Способ получения отливок в формах с наполнительным слоем из строительного песка

Авторы патента:

B22C9/00 - Литейные формы или стержни (для особых способов литья B22D); способы формовки (способы, требующие применения специальных формовочных машин, см. в соответствующих группах, к которым отнесены эти машины)

Владельцы патента RU 2763993:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" (RU)

Изобретение относится к литейному производству. Способ получения отливок в формах с наполнительным слоем из строительного песка включает изготовление двухслойной жидкостекольной формы с наполнительным слоем из строительного песка и облицовочного из литейного песка, наполнительный слой формы изготавливают из смеси строительного песка с 2-3% жидкого стекла, при этом последующую выбивку наполнительного и облицовочного слоев осуществляют в различных по мощности силовых режимах, при этом силовой режим, применяемый для выбивки наполнительного слоя составляет 0,2-0,3 от силового режима для облицовочного слоя. Технический результат изобретения – возможность применения строительного песка литейной формы для широкого спектра строительных материалов. 1 табл.

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для получения отливок в жидкостекольных литейных формах, наполнительный слой которых выполнен из строительного песка с сохранением технологических свойств песка наполнительного слоя литейной формы для применения в строительной отрасли после осуществления отливки.

Известен способ изготовления двухслойных песчаных форм, включающий формирование наполнительного слоя «из строительного песка и связующего в виде жидкого стекла в количестве 4% от веса строительного песка» [1]. Способ позволяет получить годные отливки и использовать выбитый песок в строительстве. Однако не позволяет обеспечить достаточную прочность высокопрочных строительных материалов. Прочность бетона марки 100 на выбитом песке через 28 суток соответствовала только требованиям летнего времени. Это обстоятельство вызвано завышенным содержанием жидкого стекла, попадающего в отработанный строительный песок за счёт его исходного содержания в наполнительной смеси и попадания в него из облицовочной смеси при традиционном едином режиме выбивки отливки, что создает проблему в максимизации экономической эффективности применения выбитого песка в строительстве.

Задачей настоящего изобретения является создание технологии обеспечивающей повышение её экономической эффективности за счёт возможности применения строительного песка литейной формы для широкого спектра строительных материалов. Поставленная задача решается путём снижения содержания жидкого стекла в наполнительной смеси до 2-3% и гарантированного предупреждения попадания облицовочной жидкостекольной смеси в наполнительную смесь разными режимами выбивки наполнительной и облицовочной смеси. При этом силовой режим выбивки для каждого слоя формы назначается в соответствии с лабораторными испытаниями уровней работы выбивки смеси [2], а выбивка наполнительного слоя должна быть как можно более щадящей, по опытным данным - в 3-5 раз слабее выбивки облицовочного слоя.

Пример реализации заявляемого способа сегрегации. После осуществления отливки в двухслойную литейную форму, наполнительный слой которой выполнен из строительного песка со связующим в виде жидкого стекла в количестве 2-3%, форму подвергают выбивке на стенде с различным режимом знакопеременного воздействия. Так для разрушения менее прочного наполнительного слоя применяют силовой режим с знакопеременным перемещением стола стенда, составляющий 0,2-0,3 от такового для облицовочного слоя. Полученный в результате «щадящего воздействия» отработанный песок наполнительного слоя удаляют и увеличивают в 3-5 раз силовой режим стенда для выбивки смеси облицовочного слоя.

Для опробования предложенного способа приготовили смеси с 2% и 3% жидкого стекла на строительном песке, полученном с домостроительного комбината. Перед испытанием осуществили продувку песчаной смеси углекислым газом. При продувке формовочной смеси углекислым газом между углекислым газом и жидким стеклом идёт химическая реакция, в результате который форма или стержень приобретают необходимую прочность.

Прочность песчаной смеси после продувки углекислым газом, как того требуют условия испытания, представлена в таблице 1.

Прочность песчаной смеси

Табл.1

№ опыта	Содержание жидкого стекла,%	Прочность, на сжатие Мпа	Требуемая прочность на сжатие, МПа
1	2	0,30	0,06-0,1
2	3	0,45	0,06 – 0,1

Смесь с 3% жидкого стекла отправили назад, на домостроительный комбинат, как исходный песок. В лаборатории осуществили стандартную проверку на пригодность для производственного процесса комбината. Из протокола [3] официального испытания песка следует заключение, что «песок соответствует требованиям ГОСТ 8736-93 [4] и может быть использован в качестве инертного наполнителя при изготовлении бетонных и растворных смесей».

Как видно из таблицы, исследуемые смеси по прочности удовлетворяют требованиям литейного цеха.

Таким образом, технический эффект налицо: предлагаемый способ позволяет использовать наполнительную жидкостекольную формовочную смесь литейного производства в производстве более дорогостоящих строительных материалов.

Литература:

1. Грузман В.М. Способ изготовления двуслойных песчаных форм. Патент № 2700895. МПК В22С 9/00. Патентообладатель Уральский федеральный университет, г. Екатеринбург. Приоритет от 30.07.2018, опубл. 23.09.2019 г., бюл. №27.

2. А.М. Лясс. Быстротвердеющие формовочные смеси. Машиностроение. М., 1965, с. 226.

3. Протокол испытаний № 403/165 от 07.12.2018г. Песок для строительных материалов. ООО «Огнеупор-Керамика». Лаборатория огнеупоров.

