Способ изготовления оболочковых форм

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслу6лик

<1948530 (61) Дополнительное к ввт. свид-ву— (22) Заявлено 0401,81 (21) 3232365/22-02 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 0708.82, Бюллетень № 29

Дата опубликования описания 070882 (51) М. Кл.з

В 22 С 9/04

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений н открытий (53) УДК 621. 744. .3:621.74.045 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.Н..Максимков,A.Ä. Романов, Л.A. Тихоми и Л.П. Юбкова

Всесоюзный проектно-конструкторский инст ут т@ЙЙ)ЬЖзжФ (71) Заявитель электротехнического производства р (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ

Изобретение относится к литейному производству, а именно к способам изготовления оболочковых форм, получаемых по выплавляемым моделям.

Известен способ изготовления о6олочковых форм для литья по выплавляемым моделям, включающий нанесение многослойного покрытия путем погруже.ния модельного блока в суспензию, Обсыпку его кварцевым песком, сушку оболочки на воздухе и в атмосфере газообразного аммиака, а также выплавление модельного состава и прокаливание форм 1).

Нанесение многослойного покрытия на модельный блок осуществляют слеДующим ОбраэОм. МОДельный блОк пОгружают в суспензию, состоящую иэ гидролизованного раствора этилсиликата и пылевидного кварца, вынимают и поворачивают в различных направлениях для стекания суспенэии, после чего опускают в "кипящий" слой облицовочного материала на 3-5 с и направляют на сушку. Сушат первый слой покрытия сначала на воздухе при 20-24 С в течение 30-60 мин, затем в атмосфере газообразного аммиака при атмосферном давлении и

20-24оС в течение 10-20 мин, затем на воздухе при 20-24оС в течение 2030 мин. После этого аналогично первому слою наносят следующие слои покрытия (обычно 4-5 слоев). Для выплавления модельного состава из оболочковой формы последнюю погружают в воду или в модельный состав, нагретые до 96-100 С. После выплавления модельного состава оболочковые формы прокаливают при 900-950 С в течение

1-3 ч.

Недостатком этого способа изготовления оболочковых форм является то, что кварцевый песок, применяемый в качестве обсыпочного материала, при нагревании претерпевает ряд полиморфных превращений, каждое из которых протекает, с различной скоростью и существенно отличающимися линейными изменениями, что часто приводит к возникновению микро- и макротрещин в оболочковой форме и к ее разрушению. Низкая термостойкость оболочковых форм, изготовленных данным способом, увеличивает вероятность брака литья по засорам.

Известен также способ изготовления оболочковых форм для литья по виплавляемым моделям, при кОтором в качестве обсыпочного материала 948530 порит состава: 70% фракции 2-2, 5 мм, 30% фракции да 1 мм, для четвертогослоя — зернистый шамот фракции до

1 мм. После выплавления модельного состава в горячей воде с температурой 96-100 С, оболочковые Форвы прокаливают при 850-900 С в .,течение 1,5 ч.

Одним из преимуществ данного способа изготовления оболочковых форм является то, что развитая поверхность и низкая кажущаяся плотность (0,40,7 г/смз) пористого аглопорита позволяет единице массы связующего удерживать крупное зерно и наращивать в один прием большую толщину слоя оболочки.

Недостатком этого способа изготовления оболочковых форм является то, что использование в качестве материала обсыпки аглопорита недостаточно эффективно препятствует распространению образующихся трещин в процессе прокаливания оболочковых форм.

Целью изобретения является повышение качества поверхности отливок эа счет уменьшения растрескивания . покрЫтия .оболочковых форм, получаемых по выплавляемым моделям.

Это достигается тем, что в способе изготовления оболочковых Форм, получаемых по выплавляемым моделям, включающем нанесение на модельный блок многослойного покрытия, обсыпку его огнеупорным материалом, сушку оболочки, выплавление из нее моделей и прокаливание оболочки на модельный блок наносят промежуточный слой путем погружения его в суспензию,которую предварительно вспенивают инертным газом или сухим воздухом под давлением

1320-1520 гПа в течение 10-15 с с последующей сушкой этого слоя покрытия.

