Способ изготовления стержней

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскнк

Социалистических

Республик (и990403

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6t ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 09.06.80 (21) 2927854/22 02 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 23.01.83. Бюллетень М 3

Дата опубликования описания 23.01.83 (5t)M. Кл.

В 22 С 9/12

Гееударстаелкмй кемлтет

СССР йе делам лзебретеклй н еткрмтнй (53) УДК621. .743.5 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. П. Ледян, Дб N. Кукуй, И. А. Ма

1 .,; т

Белорусский ордена Трудового Красног/> Знаиени политехнический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГО ГОВЛЕНИЯ СТЕРЖНЕЙ

Изобретение относится к литейному производству, в частности к технологии изготовления стержней.

Известен способ изготовления стержней,состоящий в заполнении стержневого ящика смесью, уплотнении ее, последующем извлечении стержня из ящика н сушке и сушилке Г13Однако известный способ является трудоемким, а цикл изготовления стерж ней весьма длительный. то

Наиболее близким к изобретению техническим решением является способ изготовления стержней, включающий запол кение отверждаемой смесью предварительно нагретого стержневот о ашика уплор пение смеси, выдержку стержня в ящике и извлечение затвердевшего стержня (2) .

В связи с высокой скоростью твердениа смесей при изготовлении стержней в нагреваемой оснастке физико-механичес»

20 кие свойства затвердевших стержней во многом зависят от длительности нахождения стержня в ящике. Преждевременное

2 извлечение стержня из ашика приводит K его разрушению ипи же получению стержня с пониженными механическими свойствами. Увеличение длительности твердения сверх оптимальной приводит к частичной деструкции связующего материала в поверхностном слое, что значительно снижает качество стержня.

Определение необходимой длительности твердения стержня осушествпается методом технологических проб", состоящем в изготовлении и технологических испытаниях стандартных образцов. Такие ис йытания обычно проводятся при получении новой партии связующего материала и отладке режима работы стеркневой машиныб

Фактически же оптимальная длительность твердения стержня значительно отличается от установленной, так как в процессе хранения связующего материала его. реакционная способность снижается. Кроме этого, на длительность твердения, влияет погрешность при дозированин исходных

990403

Таблица 1

Длительность твердения, мин

О 2 4 6 8 10 12 14 16 18

Удельная электропроводнос ж 10-3

См/м i

350 459 308 250 100 92 92 98 1 15 140

Содержание связующего

Электрическая проводимость, К х 10>, См

1,70

1,77

1,5 3

0,88 компонентов смеси и качество их перемешивания. На практике для предотвращения возможного разрушения стержня при изwe÷eíèè его из ящика длительность твердения стержня устанавливают больше оп- 5 тимальной. В результате чего снижается производительность стержневых машин и ухудшается качество готовых стержней.

Целью изобретения является улучшение качества стержней, оптимизация про 30 цесса твердения и повышение производительности стержневого оборудования, Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему заполнение отверждаемой смесью предвари тельно нагретого стержневого ящика, уплотнение смеси, выдержку стержня в

При нагреве связующего материала вначале его удельная электропроводность несколько возрастает в результате повышения степени диссоциации ионов, а затем начинается твердение, которое сопровождается значительнь м понижением электри- 35 ческой проводимости. Минимальное значение электропроводности соответствует полному затвердеванию связующего материала. Дальнейшая выдержка при высокой температуре- приводит к деструкции свя- 40 зующего, сопровождающейся выделением

По мере затвердевания стержцевой смеси- ее электрическая проводимость также изменяется и достигает минималь- 55 ного значения в момент .времени, сски ветствующий полному затвевдеванию связующего материала. Однако при извлече- . ящике и извлечение затвердевшего стержня, измерение электрической проводимости стержня осуществляют непосредственно в процессе твердения и извлекают стержень из ящика при достижении значения электропроводности 1-15% диапазона ее измекения, соответствующего полному затвердеванию смеси.

Электрическая проводимость связующих материалов, использующихся при изготовлении стержней, в нагреваемой оснастке в процессе твердения значительно изменяется. В табл. 1 приведены результаты измерения удельной электрической проводимости, фенолоспирта плотности p =

1226 кгlмз, отверждавшегося при

220 С. углерода, что вызывает возрастание электропроводности (табл. 1).

Электрическая проводимость стержневой смеси, приготовленной на электропроводном связующем материЖ е, определяе ся содержанием связующего в смеси и равномерностью его распределения по поверхности зерен, а также степенью уплотнения смеси. В табл. 2 приведены результаты измерения исходной электрической проводимости смеси с различным содержанием фенойоспирта.

