Способ подготовки литейных форм под заливку и опорный наполнитель для формовки

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< 876288 (61) Дополнительное к авт. саид-ву

1 (22) Заявлено 030779 (21 ) 2823876/22-02 (53)М. Кл3 с присоединением заявки М(23) ПриоритетВ 22 D 27/20

В 22 С 9/04

Государственный комитет

ССС P но делам изобретений н открытий

Опубликовано 30.1081, Бюллетень N9 40

Дата опубликования описания 30.10.81 (72) Автор изобретения

В.Л. Лапин (71) Заявитель (54) СПОСОВ ПОДГОТОВКИ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ

ПОД ЗАЛИВКУ И ОПОРНЫЙ HAIIOJIHHTEJIb

ДЛЯ ФОРМОВКИ перед заливкой закрывают крышкой, жесткого замкнутого объема (1).

Но при таком способе подготовки литейных форм замкнутый объем в контейнере создают для предотвращения вспучивания наполнителя и сохранении геометрии полости формы от давления жидкого металла до момента образования корочки металла.

В качестве опорного наполнителя используют различные материалы, но наиболее распространенным является кварцевый песок (2).

Применение в качестве опорного материала обычного кварцевого песка, хотя и .позволяет получать плотные высокогерметичные отливки без прибылей из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (содержание

С > 3,43), но при дальнейшем снижении содержания углерода в чугуне

1не может обеспечить приложение давления на кристаллиэующуюся отливку на более ранней стадии.

Цель изобретения — снижение расхода металла и повышение качества отливок.

Поставленная цель достигается тем, что по предлагаемому способу подготовку литейных форм под заИзобретение относится к литейному производству и может быть использовано для получения качественных от-, ливок иэ серного чугуна с,пластинчатым и шаровидным графитом без прибылей.

При получении отливок иэ чугуна с шаровидным графитом 20-40% жидкого металла расходуется на прибыли.

Основной причиной этого является большое предусадочное расширение отливок. При подавлении предусадочного расширения объем графита, выделяющегося внутри кристаллиэующейся f5 отливки, достаточен для компенсации усадки, и отливки можно получать беэ прибылей. Последнее повышает структурную однородность отливок. В кристаллизующейся отливке образуется внутреннее.давление, что повышает плотность графитовых включений и металлической основы и, следовательно, герметичность отливок.

Известен способ подготовки литейных форм под заливку, включающий формовку в контейнере литейной формы или модели сыпучим опорным наполнителем, уплотнение его в контейнере и создание в контейнере, который 30 (53) УДК 621.744. .527.56:621. .74.045(088.8) 876288 ливку, включающему формовку в контейнере литейной формы нли модели сыпучим наполнителем, осуществляют путем уплотнения сыпучего опорного наполнителя на 6-15% от его первоначального объема и создания вокруг него жесткого замкнутого объема.

При этом для получения сложных . труднопитаемых отливок в качестве сыпучего огнеупорного материала применяют кристобалит или он замешен квар- о цевым песком в количестве 50 вес.%.

B известном способе подготовки литейных форм под заливку с использованием сыпучего опорного наполнителя его уплотняют и перекрывают в контейнере, исходя.из условия сохранения 15 полости формы во время заливки металла в форму. В качестве наполнителя используют кварцевый. песок или металлическую дробь.

В предлагаемом изобретении степень gQ уплотнения 6-15% и создание вокруг сыпучего наполнителя жесткого замкнутого объема приняты из условия получения на поверхности кристаллизующейся отливки противодавления предусадочному расширению (около 8 кгс/см ).

Способ осуществляется следующим образом.

Пример 1. Керамическую оболочку, полость которой представляет цилиндр диаметром 100 мм и высотой

300 мм, изготовленную по выплавляемым моделям, поместили в металлический контейнер. Пространство между оболочкой и стенками контейнера запол-. нили кварцевым песком марки 1К315 с уплотнением его методом вибрации.

Уплотнение составило 8% от первоначального объема. Контейнер закрыли крышкой, причем крышка вплотную 40 прилегала к кварцевому песку, обеспечивая вокруг него жесткий замкнутый объем. Чугун эвтектического сос" тава с содержанием элементов,%

С = 3,48у Si = 2r5ó Ип = 0,56у 45

P = 0,1; Cr = 0,1; Mg = 0,05 и температурой 1350 С залили в полость форйы через стояк керамической обо» лочки, конец которого проходит через отверстие крышки и несколько высту- О пает над ней. Под действием тепла залитого металла кварцевый песок, окружающий керамическую оболочку, нагревается и дает к концу затвердевания отливки объемный эффект; равный

1,8% от объема песка или около 12% от объема отливки (данные получены расчетным способом). В результате этого на кристаллизующуюся.отливку .

)было создано противодавление около

12 кгс/см .. Отливка получена плотной 60 без прибыли.

