Способ изготовления литейных оболочковых форм по постоянной модели

ф,фз "э 1 ааМ 4" ч". т 1 о. и;н=гн-н ноа ", ф 1 Союз Советски кСоциапистииескикРеспублик К . АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) До 22)Зая олиительное к авт, свил-ву 64723/22-О лено 03.01.78(51)М. Кл.В 22 С 9/ОО В 22 С 9/12 В 22 С 1/16 с присоелинением эаттвкн ЭйВсуларственный квинтет СССР(72) Авторы изобретен дян и Д. М, Кукуй Белорусский. орденаполитехнн(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ОБО ФОРМ ПО ПОСТОЯННОЙ МОДЕЛИ ВЫХ ности осуществляется электрическими спиралями, расположенными либо непосредст венно под формообразующей поверхностью, либо в полости нагревательной плиты.Ме таллическая модель, нагретая электрическими спиралямн до температуры твердения связукнцвго вещества, погружается в1емкость, заполненную смесью. Обычно в качестве связующих веществиспользуют1 Осмолы, например ПК. При огруже .нин разогретой модели в смесь происходит затвердевание связующего за счет теплового воздействия в слоях, прилегаю аих к рабочей поверхности модели, После15необходимой выдержки модель извлекается иэ емкости со смесъв. На рабочей по верхности модели образуется прочная обо лочка, толщина которой зависит от тем пературы поверхности и времени выдержки, Половины формы отделяются от поверкнос бо- тн модели и затем соединяются, образуяформу 2. Данный способ характеризуется высокой стоимостью связузощюо ивуп равляемостью процесса и неравномерным Изобретение относится к области л 3 Р 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, находящуюся в емкости. Слой смеси, прилегающий к поверхности модели, под воздействием тепла эатвердевает, образуя прочнунэ оболочку 1, Характерным для этого способа является необходимость использованиядорогостоящих песчано-смоляных смесей и неуправляемость процесса формирования оболочки.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому ре,зультату является способ изготовления оболочковых форм путем формирования о почки за счет тепловой энергии электрического полн. При использовании этого способа нагрев формообразующей поверх-удового Красного Знамени кнй институт3 74038распределением температур на модельнойплите и моделях, в результате чего отдельные части оболочки имеют различнуютолщину, На вертикальных и наклонныхучастях модели оболочка в 1,5-3 раза тонь- ше, чем на горизонтальных участках модельной плиты, Неуправляемость процесса приводит к тому, что необходимая толщина оболочковой формы определяется этими тонки - " " ми сечениями; в толстых сечениях, особенно по разъему формы, образуется неойравдайная толщина сеченйя оболочкй,что требует повьппенного расхода смеси.,Кроме того,нагрев массивной Модели ипрдмодельной плиты требует значительного расхода электрической энергии.Ланныйспособ не позволяет изготавливать оболочковые формы из смесей на водных связующих веществах, таким как жидкое стекло, сульфитно-спиртовая, барда и т.д.Белью изобретения является ускорениеформирования оболочки заданной толщиныи ее полное обезвоживание.Для достижения поставленной цели предлагаетса способ изготовления литейных 25оболочковых форм по постоянной моделипри использовании смесей с водными свя. зуюшими, включающий погружение металлической модели в металлическую емкостьсо смесью, формирование оболочки эа З 0счет тепловой энергии электрического поля и последующее извлечение модели вместе с оболочкой, отличительный признак которогозаключается в том, что воздействуют на смесь постоянным электрическим З 5полем с напряженностью 4 50 В/см, создаваемым между моделью и емкостью.Процесс получения оболочек согласнопредложенному способу осуществляется следующим образом. 0Формовочную смесь, состояшуй иэ огнеупорного наполнителя (кварцевого песка)- и водного связующего (жидкое стекло,Фсульфитно-спиртовая барда и подобное), эпомешают в металлическую емкость, подключенную к отрицательному полюсу источ никапостоянного напряжения, В формовочную смесь погружается токопроводящаямодель, подсоединенная к положительномупоаосу источника постоянного напряжения.50При погружении модели в смесь происх 6- дит уплотнение слоя смеси, прилегающегок поверхностимодели. После этого междумоделью и смесью создается разность по 55тенциалов, Под воздействием постоянногоэпектрйческого йолямолекулы воды начинают перемещаться от анода (модель) ккатоду., В связи с атим происходит обез 3 4.