосАерным давлением.„ согласно которому

Л1итейная форма помещается в герме— тическую камеру при атмосферном давления, а затем производят декомIIppccHIo и давление в камере снижают от атмосферного до величины не более I0 гПа (21 и ГЗ

Исследовапие сг)0с Оба а также моделирова)гие проц сса «а ЗВМ, показь«)ак)т, 1то ttpH выбивке низких форм треб PT0 5 Вь10 Окая cf(0pOcT h декОМпресcHI», которая «е всегда может быть обеспечена технически. Кроме того., Habfp.»et o, что поверхностные слои смеси,)испергируются хуже, чем внутренние, и разрушаются кусковато, Пля уменьшения этих недостатков приходится снижать остаточное давление,. то требует дополнительных затрат энергии.

Все э-,о может быть объяснено тем., что разрушая)щие форму силы непосредственно " àâè,ñÿò от разности давлений во внутренних и наружных слоях формы., создающейся в результате резкой декомпрессии. При одинаковых продолжительностях уменьшения давления в окружающем форму пространстве перепад давлений определяется вы..отой слоя Аормовочной смеси и ее газопроиицаемостью; чем меньше высота слоя формовочной смеси (ниже Опока) и выше газопроиицаемость смеси, тем меньше г!ерепад давлений во BHyTppH— иих и наруж«ьгх слоях и, следовательно, меньше разрушающие форму силы

Высота испОхгьзvемых Опок и ВPJIН чина газопроницаемости формовочной смеси выбираются из условий получе1 п)

2О

40 ния качРс 1 ВРИ toff ОтлиВки и Hp мОгут учитывать особенности используемог f) спос<)ба выбивки.

Це)ть изобретения — расширение технологических возмо)кностей способа при снижении его энергоемкости.

Поставленная цель достигается тем, что с.огласио способу выбивки литейных форм, включающему помещение форм в герметическую камеру и создание в камере декомпрессии, перед

Выбивкой незащищенные опокой поверхности формы пропитывают водой при

100 — 90 С в количестве 0,0250,150 г/см, выдерживают 5-IO с и подвергают форму резкой декомпрессии до остаточного давления 100-300 гПа.

Механизм действия приемов способа и обоснование их параметров.

Пропитка водой в количестве

0,025-0, 150 г/см .

Известно, что разрушение смеси при выбивке декомпрессией происходит за счет избыточного давления в порах смеси. Величина этого давления определяется разностью давлений в порах смеси и наружного давления.

Как показь)вают исследования, при декомпрессии давление в порах наружных слоев толщиной 10-15 мм снижается лишь с небольшим отставанием от давления вокруг формы, а поэтому возникающие при этом разрывающие силы могут оказаться недостаточными для полного диспергироваиия смеси в этих слоях, и их разрушение происходит кусковато. То же самое можно сказать и о разрушении низких форм (форм малых размеров).

Известно, что уплотненная формовочная смесь при влажности 4-57. обладает максимальной газопроницае— мостью, а именно такую влажность и имеет поверхность формы. Поэтому скорость падения давления газов в поверхностных слоях формы и оказывается весьма высокой. С целью ее снижения В предлагаемом способе рекомендуется увлажнение поверхностных слоев формы до влажности 7-97.,) когда газопроницаемость резко пони- . жается, вследствие чего снижение давления в порах формы при декомпрессии значительно отстает от падения давления снаружи, и, таким образом, разрушение вс всем объеме формы происходит более полно: увлажненные наружные слои ее играют роль своеобразной пробки, 1154036 (резкости) декомпрессии, так и к глубине создаваемого разряжения вокруг Нее. ОпытЫ показывают, что выбинка форм вполне успешно про5 исходит при начальном давлении в вакуумном реснверсе 0,1-0,3 ати (100-300 гПа).

Возможность снизитb требования к глубине вакуума объясняется тем, 1О что при пропитке поверхностей формы водой скорость выхода паровоздушной смеси из пор формы резко снижается, и возникающий из-за этого перепад давлений достигает HPобхо15 димои величины уже при большем внешнем давлении.

Физико-механические свойства смеси: газопроницаемость — 100, прочность на сжатие — 1, 1 кгс/см, влаж40 ность — 3,1%.

