Способ изготовления литейных оболочковых форм по постоянной модели

 

"а:<ан тФ1-ч" е"- %о. и;i < cк-я

igloo а ", ф

Союз Советскнк

Социапистинескик

Республик

К . АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву (5 l ) N. Кл.

В 22 С 9/ОО

В 22 С 9/12

В 22 С 1/16 (22) Заявлено 03.01.78 (21) 2564723/22-О2 с присоединением заявки Эй(23) Приоритет

Всударственннй квинтет (53) УДК621.742. .59:621.744. ,04(088.8) ав ленни изобретений и открытий

Опубликовано 15.06.8р. ктллетень рй 22

Дата опубликования описания 16,06,80. (72) Авторы изобретения

Ю, П. Ледян и Д. М. Кукуй

I (71) 3

Белорусский. ордена Трудового Красного Знамени

71) Заявитель политехнический институт (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ОБОЛОЧКОВЫХ

ФОРМ ПО ПОСТОЯННОЙ МОДЕЛИ!

Изобретение относится к области nN= тейного производства,. а именно к способам изготовления литейных оболочковых форм по постоянной модели прн использовании смесей с водными органическими связующими.

Известен способ изготовления оболочковых форм путем погружения разогретой металлической модели в смесь, находившуюся в емкости. Слой смеси, прилегакнций

1О к поверхности модели, под воздействием тепла затвердевает, образуя прочнутп оболочку {1) . Характерным для этого сцособа является необходимость использования дорогостоящих песчано-смоляных смесей т5 и неуправляемость процесса формирования оболочки.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления оболочковых форм путем формирования оболочки за счет тепловой энергии электрического полн. При использовании этого способа нагрев формообразующей поверх-

2 ности осуществляется электрическими спиралями, расположенными либо непосредст венно под формообраэуютцей поверхностью, либо в цолости нагревательной плиты.Ме таллическая модель, нагретая электрическими спиралямн до температуры твердения связукнцего вещества, погружается в

Ф емкость, заполненну1о смесью. Обычно в качестве связующих ветцеств используют смолы, например ПК-104. При цогруже-. нин разогретой модели в смесь протк .ходит затвердевание связующего за счет теплового воздействия в слоях, прилегающих к рабочей поверхности модели, После необходимой выдержки модель извлекается иэ емкости со смесью, На рабочей цо верхности модели образуется прочная обо лочка, толщина которой зависит от тем пературы поверхности и времени выдержки.

Половины формы отделяются от поверкнос тн модели и затем соединяются, образуя форму (2 . Данный способ .характеризует ся высокой стоимостью связутощен о,. неуправляемостью процесса и неравномерным

3 74038 распределением температур на модельной плите и моделях, в результате чего отдельные части оболочки имеют различную толшину, На вертикальных и наклонных

I частях модели оболочка в 1,5-3 раза тонь ше, чем на горизонтальных участках модельi ной плиты;Неуправляемость процесса при1 водит к тому, что необходимая толшина оболочковой формы определяется этими тонки.

f ми сечениями; в толстых сечениях, осо- 10 бенно по разъему формы, образуется неойравданная толшина сеченйя оболочкй, что требует повышенного расхода смеси. .Кроме того, нагрев массивной Модели и подмодельной плиты требует значительного расхода электрической энергии.Ланный способ не позволяет изготавливать оболочковые формы из смесей на soQHblx связу юших вешествах, таким как жидкое стекло, сульфитно-спиртовая, барда и т.д. 2О

Белью изобретения является ускорение формирования оболочки заданной толщины и ее полное обезвоживание.

Для достижения поставленной цели предлагаетса способ изготовления литейных д5 оболочковых форм по постоянной модели при использовании смесей с водными свя . зуюшими, включаюший погружение металлической модели в металлическую емкость со смесью, формирование оболочки эа 5О счет тепловой энергии электрического по- . ля и последуюшее извлечение модели вмес. те с оболочкой, отличительный признак которого заключается в том, что воздействуют на смесь постоянным электрическим З5 полем с напряженностью 480 В/см, создаваемым между моделью и емкостью.

Процесс получения оболочек согласно предложенному способу осушествляется сле дуюшим образом. Ю

Формовочную смесь, состояшу о иэ or неупорного наполнителя { кварцевого песка) .-- и водного связующего {жидкое стекло, \ сульфитно-спиртовая барда и подобное), помешают в металлическую емкость, подключенную к отрицательному полюсу источ ника постоянного напряжения, В формовочную смесь погружается токопроводяшая модель, подсоединенная к положительному полюсу источника постоянного напряжения.:

При погружении модели в смесь происх6дит уплотнение слоя смеси, прилегаюшего к поверхности модели. После этого между моделью и смесью создается- разность по55 тенциалов, Под воздействием постоянного эпектрйческого йоля молекулы воды начинают перемещаться от анода (модель) к катоду., В связи с атим происходит обез»

3 4. воживание прилегаюшего к поверхности модели слоя смеси. При этом свяэуюшее вешество твердеет и происходит образование оболочки. Скорость формирования оболочки прямо пропорциональна величине напряжен- ности электрического поля.