Таблица 2 нии стержня из ящика в момент достижения минимальной электропроводности не удается получить максимальную прочность. Связано это с тем что за счет

Ten å аккумулированного стержнем при нагреве, происходит дозатвердевание его

5 900403 6

Длительность твердения, мин

Прочность на разрыв, 4,, МПа

0,46 1,02 1,28

Электропровод,ность, К" 10

См

9,5 5,5 4 25 после извлечения из ящика. В результате этого начинается деструкция затвердевшего связующего материала под воздействием тепла за пределами стержневого

4 ящика. S

С целью предотвращения этого явления стержень необходимо извлекать до момента достижения минимального значения электропроводности с тем, чтобы 10

Анализ экспериментальных данных по- 25 казывает, что извлекать образцы из ящика необходимо до достижения минимума электропроводности, соответствую щего длительности твердения . равной

4 мин. Максимальная прочность постигает- 30 ся при извлечении образцов из ящика через 3 мин от начала твердения.

Исходная электропроводность смеси составляет 153»10" ì, а конечная, соответствующая полному затвердеванию связующего, 4,20»10 С. Таким обра,зом, диапазон изменения проводимости связующего материала составляет

148,80»10 м. При изменении исходной электрической проводимости смеси изме- 0 няется и конечная проводимость. Диапазон же изменения дюи данного связующего материала остается постоянным.

Электрическая проводимость образцов, затвердевавших 3 мин, составляет 4,25т <>

10 См, т.е. для получения макснмаль ной прочностй данные образцы необходимо извлекать из ящика в момент време и, когда электропроводнос и их составляет

4,2Ю» 10

«4ОО =Zp у, 1Ô8,8 <10 от диапазона изменения проводимосж . смеси при полном затвердевании связую- щего материала.

Для более мелких, чем стандартные образцы, стержней, имеющих малую теппосле нахоЯщениц. его за пределами.ящика произошло дозатвердевание связующего материала за счет аккумулированного тепла.

В табл. 3 приведены результаты определения прочности на разрыв стандартных образцов (восьмерок) и изменение электропроводности смеси, содержащей

3% фенолоспирта и отверждаюшейся при

230 С.

Таблица 3

1,21 1,09 0,98 0,82

4,20 4,28 4,54 5,49 лоаккумулируюшую способность, процесс твердения следует прекращать при достижении значения электрической проводимости, соответствующего 1-1,5% диапазона изменения проводимости смеси.

С увеличением размеров стержни, а следовательно, и теплоаккумулируюшей способности, извлечение стержня из япп ка необходимо осуществлять при значении электропроводности, составляющей 10-15% б диапазона ее измежния в процессе твердения. Так, .для стержня весом 14-16кг процесс твердения необходимо прерывать при достижении злектропроводности, равной 22,3 10 С, что соответствует

14,99% диапазона изменения проводимости смеси. Таким образом удается получить максимальную прочность стержни.

Значение электрической проводимости, при которой необходимо извлекать стержень из ящика, зависит от его габаритов и определяется опытным путем. В случае колебания исходных свойств связующего материала или его содержания в смеси изменяются исходная и минимальная электропроводности. Диапазон же изменения электропроводности в процессе твердения остается постоянным, благодаря этому предлагаемый способ позволяет максимально использовать вюкущие свойства связующего материала, оптимизировать процесс изготовления стержней и повысить прои:-оводительность стержневого оборудования благодаря 100% контролю всех изготавливаемых стержней.

7 990403 8

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я димость стержня в процессе твердения и извлекают стержень из яшнка при достиСпособ изготовления стержней, вкпю- женин значения электоопроводности 1щий заполнение отверждаемой смесью 157 диапазона ее изменения, соответстдва ительно нагретого стержневого S вующего полному затвердеванию смеси.

Составитель А. Минаев

Редактор Н. Джуган Техред С. Мигунова Корректор В. Прохненко <å 13/16 - Тираж 811 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 чаю пре р яшнка, уплотнение смеси, выдержку стерж

as в ящике и извлечение затвердевшего стержня, о т л и. ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения качества, оптимизации процесса твердения и повышения производительности стержневого оборудования, измеряют электрическую провоИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Матвеенко И. В. и Тарский В. Л.

Оборудование литейных цехов. М., Машиностроение, 1976, с. 139-143.

2. Там же, с. 143-149.