Выбивку производят через t ч после заливки. Часть форм перед вы-

45 бивкой увлажняют сверху и снизу

Ф распыляя с помощью пульверизатора

50 или 300 г воды, что соответствует 0,025 или О, 150 г/см." поверхности воды,с температурой. около

100 С.

Расчетным и экспериментальным путем установлено, что для получения чказанно "; влажности в слое 10-15 мм требуется добавлять воды в количестве 0,025-0,150 г/см поверхности.

Выдержка перед декомпрессией

5-10 с.

Как показывают эксперименты, интенсивное проникновение воды с поверхности вглубь формы происходит лишь в начальный момент, в затем интенсивность фильтрации резко падает. Насыщение поверхностных слоев формы водой (на глубину 10-15 мм до требуемой влажности 7-9 . достигается в течение 5-10 с после активного увлажнения).

Пропитка водой при 100-90 С.

Известно, что более полному разрушению формы способствует парообразо- 20 вание, возникающее в смеси при декомпрессии формы. Однако, как показывает эксперимент, в наружных слоях формы (или в низких, небольших формах) парообразование практически не происходит. Это является следствием того, что наружные слои формы имеют температуру только на о

i0-20 С выше температуры окружающей среды, и содержащегося в них 30 тепла недостаточно для сообщения находящейся в них воде теплоты парообразования (" 539 кал/г.). Закипает незначительная часть воды (iO,01 ), что приводит лишь к сни- З5 жению температуры смеси, а смесь, практически, не разрушается за счет парообразования.

Для создания условий, необходимых для интенсивного закипания воды в поверхностных слоях, следует и смесь ввести дополнительное тепло, что делается с помощью горячей воды

t так как каждый ее грамм при 100 С вносит 100 кал . Проведенный эксперимент показывает, что введение воды при 100-90 С в количестве

4-б . может поднять температуру о смеси на 30-40 С и создать необходимый запас тепла для образования объема пара, достаточного для разрушения формы при декомпрессии.

Форма подвергается декомпрессии до остаточного давления 100 — 300 гПа.

Как показывают эксперименты

55 на установке, пропитка открытых поверхностей формы водой позволяет снизить требования как к скорости

Понижение требований к глубине вакуума в 10-30 раз позволяет снизить энергоемкость способа за счет применения менее производительных и более дешевых вакуумных установок.

Предлагаемый способ выбивки литейных форм проверяется на экспериментальной установке, состоящей из герметичной камеры, через быстродействующий клапан соединенной с ресивером, в котором поддерживается разряжение. Используют опоки размерами в свету 500 х 400 мм и высотой 150 и 200 мм, в которых формуют отливку массой около 20 кг.

Состав формовочной смеси, : отработанная смесь 94-97; песок 3-6; бентонит 0,4-0,8; уголь О, 15-0,5.

Остаточное давление при выбивке изменяют от 150 до 300 гПа. Результаты выбивки форм размерами 500 х х 400 х 200/200 мм приведены в табл. 1, где знаком "плюс". отмечены случаи выбивки формы, а знаком

H н минус — случаи, когда форма не выбивается.

1154036

Продолжение табл. 2

Таблица 1

Увлажнение, г/см

L поверхности

ОстаточУвлажнение, г/см поверхности

Остаточное давное давление, гПа ление, гПа

) 0 0,025 0,150

250

150

200

350

250

f5

300

350

Увлажнение, г/см поверхности

Остаточное давление, гПа

0„.025 О, 150

150

200

Составитель Н. Зимина

Редактор А. Шандор Техред М.Надь

Корректор В. Бутяга

Заказ 2582/10 Тираж 747

RHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное филиал IIIIII "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Результаты выбивки форм размерами 500x400x150/150 мм представ- 20 лены в табл. 2.

Таблица 2

Таким образом, эксперименты пока-зывают, что для выбивки низких форм требуется большее разряжение (пп. 2 и 3 табл . 1 и ?) . Недостаток устраняется, если газопроницаемость поверхностных слоев путем увлажнения понижена. Надежная выбивка обеспечивается при остаточном давлении не выше 300 гПа. Нижний предел давления может быть сколь угодно малым, однако для создания давления ниже 100 гПа требуется использование двух насосов преднарительного и окончательного вакуумирова-ния, что значительно .удорожает стоимость и усложняет эксплуатацию выбивной установки.