B начальный момент процесса смесь, приготовленная на водных связуюших вешествах, обладает высокой проводимостью, и во избежание сильного разогрева, который Может привести к образованию дефектов поверхности, формы, напряженность электрического поля следует поддерживать в пределах 4-35 В/см (в случае применения вешеств, обладаюших удельной электрической проводимостью до 15 1СГ5

19 10 Ом ° см, например, жидкого стекла). В случае применения свяэуюших вешеств, обладаюших удельной электрической проводимостью до 7 ° 10 - 9 ° 10

Ом ° см (например, ССБ), напряженность постоянного электрического поля следует поддерживать в пределах 8-50 В/см. При напряженности электрического поля ниже

4-8 В/см происходит резкое увеличение длительности процесса формирования оболочки.

В первый момент после включения напряжения между анодом и катодом возникает электрический ток. В связи с т1м, что зерна песка практически неэлектропроводны, проводником является тонкая пленка связуюшего вешества на поверхности зерен кварца. Вся затрачиваемая мощность выделяется в виде тепла в пленке свяэуюmего, вызывая интенсивный разогрев его и испарение влаги. Однако через 15-20 с после начала процесса происходит полное обезвоживание поверхностного слоя, прилегаюшего к аноду, и ток между анодом и катодом резко падает, Дальнейшее форми рование оболочки происходит за счет электроосмотического обезвоживания слоя смеси, прилегаюшей к аноду, в результате перемещения молекул воды к катоду. Толшина образуюшейся оболочки зависит от величины напряженности постоянного алектрического поля и длительности осуществления процесса, После завершения процесса формирования оболочки нужной толшины плита вместе с моделью извлекается из формы. В результате того, что адгеэия оболочки к поверхности мбдепи и. плиты значительно выше когезии незатвердевшей смеси, оболочка отделяется от смеси и извлекается вместе с моделью. Необходимо отделить оболочку от модели. Этот процесс может

Составитель. М. Куницкая

Редактор Е, Хорина Техред Н. Бабурка

Корректор М. немчик

Заказ 3088/10 Тираж 889:. Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб д /5 !

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5,7403 быть осуществлен при помощи толкателей.

Полученная оболочка полуформы соединя. ется со второй половиной и заливается металлом.

Оставшаяся неиспользованная смесь практически не теряет своих качеств и может быть использована для последующего изготовления оболочек.

Пример. Зля формовочной смеси, содержащей (%) 92 кварцевого песка,> 1в

2 глины и 6 жидкого стекла, с плотностью = 1,35 г/см и модулем 2,4 при

3 применении предлагаемого способа при напряженности E = 4 В/см и длительности процесса 40-60 мин толщина образовавшейся оболочки составляет 2-3 мм. Увеличение напряженности до Е 35 В/см приводит к образованию оболочки толщиной 4-6 мм через 10-15 мин, а через

40-60 мин толщина оболочки увеличива- Ю ется до 12-15 мм. Прочность на изгиб такой оболочки составляет 22 кгс/см .

Для формовочной смеси, содержащей (7)

91 кварцевого песка, 3 бентонита, 4 сульфитно-спиртовой барды, прйменение предлагаемого способа прн напряженности поля Е 10 В/см и длительности процесса

40-50 мнн обеспечивает формирование оболочки толщиной 3-4 мм. Увеличение напряженности до Е = 50 В/см при той же длительности процесса приводит к увеличению толщины оболочки до 16-20 мм.

Прочность на изгиб такой оболочки составляет 12 кгс/см .

83 6

Способ - прототип не обеспечивает получение оболочек иэ формовочных смесей с указанными водными связующими в технологически приемлемые сроки иэ-sa дли- + тельности обезвоживания слоя смеси, прилегающего к нагреваемой модели.

Формула иэобре тения

Способ изготовления литейных оболочковых форм по постоянной модели при использовании смесей с водными свяэуюши ми, включающий погружение металлической модели в металлическую емкость со смесью, формирование оболочки эа счет тепловой энергии электрического поля и последующее извлечение модели вместе с оболочкой, о т л и ч а ю m и и с я тем, что, с целью ускорения формирования оболочки заданной толщины и ее полного обезвоживания, воздействуют на смесь постоянным электрическим полем напряжен постыл 4 50 В/см, создаваемым между моделью и емкостью.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Инженерная монография Специаль ные способы литья, Л., Машиностроение, 1971, с, 125-149, 2. Пресяник Г. В. и др Йзготовление стержней по нагреваемой оснастке . M„

«Машиностроение, 1970, с, 132-179, (прототип).