Способ изготовления объемных литейных форм из сыпучих жидкостекольных смесей по разовым выплавляемым моделям



Способ изготовления объемных литейных форм из сыпучих жидкостекольных смесей по разовым выплавляемым моделям
Способ изготовления объемных литейных форм из сыпучих жидкостекольных смесей по разовым выплавляемым моделям
Способ изготовления объемных литейных форм из сыпучих жидкостекольных смесей по разовым выплавляемым моделям

 


Владельцы патента RU 2512710:

Маляров Аркадий Ильич (RU)
Солохненко Василий Васильевич (RU)

Изобретение относится к области литейного производства. Способ включает формовку жидкостекольной смеси и удаление модельного состава. Жидкостекольная смесь содержит огнеупорный наполнитель, жидкое стекло и жидкий отвердитель. Выплавление модели осуществляют при 180°С, а удаление остатков воскообразного модельного состава производят при температуре 400-500°С в неокисленной атмосфере печи сопротивления. Обеспечивается образование в поверхностном слое рабочей полости литейной формы полимерных коксов, проникающих в поры поверхностного слоя литейной формы и увеличивающих ее прочность путем уменьшения осыпаемости этого слоя и обеспечивающих снижение образования пригара путем образования защитного газа - монооксида углерода. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 табл.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано для изготовления мелких и средних отливок технического и художественного назначения, сложной конфигурации из черных и цветных сплавов.

Уровень техники

Известны способы формовки по разовым моделям в многослойные оболочковые формы (см. Авт. свидетельства №136014, 154371, 113575).

Неразъемная многослойная оболочковая форма изготавливается по неразъемным разовым моделям. Формирование одного слоя оболочки осуществляется погружением модели (модельного блока) в суспензию маршаллита в гидролизованном этилсиликате с последующей обсыпкой кварцевым песком и сушкой. Удаление моделей осуществляется выплавлением, выжиганием или растворением. При использовании воскообразных моделей остатки воскообразного модельного состава, впитавшегося в форму, выжигают при прокалке форм перед заливкой.

Недостатками способа являются:

- длительность процесса формирования оболочки (каждый слой формируется в течение 2-3 часов);

- седиментационная неустойчивость суспезии маршаллита в гидролизованном этилсиликате, требующая постоянного перемешивания суспензии;

Однако в случае использования разовых воскообразных моделей для изготовления объемных форм пригодны только сыпучие жидкостекольные смеси, уплотняемые вибрацией.

При использовании пластичных песчано-глинистых смесей невозможно получить достаточную плотность формы без повреждения модели из воскообразных модельных составов.

Смеси на основе синтетических смол при выжигании впитавшегося в форму воскообразного модельного состава перед заливкой металлом разрушаются.

В настоящее время для изготовления объемных форм широко используются жидкостекольные смеси с пониженным содержанием жидкого стекла до 3.5%, отверждаемые жидкими катализаторами. Эти смеси (см. Авт. свидетельство №2033882) обладают значительно лучшей выбиваемостью, чем смеси с содержанием жидкого стекла порядка 6-7%, но пониженной выбиваемостью в сравнении со смесями на синтетических смолах. К недостаткам жидкостекольных смесей с 3.5% жидкого стекла можно отнести:

- значительная потеря прочности и увеличение осыпаемости смеси при нагреве до 200°С (Формовочные материалы и технология литейной формы: Справочник / С.С. Жуковский, Г.А. Анисович, Н.И. Давыдов и др. Под общ. Ред. С.С. Жуковского. - М.: Машиностроение, 1993, - 432 с., ил. - (Технология литейного производства));

- затрудненная регенерация, количество регенерата, используемого в приготовлении новой смеси, не должно превышать 50-70% (тот же источник).

Из литературных данных известно, что высокая термостойкость смесей с синтетическими смоляными связующими при заливке металлом объясняется тем, что под воздействием высокой температуры углеводороды смолы распадаются с образованием полимерных коксов. Эти коксы при условии неокислительной атмосферы обеспечивают высокую термостойкость смеси и могут существовать вплоть до температуры 3000°С (Жуковский С.С., Лясс A.M. Формы и стержни из холоднотвердеющих смесей. М.: Машиностроение, 1978. 224 с.).

