Способ изготовления стальных отливок в многослойных оболочковых формах

(19) 114 СВИДЕТЕЛ ТОРСК У е ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗ(56) Танкелевич Б,Ш. и др. Предупреждение обезуглероживания при лит по выплавляемым моделям. - Литейное производство, 1981,: В 6, с.20-21.Литье по выплавляемым моделям. Под ред,Я,И,Шкленника и В.А.Озеров Инженерная монография. - М. Машино строение, 1971, с.381-382.(54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ОТЛИВОК В МНОГОСЛОЙНЫХ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМАХ, полученных по выплавляемым моделям, включающий погружение горячей оболочковой формы в псевдоожиженный опорный наполнитель на ос нове кварцевого песка, заливку ее металлом, повторное псевдоожижение при удалении фомы, охлаждение, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества поверхности отливок за счет уменьшения обезуглероженного слоя и интенсификации охлаждения форм, залитые формы выдерживают в псевдоожиженном опорном наполнителе до температуры 300- 400 С, а опорный наполнитель имеет следующий состав, об.%:Кварцевый 97,3-98,0 песок41-46%-ная 20-2,7 водно-восковаядисперсияИзобретение относится к литейномупроизводству, а именно для получениястальных отливок по выплавляемыммоделям при безопочном прокаливанииоболочковых Форм.Цель изобретения - повышение ка"чества поверхности отливок за счетуменьшения обезуглероженного слояи интенсификации охлаждения форм,Сущность способа заключается вследующем. Залитую в опорном наполнителе на основе кварца оболочковуюформу охлаждают в "псевдокипящем"слое песка, а кипящий слой песка дополнительно содержит 2,0-2,7%-нуюводно-восковую дисперсию,Повышение качества поверхностиотливок достигается за счет образования восстановительной атмосферы врезультате разложения водно-восковойдисперсии под действием тепла залитого металла, отводимого через оболочку, Непрерывное кипение опорногонаполнителя под действием холодноговоздуха охлаждает опорный наполнитель до 80-100 С и способствует равномерному распределению добавки водно-восковой дисперсии в опорном наполнителе, что позволяет избежать в отдельных частях отливки ее науглероживания, Кроме того, присутствие в формовочном песке водно-восковой дисперсии усилит эффект ускоренного охлаждения, так как дополнительно создается испарительное охлаждение1"псевдокипящего слояВ опорный наполнитель вводят водно-восковую дисперсию с концентрацией 41-467, Уменьшение концентрации ниже 41% не дает положительного эффекта, Увеличение концентрации выше 467 недопустимо из-за расслаивания дисперсии.Оптимальное содержание в Формовочном песке водно-восковой дисперсии 2-2,7%, При введении водно-восковой дисперсии менее 2% не обеспечивается получения качественной поверхности, так как образуется недостаточное количество газов, введение более 2,% приводит к появлению газовых поверхностных дефектов, к повышенной влажности песка и, как следствие, к снижению его кипения, Количество водно-восковой дисперсии выбрано с учетом выноса продуктов реакции разложения вследствие кипения песка во время охлаждения залитой формы. 9442 2э тНесмотря на различие в плотностипеска (у = 2 65 г/см ) и водно-вос 3Фзковой дисперсии ( У = 0,965 г/см ),не возникают трудности в приготовлении однородной смеси опорного наполнителя, Наличие в дисперсии воскови смачивателей способствует прилипанию ее к зернам песка, в результатечего водно-восковая дисперсия обволакивает частицы песка и удерживаетсяна них силами поверхностного натяжения, образуя плакированную смесь. Таким образом достигается равномерноераспределение ВВДв смеси и надежное 5 удержание ее на поверхности зерен песка в процессе работы.Приготовление смеси песка с водновосковой дисперсией осуществляется вустановке "кипящего слоя", при этомвыполняют смешение ВВДс песком,имеющим комнатную температуру илинагревшимся по ходу технологическогоопроцесса до температуры 80-100 С. Увлажнение песка оптимальной концентрацией дисперсии препятствует образованию пыли в процессе перемешивания,не приводит к комкованию и снижениютекучести смеси.Способ. опробован при охлаждении 30 залитого блока в "псевдокипящем" слоепеска с добавкой водно-восковой дисперсии в количестве 1 - 37. Комбинированные оболочки первые два слояс этилсиликатным связующим, последуюЗ 5 щие три - с жидкостекольным связующим,обсыпка - шамотом) прокаливают воэлектропечах при 1000 С в течение40 мин. Прокаленный блок погружаютв кипящий слой опорного песка. Не 40 более, чем через 1 мин оболочку заливают. При этом оболочка охлаждается до 750-800 С. После заливки блоковыдерживают до температуры 300-400 Св подстуженном "псевдокипящем слое 45 в течение 10 мин. За это время песок подогревается до температурыразложения водно-восковой дисперсии.После извлечения охлажденного блокапри непрерывном кипении песка про исходит выравнивание и снижение еготемпературы, и поэтому намереногоохлаждения песка в предлагаемом способе не требуется. Извлеченный блокимеет температуру 300-400 С, при 55 которой реакции окисления протекаютмедленно.Определение обезуглероженногослоя в отливках, полученных по спо199442 Сос тав Опорный наполнитель Ингредиенты . Окалинообразование еличина обезуглероженноголоя по высоте блока, мм Песок ВД формовочный Верх Середина Низ 1 100 2 99,0 3 98,0 4 97,6 5 97,3 6 97,0 Есть 0,49 0,47 0,47 0,21 1,0 Нет 0,22 0,20 2,0 0,15 О, 13 2 4 -"- до О 05 О 01 2)7 -"- 0,02 0,01 3,0 .О, 01 0,13 Нет Составитель Л.ШкленникРедактор М.Бланар Техред С,Мигунова КорректорИ.МУска Заказ 7763/12 Тираж 746 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г,ужгород, ул.Проектная, 4 3 1 собу с охлаждением в "кипящем слое песка", с различным содержанием водно-восковой дисперсии приведено в таблице в сравнении с отливками, полученными по известному способу. В известном способе оболочки заливают в опорном наполнителе и охлаждают в нем в течение 10"15 мин, при этом температура блока составляет 700-800 С, когда скорости реакции окисления и .обезуглероживания еще очейь велики.Величину обезуглероженного слоя определяют на травленныхмикрошлифах на микроскопе МИМпо высоте блока, Окисление поверхности оценивают визуально. Охлаждение отливок в опорном на.полнителе с водно-восковой дисперсией эффективно при содержании ее в песке не менее, чем 27. и эффект не увеличивается при содержании более 2,7 об,Х по всей высоте блока. При охлаждении отливок в опорном наполнителе без введения водно- восковой дисперсии увеличивается обезуглероженный слой в 2-2,5 раза.Обезуглероженный слой уменьшаетсяпри охлаждении в кипящем слое пескас введением водно-восковой дисперсии как за счет создания восстановительной атмосферы при ее разложени 1,когда погружают залитый блок, так О и за счет интенсивного охлажденияблока отливок, т.е, залитый блокохлаждают в "псевдокипящем" слоепеска. При этом часть тепла от блоказатрачивается на разложение водно восковой дисперсии.Реализация предлагаемого способаизготовления стальных отливок литьемпо выплавляемым моделям позволяетповысить качество поверхности отли 2 б вок и интенсифицировать скорость охлаждения отливок.Экономический эффект от внедренияпредлагаемого способа составляет6,7 руб. на 1 т отливок за счет сни жения брака с 8 до 31. Качество поверхнос ти отливок