4. ГОСТ 8736093. Песок для строительных работ. Технические условия. с.1

Способ получения отливок в формах с наполнительным слоем из строительного песка, включающий изготовление двухслойной жидкостекольной формы с наполнительным слоем из строительного песка и облицовочного из литейного песка, отличающийся тем, что наполнительный слой формы изготавливают из смеси строительного песка с 2-3% жидкого стекла, при этом последующую выбивку наполнительного и облицовочного слоев осуществляют в различных по мощности силовых режимах, при этом силовой режим, применяемый для выбивки наполнительного слоя, составляет 0,2-0,3 от силового режима для облицовочного слоя.

Изобретение относится к области литейного производства. Тело литейной формы со встроенным холодильником для использования в литейной форме содержит литейную полость, первую полость холодильника, первый наполнительный канал и первый материал холодильника.

Способ оценки извлекаемости стержневых и формовочных смесей // 2763105

Изобретение относится к литейному производству. Способ оценки извлекаемости стержневых и формовочных смесей заключается в изготовлении экспериментального образца смеси и его предварительном уплотнении в гильзе с нанесенным разделительным покрытием, которая затем помещается в установку, предназначенную для измерения показателя извлекаемости, содержащую в основании кольцо, обеспечивающее гарантированный зазор между образцом смеси и основанием установки, механический привод, приводящий в движение прижимной винт и передающий усилие поршню, соединенному с динамометром, фиксирующим числовое значение максимального усилия, прилагаемого на образец смеси до момента его непосредственного сдвига относительно гильзы в направлении зазора.

Способ изготовления литейных форм и литейных стержней, пригодных для изготовления изделий из волокнистых композиционных материалов или литых деталей из металла или полимерного материала, формовочные материалы и связующие, используемые в способе, а также литейные формы и стержни, изготовленные этим способом // 2762467

Изобретение относится к области литейного производства. Способ изготовления литейных форм и литейных стержней, пригодных для изготовления изделий из волокнистых композиционных материалов или литых деталей из металла или полимерного материала, посредством 3D-печати включает формирование слоя из предварительно обработанного зернистого формовочного материала, нанесение на этот слой связующего или по меньшей мере одного компонента связующего в жидкой форме и многократное повторение стадий формирования слоя зернистого формовочного материала и нанесение на него связующего.

Система литья // 2760016

Изобретение относится к системе литья расплавленных металлов, в частности к системе литья, содержащей защитный кожух для передачи расплавленного металла между ковшом и литейной полостью в форме. Система литья расплавленных металлов включает в себя форму, содержащую литейную полость, имеющую впускное отверстие, и канал между верхней поверхностью формы и впускным отверстием.

Способ изготовления металлопластиковой оснастки и устройство для его осуществления // 2759368

Изобретение относится к области литейного производства и касается способа изготовления литейной оснастки. Способ изготовления металлопластиковой оснастки включает нанесение разделительного покрытия на модель-негатив, установку металлического каркаса на верхнюю плоскость модели-негатива с обеспечением эквидистантного зазора в интервале от 8 до 15 мм между моделью-негативом и металлическим каркасом для обеспечения заданной геометрии поверхности изготавливаемой металлопластиковой оснастки, при этом в металлическом каркасе заранее выполняют отверстие для отвода воздуха, а также отверстие для заливки смол, после чего в отверстие для заливки смол устанавливают заливочную воронку, а в отверстие для отвода воздуха устанавливают выпор, далее осуществляют подготовку в заданной пропорции смеси заливочных смол холодного отверждения и производят ее заливку в эквидистантный зазор, образованный между моделью-негативом и металлическим каркасом, до тех пор, пока смесь заливочных смол холодного отверждения не дойдет до линии разъема изготавливаемой металлопластиковой оснастки, после заливки производят выдержку при нормальной цеховой температуре для полной полимеризации смеси заливочных смол холодного отверждения, после выдержки полученную готовую металлопластиковую оснастку извлекают из устройства и при необходимости подвергают дальнейшей механической обработке.

Установка и способ изготовления песчаного стержня // 2745270

Настоящее изобретение относится к установкам и способам изготовления песчаного стержня. Установка содержит стержневой ящик (1), подающее устройство для введения смеси песка и неорганического связующего в стержневой ящик (1) и устройство (3) для отверждения для введения сжатого горячего воздуха, направляемого по определенному каналу, с целью отверждения смеси, в стержневой ящик (1).

Получение отлитых под давлением деталей в одноразовых формах // 2742640

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для литья под давлением деталей (3) в одноразовых формах (1). Отливаемую под давлением деталь (3) изготавливают по стадиям.

Способ изготовления двухслойных песчаных форм // 2700895

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при получении стальных отливок. Облицовочный слой двухслойной песчаной формы содержит литейный формовочный песок и жидкостекольное связующее в количестве 7% от веса литейного формовочного песка.

Способ формирования работающего под давлением смазочного контура в компоненте двигателя (варианты) // 2697295

Изобретение может быть использовано при изготовлении смазочной системы в двигателе внутреннего сгорания. Способ формирования работающего под давлением смазочного контура в компоненте двигателя заключается в том, что придают форму материалу выплавляемого сердечника для формирования внутреннего работающего под давлением смазочного контура посредством формирования трех секций.

Головка блока цилиндров для двигателя внутреннего сгорания (варианты) // 2694978

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Головка (100) блока цилиндров для двигателя внутреннего сгорания содержит внутренний конструкционный металлический элемент (102), имеющий первую пластину (104), образующую стыковочную поверхность (106) головки блока цилиндров и образующую ряд тарельчатых потолков (108) цилиндров.