В качестве ближайшего аналога выбран способ изготовления литейных форм из жидкостекольной смеси по разовым моделям (Литье по газифицируемым моделям. Под редакцией Ю.А. Степанова. М.: Машиностроение. 1976 (Инженерные монографии по литейному производству) 224 с.).

Раскрытие изобретения

Задача настоящего изобретения заключается в разработке технологического процесса изготовления объемных опочных форм из сыпучих жидкостекольных смесей по воскообразным моделям, обеспечивающего хорошую выбиваемость отливок из объемных опочных форм и регенерируемость песчаной основы смеси.

Сущность изобретения заключается в том, что технологический процесс состоит из изготовления объемных опочных форм из сыпучих жидкостекольных смесей по выплавляемым воскообразным моделям и отличается тем, что:

- используется смесь с пониженным содержанием жидкого стекла до 2-2,5%;

- остатки воскообразного модельного состава, впитавшегося в форму, при удалении моделей не выжигают, а карбонизируют в условиях неокислительной атмосферы.

Отличие данного технического решения от известного состоит в том, что:

- при удалении выплавлением модельного состава в поверхностном слое рабочей полости литейной формы образуют полимерные коксы, проникающие и поры поверхностного слоя литейной формы и увеличивающие ее прочность путем уменьшения осыпаемости этого слоя, а при взаимодействии этого слоя с заливаемым в литейную форму металлом обеспечивают снижение образования пригара путем образования защитного газа - монооксида углерода;

- жидкостекольная смесь содержит, мас.%:

жидкое стекло (с модулем - 2,5, плотностью - 1,44 г/см3) - 2…2,5;

жидкий отвердитель (марки - «Катасил 1М») - 0,2…0,25;

огнеупорный наполнитель (кварцевый песок марки 2К2О1О2) - основа;

- после выплавления модели при 180°С удаление остатков воскообразного модельного состава производят при температуре 400-500°С в неокислительной атмосфере печи сопротивления.

Достигаемый технический результат заключается в том, что увеличивается прочность поверхностного слоя литейной формы при существенном снижении затрат на выбивку и регенерацию формовочной смеси, а также снижение образования пригара на отливках.

Изобретение поясняется чертежами, где на:

Фиг.1 - уплотнение верхней части формы;

Фиг.2 - уплотнение нижней части формы и выступающей части формы («болвана»);

Фиг.3 - положение формы в печи при вытопке и прокалке.

На фасонный подопочный щиток 1 (см. фиг.1) устанавливают опоку 2 и воскообразную модель отливки 3, изготовленную заодно с моделью стояка 4 и моделью воронки 5. После этого производят уплотнение смеси 6.

После уплотнения смеси (см. фиг.2) в верхней части формы ее вместе с фасонным подопочным щитком 1 переворачивают, удаляют фасонный подопочный щиток 1 и уплотняют смесь 6 в нижней части формы в опоке 2 по моделям 3, 4, 5.

После отверждения смеси готовую форму, состоящую из опоки 2 (см. фиг.3), смеси 6 и с находящимися внутри моделями 3, 4, 5 помещают в печь сопротивления для выплавления модельного состава и прокалки. Форма устанавливается на опоры 7 над поддоном для выплавленного модельного состава 8. Выплавление модельного состава проводят горячим воздухом в печи сопротивления при 180°С. Модельный состав, расплавляясь, стекает в поддон 7, частично впитываясь в поры литейной формы. Перед прокалкой поддон с выплавленным модельным составом 8 удаляют из печи. Прокалку формы проводят при температуре 400-500°С в неокислительной атмосфере печи сопротивления.

Примеры использования изобретения

Экспериментально установлено, что коксы, образующиеся при выжигании остатков модельного состава в форме, компенсируют увеличение осыпаемости жидкостекольной смеси при нагреве (табл.1, табл.2).