Способ изготовления оболочковых форм для получения отливок по выплавляемым моделям осуществляется следующим образом.

Модельный блок погружают в суспензию, состоящую иэ гидролиэованного раствора этилсиликата и пылевидного кварца, затем вынимают его, и поворачивают в различных направлениях для стенания суспензии, после чего обсыпают кварцевым песком в установке "кипящего слоя" °

После сушки на воздухе при 20-22 С в течение 1-3 ч первого слоя покрытия наносят таким же путем второй слой покрытия с последующей его сушкой. Затем на модельный блок наносят третий слой покрытия, который получают путем погружения модельного блока на 3 с в суспенэию, предварительно вспененную аргоном (или сухим воздухом) под давлением 13201520 rIla в тече 10-15 с, извлечедля Формирования одного из слоев покрытия оболочковых форм применяют пластинчатую слюду Г23. При изготовлении по данному способу.оболочковых форм модельные блоки погружают в суспензию, состоящую

5 иэ гидролизованного раствора этилсиликата и пылевидного кварца. затем блок вынимают и поворачивают в разных направлениях для стекания суспенэии, после чего обсыпают 10 кварцевым песком. После сушки на воздухе первого слоя покрытия при

20-22 С в течение 1-3 ч наносят таким же путем второй и третий слои покрытия с последующей их сушкой. 15

Затем на модельный блок наносят четвертый слой суспензии и обсыпают его слюдой в ниде удлиненных пластин размером 3-10 мм, тем самым армируя форму. После сушки на воздухе этого 70 слоя покрытия пЬследние один-два слоя наносят по технологии,так же, как первые трн слоя покрытия. Затем производят выплавление модельного состава из оболочковых Форм B горя- 25 чей воде при 96-100ОС и прокаливают формы при 900-950 С в течение 1-2 ч.

Применение слюды в виде удлиненных пластин размером 3-10 мм способствует не только армированию оболочковой Формы, но и прочному, гибкому сцеплению ее слоев, что имеет первостепенное значение как с точки зрения локализации термических трещин, так и с -точки зрения уменьшения расслое- ния слоев покрытия, которое оказывает 35 влияние на снижение прочности оболочковых форм.

Недостатком этого способа изготовления оболочковых форм является то, что пластинчатая слюда, являясь плот 4р ным материалом, не создает промежуточного пористого слоя, препятствующего распространению трещин при прокаливании и заливке форм металлом из-эа разнипы температур и величины 45 деформации внутренних и наружных слоев покрытия.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления оболочковых форм,.получа емых по выплавляемым моделям путем нанесения на модельный блок многослойного покрытия с .обсыпкой его огнеупорным материалом {зернистого шамота) в течение 3-5 с, после чего модельные блоки направляют на сушку на воздухе при 20-22 С в течение

1-3 ч. Аналогично первому слою покрытия наносят второй, третий и четвертйй слои, но для обсыпки первого. 60 слоя применяют зернистый шамот (ТУЗ70-020-010-76) фракции 0315„ для . второго слоя — зернистый шамот фракции 063, для третьего слоя, являющегося пористым — Ступинский агло- 65

948530

Способ изготовления оболочковой формы

Величина давления аргона или сухого воздуха в суспензии гпа" ") Балл трещиноустойчивости облочковой формы

Предел прочности оболочковой формы на изгиб после прокаливания, кгс/см при прокали- при заливке вании.1280

1320

«Ц

Предлагаемый

1420

1520

1580

Известный (3) 2-4

34-40

2-3

1) В предлагаемом способе аргон (или другой инертный газ) и сухой воздух идентично влияют на процесс вспенивания суспензии и дают одинаковые конечные результаты.

2) Технологические параметры — такие, как температура воздуха и время сушки слоев покрытия, температура воды при выплавлении модельного состава из оболочковых форм, температура и время прокаливания оболочковых форм, при изменении в указанных в предлагаемом способе интервалах практически не влияют на величину предела прочности оболочковых форм на изгиб после прокаливания и балл трещиноустойчивости их при прокаливании и при заливке.