Пример 2. Модель шара из пенополистирола диаметром 100 аеа поместили в контейнер. Пространство между моделью и стенками контейнера 65 заполнили кварцевым песком с уплотнением его вибрацией. Уплотнение составило 15% от первоначального объема. Контейнер закрыли крышкой для создания жесткого замкнутого объема. Чугун с содержанием элементов, %: С = 3 42; Si = 2 30; Mn =

0,56у Р = 0,1р Сг = 0,1; Мд = О,д5 и температурой 1330 С залили в пространство, образованное пенополистиро ловой моделью. Отливка получена плотной без прибыли.

Пример 3. На модель полушара, покрытую полиэтиленовой пленкой, установили половинку контейнера.

Через отверстие в контейнере стали подавать кристобалит с уплотнением его вибрацией. Уплотнение составило

6% от первоначального объема. Отверс- тие плотно закрыли крышкой и между пленкой и стенками половинки контейнера создали вакуум. Полуформу шара сняли с модели. Аналогичным образом изготовили вторую полуформу шара.

Полуформы собрали вместе и в полость готовой. формы залили чугун состава, %г С = 3,26р Б1 = 2,50у Мп = 0,56;

P = 0,1; Cr =0,1; Mg = 0,05 и температурой 1350 С.Отливка получена плотной без прибыли.

Величина уплотнения сыпучего материала 6-15% является оптимальной по следующим соображениям. При уплотнении, меньшем 6%, еще не достигается достаточной сопротивляемости сыпучего материала предусадочному расширению отливки, и объемный эффект от теплового расширения в значительной степени расходуется на дальнейшее повышение его плотности. Давление на кристаллизующуюся отливку со стороны сыпучего наполнителя в этом случае ие достигает требуемой величины, - около 8 кгс/см . Уплотнение свыше 15% связано со значительными техническими трудностями, потерей производительности, увеличением энергетических затрат и т.п.

Кроме того, черезмерная степень уп лотнения может вызвать в отливках, имеющях поднутрения, увеличение внутренних напряжений из-за затрудненной усадки после затвВрдевания

Отливки

Оптимальная величина уплотнения сыпучего материала в пределах 6-15% от первоначального объема для отливок каждой группы или марки чугуна устанавливается экспериментально. П©н получении наилучшего качества величина уплотнения считается оптимальной и поддерживается в дальнейшем постоянно на этом уровне для данной группы отливок и марки, чугуна. Заданную степень уплотнения можно достигать различными известными способами: по времени приложения вибрации,. дозированием подаваемого сыпучего материала и т.д.

876288

Формула изобретения

Составитель И. Куницкая

Редактор, A. Власенко Техред А.Ач Корректор В, Бутяга ю юю

Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР, по делам изобретений и открытий

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

Заказ 9448/11 юе ю«ю е

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

Заключение в жесткий замкнутый объем уплотненного на 6-15% сыпучего материала также имеет принципиальное значение, в противном случае объемный эффект, полученный при йагреве сыпучего материала, будет полностью из-. расходован на его перемещение в свободные объемы контейнера и требуемое давление на кристаллизующуюся отливку ,не достигается. l

Преимущество использования кристобалита перед обычным кварцевым песком заключается в том, что он, по сравнению с последним, имеет почти в 2 раза больший объемный эффект при нагревании до одной и той же температуры. Это позволяет использовать кристобалит при получении более сложных отливок с более низким содержанием углерода из чугуна .без прибылей. Количество кристобалита в пределах 50-100% является оптималь- 20 ным по тем соображениям, что содержание его в составе менее 50% усложняет технологический процесс, не давая заметных преимуществ с точки зрения увеличения объемного эфФекта.

Использование предлагаемого способа подготовки литейных форм под заливку и кристобалита в качестве . сыпучего опорного материала обеспечивает получение плотных отливок из серого чугуна с пластинчатым и шаровидным графитом беэ прибылей любой конфигурации. Это позволяет снизить расход жидкого металла на 20-403 повышает качество отливок за счет уменьшения массивности узлов сопряжения отливки и прибылей вследствие исключения последних, позволяет избежать образования трещин.

Способ может найти применение при литье по выплавляемым н выжигаемым моделям с использованием сыпучего опорного наполнителя, нри литье по

V-процессу и при литье в кокиль, облицованный сыпучим наполнителем по

V-процессу.

1. Способ подготовки литейных форм под заливку, включающий формовку литейной формы или модели сыпучим опорным наполнителем и его уплотнение в контейнере, в который предварительно размещают литейную форму или модель, и который перед заливкой закрывают крышкой с созданием в нем жесткого замкнутого объема, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью получения качественных отливок из серого чугуна без прибылей, сыпучий опорный наполнитель уплотняют на

6-153 по отношению к первоначальному его объему в контейнере.

2. Опорный наполнитель для формовки литейных форм или модели на основе огнеупорного материала, о т л ич а ю шийся там, что в качестве огнеупорного материала он содержит кристобалит.или замещен кварцевым песком в количестве 50 вес.Ъ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиза

1. Озеров В.A. и др. Литье по моделям из пенополистирола. М., Машиностроение, 1970, с. 139-140.

2. Шуляк В.С. Метод литья по газифицируемым моделям из пенополи стирола, К., 1971, с. 47.