В таблице 1 представлены значения осыпаемости, полученные на стандартных образцах диаметром 50 мм и высотой 50 мм, имитирующих стержни. В таблице 2 представлены значения осыпаемости, полученные на кольцевых образцах наружным диаметром 100 мм, внутренним диаметром 50 мм и высотой 50 мм, имитирующих формы.

Таблица 1
Осыпаемость стандартных образцов диаметром 50 мм и высотой 50 мм
Вид образцов Осыпаемость в % при содержании жидкого стекла
2,0% 2,5% 3,0% 3,5%
1. Образцы, испытанные при комнатной температуре 1,91 0,79 0,46 0,29
2. Образцы, нагретые до t - 400°С 38,90 15,42 9,51 5,36
3. Образцы после вытопки и коксования остатков модельного состава при t - 400°С 0,08 0,07 0,05 0,03
Таблица 2
Осыпаемость кольцевых образцов наружным диаметром 100 мм, внутренним диаметром 50 мм и высотой 50 мм
Вид образцов Осыпаемость в % при содержании жидкого стекла
2,0% 2,5% 3,0% 3,5%
1. Образцы, испытанные при комнатной температуре 0,46 0,15 0,10 0,07
2. Образцы, нагретые до t - 400°С 4,97 3,08 2,70 1,64
3. Образцы после вытопки и коксования остатков модельного состава при t - 400°С 0,11 0,09 0,08 0,06

1. Способ изготовления объемных литейных форм из сыпучих жидкостекольных смесей по разовым выплавляемым моделям, включающий формовку жидкостекольной смеси, содержащую огнеупорный наполнитель, жидкое стекло и жидкий отвердитель, удаление модельного состава выплавлением при нагреве, отличающийся тем, что выплавление модели осуществляют при 180°С, удаление остатков воскообразного модельного состава производят при температуре 400-500°С в неокисленной атмосфере печи сопротивления, при этом в поверхностном слое рабочей полости литейной формы обеспечивают образование полимерных коксов, проникающих в поры поверхностного слоя литейной формы для увеличения ее прочности за счет уменьшения осыпаемости слоя, и обеспечивают образование защитного газа - монооксида углерода для снижения пригара.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют жидкостекольную смесь, содержащую, в мас.%:

жидкое стекло с модулем - 2,5 и плотностью - 1,44 г/см3 2…2,5
в качестве жидкого отвердителя - Катасил 1М 0,2…0,25
в качестве огнеупорного наполнителя
кварцевый песок марки 2К20102 основа



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области литейного производства. .
Изобретение относится к области литейного производства. .

Изобретение относится к литейному производству. .

Изобретение относится к литейному производству. .
Изобретение относится к литейному производству. .

Изобретение относится к области литейного производства. .

Изобретение относится к области литейного производства. .

Изобретение относится к области литейного производства. .

Изобретение относится к литейному производству. Опоки транспортируют к месту формовки. Модельные плиты обдувают и покрывают разделительным составом. На модельные плиты устанавливают опоки и заполняют их формовочной смесью. Уплотняют встряхиванием и подпрессовкой. В верхней полуформе выполняют вентиляционные каналы, устанавливают фильтр, формообразующий стержень и прибыльную вставку из изотермической или экзотермической смеси. Прибыльную вставку устанавливают в посадочное гнездо, совмещенное с зумпфом, выполненное в знаковой части формообразующего стержня. На боковой поверхности прибыльной вставки выполнено окно для бокового питания отливки, выступающее за пределы прибыльной вставки в сторону полости отливки и формирующее шейку прибыли. Шейка прибыли и прибыль под вставкой находятся в одной полуформе. Обеспечиваются снижение металлоемкости литниковой питающей системы и повышение эффективности ее работы. 2 ил.