При давлении аргона или сухого эти показатели также начинают резко воздуха ниже 1320 гПа происходит реэ-60 падать. кое падение предела прочности на из- При изготовлении оболочковых форм гиб и трещиноустойчивости оболочковой согласно изобретению в сравнении с формы ввиду того, что образовавшаяся известным способом повышаются препена неустойчива. При давлении аргона дел прочности оболочковых форм на изили сухого воздуха выше 1520 гПа „ 65 гиб на 145-185%, а также трещиноусния модельного блока из суспензии и (беэ обсыпки кварцевым песком) сушки этого слоя покрытия на воздухе при

20-22 С в течение 1-3 ч. Четвертый слой (при необходимости и последующие слои) покрытия наносят и сушат по той же технологии, что-и при нанесе,нии и сушке первого и второго слоев покрытия. Затем производят выплав леНие модельного состава из оболочковых форм в,горячей воде при 96-. l0

100ОС и их прокаливание при 900950 С в течение 1,5-2 ч.

Проверку предела прочности оболочковой формы на изгиб после прокаливания производят на образцах в соответствии с методикой НИИТавтопром.

Методика определения трещиноустойчивости оболочковых форм при прокаливании заключается в том, что на оболочковой форме-образце, выполненной. в виде куба с размером сторон 50 мм,, определяют количество ребер (каждое ребро — один балл), пораженных трещинами. Характер трещин-на поверхности оболочковых форм определяется визуально. Методика определения трещиноустойчивости оболочковых форм при заливке заключается в том, что на отливке, полученной путем заливки металла, например стали 35Л, в вышеуказанную облочковую форму-образец, определяют количество ребер (каждое ребро — один балл), на которых образуются поверхностные дефекты в виде заусенцев металла, полученные в результате растрескивания оболочковой формы. Шероховатость боковой поверхности этих отливок определяют на приборе конструкции

Ленинградского политехнического института им. М.И. Калинина в соответствии .с ГОСТ 2789-73.

В таблице приведены величины давления аргона или сухого воздуха в суспензии согласно изобретению и результаты механических испытаний оболочковых форм и баллы трещино) устойчивости их согласно изобретению и известному способу 13).

948530

Составитель М. Щапов

Редактор Н. Багирова Техред M.Над1 Корректор Н. Король

Заказ 6069/9 Тираж 852 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Филиал IIIIII "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тойчивость их соответственно при прокаливании на 200-300%, при заливка на 200-400% °

Шероховатость боковой поверхности отливок в виде куба, полученных в оболочковых формах, изготовленных 5 предлагаемая способом и способомпрототипом, соответствует Rz=20-40 мкм по ГОСТ 2789-73.

Применение этого способа снизит брак оболочковых форм при прокали- 10 ванин в 2-3 раза, а при запинке в

2-4 раза.

Предварительный расчет показывает, что годовой экономический эффект от использования предлагаемого способа на предприятиях страны, производящих литье по выплавляемым моделям, составит 25-35 руб ° на 1 тонну годного литья при отсутствии капитальных эатрат. 20

Формула изобретения

Способ изготовления оболочковых форм, получаемых по выплавляемым моделям, включающий нанесение на модельный блок многослойного покрытия обсыпку его огнеупорным материалом, сушку оболочки, выплавление нэ нее моделей и прокаливание оболочки, отличающийся. тем, что, с целью повышения качества поверхнос ти отливок эа счет уменьшения растрескивания оболочковых форм, на модельный блок наносят промежуточный слой путем погружения его в суспенэию, которую предварительно вспенивают инертным газом или сухим воздухом под давлением 1320-1520 гПа в течение 10-15 с, с последующей сушкой этого слоя покрытия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. Юкленник Я.И. и Озеров В.A.

"Литье по выплавляемым моделям", Инженерная монография. М., "Машиностроение", 1971 с. 234-250.

2. йвторское свидетельство СССР

9 70б178, кл. В 22 С 1/00, 1978.

3. Юй М. и др. Использование пористых материалов для форм отливок по выплавляемым моделям, Литейное производство, 1979, 9 4, с. 33-34.