воживание прилегающего к поверхности модели слоя смеси. При этом связующее вещество твердеет и происходит образованиеоболочки. Скорость формирования оболочкипрямо пропорциональна величине напряжен-ности электрического поля.В начальный момент процесса смесь,приготовленная на водных связующих веществах, обладает высокой проводимостью,и во избежание сильного разогрева, который может привести к образованию дефектов поверхности, формы, напряженностьэлектрического поля следует поддерживать в пределах 4-35 В/см (в случае применения веществ, обладающих удельнойэлектрической проводимостью до 15 1 СГ 51910 Омсм 1, например, жидкогостекла), В случае применения связующихвеществ, обладающих удельной электрической проводимостью до 710 - 910Омсм(например, ССБ), напряженностьпостоянного электрического поля следуетподдерживать в пределах 8-50 В/см. Принапряженности электрического поля ниже4-8 В/см происходит резкое увеличениедлительности процесса формирования оболочки.В первый момент после включения напряжения между анодом и катодом возникает электрический ток. В связи с т 1 м,что зерна песка практически неэлектропроводны, проводником является тонкая пленка связующего вещества на поверхностизерен кварца. Вся затрачиваемая мощностьвыделяется в виде тепла в пленке связующего, вызывая интенсивный разогрев егои испарение влаги. Однако через 15-20 спосле начала процесса происходит полноеобезвоживание поверхностного слоя, прилегающего к аноду, и ток между анодом икатодом резко падает, Дальнейшее формирование оболочки происходит за счет электроосмотического обезвоживания слоя смеси, прилегающей к аноду, в результате перемещения молекул воды к катоду. Толщина образующейся оболочки зависит от величины напряженности постоянного алектрического поля и длительности осуществления процесса,После завершения процесса формирования оболочки нужной толщины плита вместе с моделью извлекается из формы. Врезультате того, что адгеэия оболочки кповерхности мбдепи и плиты значительновьпце когезии незатвердевшей смеси, оболочка отделяется от смеси и извлекаетсявместе с моделью. Необходимо отделитьоболочку от модели. Этот процесс можетСоставитель. М, КуницкаяРедактор Е, Хорина Техред Н, Бабурка Корректор М. Йемчик Заказ 3088/10 Тираж 889 :. Подписное11 НИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д 4/5филиал ППП Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Ф 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.П р им е р. Зля формовочной сме- си, содержащей (%) 92 кварцевого песка, 1 п 2 глины и 6 жидкого стекла, с плотностью= 1,35 г/см и модулем 2,4 при3применении предлагаемого способа при напряженности Е = 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 (%) 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 ЗО же длительности процесса приводит к увеличению толщины оболочки до 16-20 мм. Прочность на изгиб такой оболочки состав. ляет 12 кгс/см . 83 6Способ - прототип не обеспечивает получение оболочек иэ формовочных смесей с указанными водными связующими в технологически приемлемые сроки изяа дли-тельности обезвоживания слоя смеси, прилегающего к нагреваемой модели. формула и э о б р е т е н и яСпособ изготовления литейных оболочковых форм по постоянной модели при использовании смесей с водными свяэующими, включающий погружение металлической модели в металлическую емкость сосмесью, формирование оболочки эа счеттепловой энергии электрического поля ипоследующее извлечение модели вместе соболочкой, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью ускорения формирования оболочки заданной толщины и ее полногообезвоживания, воздействуют на смесь постоянным электрическим полем напряженпостыл 4 50 В/см, создаваемым междумоделью и емкостью.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Инженерная монография Специальные способы литья", Л., "Машиностроением,1971, с, 125-149,2, Пресяник Г. В. и др. Йзготовлениестержней по нагреваемой оснастке . М.