Изобретение относится к области литейного производства. Способ включает изготовление промодели, формы и заливку ее металлополимерным компаундом. На 100 частей эпоксидной смолы ЭД-20 берут 150-170 частей алюминиевого порошка в качестве наполнителя, 10-12 частей полиэтиленполиамина в качестве отвердителя и 12-20 частей дибутилфталата в качестве пластификатора. Затвердевание металлополимерной композиции осуществляют в течение 12-20 часов. Обеспечивается изготовление моделей высокой точности. 1 ил.

Группа изобретений относится к устройствам формования литьем скважинного снаряда, калибровочным кольцам и способам изготовления калибровочного кольца для применения в устройстве. Технический результат заключается в устранении или снижении ослабляющего растрескивания отливки, в эффективном изготовлении отливки. Калибровочное кольцо включает в себя форму под диаметр буровой коронки и один или более вытесняемых объемов каналов для выноса бурового шлама, продолжающихся внутри по внутренней поверхности формы под диаметр буровой коронки. Вытесняемый объем канала для выноса бурового шлама включает в себя первый конец, второй конец и лицевую поверхность, продолжающуюся от первого конца до второго конца. На внутренней поверхности калибровочного кольца выполнена, по меньшей мере, одна канавка, которая ослабляет возникающие в отливке во время процесса литья напряжения. Согласно некоторым вариантам осуществления, по меньшей мере, одна канавка выполнена на лицевой поверхности вытесняемого объема канала для выноса бурового шлама. Дополнительно в одну или более канавок введен нейтрализующий давление материал. 3 н. и 31 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к литейному производству. Песчано-глинистая форма содержит вертикальный стояк. В стояк установлена керамическая вставка, имеющая спиралевидный выступ на ее внутренней поверхности. Обеспечивается ламинарное движение потока расплава. 2 ил.

Изобретение относится к области литейного производства. Форма выполнена тонкостенной из чугуна ферритного класса и получена литьем в песчано-бентонитовые формы. Чугун содержит, вес.%: углерод 3,0-3,6, кремний 2,0-2,7, марганец 0,1-0,4, молибден 0,2-0,8, ванадий 0,07-0,2, никель 0,3-1,0, медь 0,1-0,5, магний 0,015-0,04, алюминий 0,05-0,15, сера 0,00-0,025, фосфор 0,00-0,10, железо - остальное. Обеспечивается повышение теплопроводности и предела прочности форм. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Заявленное изобретение относится к литейному производству. Бандажированная литейная форма содержит литьевой узел, литейную воронку, чашу со связующим веществом, болванку, центральный литник, форсунку, литейный материал и бандажированный узел. Обеспечивается устранение поломок литейной формы и возможность использования связующего материала повторно. 4 н. и 33 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к литейному производству и используется при литье стальных деталей для тележек грузовых железнодорожных вагонов, в частности надрессорных балок, боковин. Верхняя часть формы формуется с отпечатком модели отливки с минимальным припуском. Верхняя половина модели отливаемого изделия помещается на опоку, в результате чего между верхней частью модели и отпечатком с минимальным припуском образуется зазор. В зазор вдувается песчано-смоляная смесь, которая образует формовочный слой между отпечатком с минимальным припуском в опоке и верхней половиной модели. Песчано-смоляная смесь отверждается, образуя форму, толщина которой равна толщине зазора между отпечатком с минимальным припуском и верхней половиной модели отливаемого изделия. Нижняя часть пресс-формы формуется аналогичным образом. Обеспечивается повышение точности стальных литых деталей. 3 н. и 21 з.п. ф-лы, 38 ил.

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления образцов из дорожно-строительных материалов. Форма содержит корпус, расположенный на подставках, и верхние и нижние вкладыши. Корпус выполнен в виде полого параллелепипеда. На внутренних поверхностях больших сторон корпуса выполнены вертикальные пазы прямоугольного сечения, в которых размещены перегородки, образующие отверстия для образцов. Верхние и нижние вкладыши выполнены с возможностью их размещения в отверстиях для образцов. Обеспечивается снижение сложности и трудоемкости изготовления образцов. 3 ил.
Наверх