Способ изготовления неразъемных литейных форм

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НЕРАЗЪЕМНЫХ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ; преимущественно по газифицируемым моделям, для получения точного литья, включающий нанесение формовочной смеси на охлажденную ниже ОС модель, уплотнение смеси, ее замораживание, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности труда за счет сокращения формообразования и повышения качества отливок, охлаждение модели осуществляют погружением в жидкий хладагент, .а замораживанию подвергают только S поверхностный слой уплотненной смеси путем вьдерживания ее на охлаж (Л денной модели в течение 3-5 мин. 00 О) 0UZ.i

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5ц4 В 22 С 9/04 9/00

:ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTGPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг. /

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

f10 ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3631979/22-02 (22) 03.06.83 (46) 07,08.85. Бюл.,М 29 (72) О.И.Шинский, В.И.Московка, В.А,Шевченко, А.И.Валигура, Е.Ф.Князев и М.Т.Левчук (71) Институт проблем литья АН Украинской ССР (53) 621.744.3:621.74.045 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 428843, кл. В 22 С 9/00, 1974.

Авторское свидетельство СССР

У 364380, кл. В 22 С. 7/07, 1973.

Авторское свидетельство СССР

9 718215, кл. В 22 С 9/00, 1980.

„„SU„„1171186 А. (54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НЕРАЗЪЕМНЫХ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ, преимущественно по газифицируемым моделям. для получения точного литья, включающий нанесение формовочной смеси на . охлажденную ниже 0 С модель, уплотнение смеси, ее замораживание, о тл и ч а ю шийся тем, что, с öåлью повышения производительности труда 3а счет сокращения формообразования и повьыения качества отливок, охлаждение модели осуществляют погружением в жидкий хладагент,,а замораживанию подвергают только поверхностный слой уплотненной смеси путем вьперживания ее на охлажденной модели в течение 3-5 мин.

1171186 2

Изобретение относится к литейному производству, в частности к технологии изготовления форм по выжигаемым моделям для изготовления. отливок иэ чугуна, алюминиевых и медных спла- 5 вов и сталей.

Целью изобретения является повышение производительности труда за счет сокращения продолжительности формообразования и повышение качества отливок.

На фиг. 1 и 2 показана последовательность основных операций технологического процесса изготовления формы. l5

Модель 1, предварительно изготовленную из полистирола, например, вспениванием гранул его в прессформе погружают в морозитель 2 с жидким хладагентом, например жидким 20 азотом. Затем охлажденную модель устанавливают в контейнер 3, засыпают его увлажненным сыпучим материалом 4, уплотняя его до заполнения контейнера. Таким образом, контакти- 25 рующий с моделью слой 5 влажной сме-, си замораживают, формируют прочную корочку полости формы под заливку вьдержкой смеси на модели. Не извле. кая газифицируемую модель, форму за- 30 ливаю.т расплавом.

Продолжительность вьдержки охлажденной до (-16)-(-60) С модели с уплотненной на ней смесью 3-5 мин.

За это время намерзает корочка фор- З5 мовочного материала толщиной 1015 мм, прочность которой на сжатие и разрыв может достичь 0,6-0,8 МПа и . 0,2-0,8 МПа (смесь из кварцевого песка влажностью 2-5 ). 40

Учитывая, что в процессе заливки модель газифицируется в форме, дополнительно возникает давление парогазовых продуктов деструкции модели, которое препятствует обвалу формы 45 в зазор металл-модель. Прочность образовавшейся замороженной корочки достаточна для получения отливок любой конфигурации.

Вьдержка охлажденной модели с фор-50 мой менее 3 мин приводит к образованию корочки малой прочности, недостаточной для сохранения конфигурации формы при заливке металлом. Вьдерж<а более 5 мин приводит к выравнива- 55 нию температуры по объему формы.

Продолжительность вьдержки формы после формовки перед заливкой ограничена интервалом 5-30 мин. Минимальное время вьдержкы перед заливкой необходимо для образования достаточной толщины и прочности замороженного слоя, сборки и транспортировки формы, а максимальное время до начала заливки определяется повышением температуры в замороженном слое формы, что ведет к потере его прочности и невозможности получения отливки сложной конфигурации.

Допускаемая температура охлаждения модели определяется морозостойкостью выбранного газнфицируемого материала. Например, в случае применения в качестве материала модели пенополистирола модель может быть охлаждена до температуры (-60) C.

При этом не наблюдается снижения прочности модели и нарушения ее геометрии, к как следствие,не снижается точность изготовляемых отливок.

Применение более морозостойкого материала, например полиуретана, допускает охлаждение модели до более о низких температур, порядка (-90) С, без существенного снижения точности и качества получаемых отливок.

Способ опробован при изготовлении замороженных форм для отливок шестерни привода вулканизатора из стали 45. Модель из полистирола ПСВ-Л погружают в жидкий азот при (-79) С и вьдерживают 9 мин. Охлажденную модель устанавливают в контейнер 3, засыпают увлажненным кварцевым песком и уплотняют вибрацией. Поверхностный слой 5 замораживается через 3-5 мин, формируя полость фор- . мы под заливку. Формы отправляют под заливку. При заливке отсутствуют случаи взрывов или захолаживания металла.

Сравнительные данные по сокращению продолжительности изготовления форм по известному.и предлагаемому способам приведены в таблице (по известному способу используют формоЭ вочную смесь с твердой углекислотой и изготавливают стержни и формы).

Как видно из таблицы, трудоемкость изготовления неразъемных замороженных форм для точного литья с газифицируемой охлажденной моделью с последующим замораживанием форм снижается на 7-8 по сравнению с известным способом, когда формы и стержни изготавливают из замороПоказатели

Способ

Известный

Предлагаемый

Трудоемкость изготовления стержней, Н/ч.

Трудоемкость изготовления гаэифицируемой модели, Н/ч

0,7

Продолжительность замораживания формы, мин

12 0

3,5

Продолжительность перемешивания смеси, мин

2,5 с углекислотой с водой

1,5

Продолжительность охлаждения модели, мин

9,0

160 мм

90 мм

+0,7

+0,4

60-70

+0,9

+0,45

90-100

2,0

0,5

4-6

2,5-4,0 женных смесей с применением твердой углекислоты. При этом повышается размерная точность отливок, уменьшается шероховатость поверхности, а также снижается брак отливок с

4-6 до 2,5-4X..

Брак отливок снижается за счет уменьшения трещинообраэования, так как в форме заморожен только погра" ничный слой и при термическом ударе при заливке металла остальная неза мороженная часть формы компенсирует расширение, в отличие от известного

Размерная точность на диаметре

Шероховатость поверхности1мкм

Брак по заливам, 7.

Окончательный брак, Х

171186 4 способа, при котором форма жесткая по всему об ьему.

Использование предлагаемого способа изготовления неразьемных замороженных форм позволит снизить трудоемкость изготовления форм, повысить качество отливок, снизить брак по заливам, исключить технологические операции изготовления стерж»

10 ней.

Экономический эффект от внедреиия иаоиретеиия составит 13-15 рур/т тчугунного литья.

1171186

Составитель Л.Шкленник

Редактор И.Николайчук Техред С.Мигунова Корректор Г. Решетник

Заказ 4776/11 Тираж 747 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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