Способ подготовки литейных форм под заливку и опорный наполнитель для формовки

Союз Советских Социапистйческих Республик(53)М. Кл.З с присоединением заявки йо(23) ПриоритетВ 22 Р 27/20В 22 С 9/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(54) СПОСОВ ПОДГОТОВКИ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМПОД ЗАЛИВКУ И ОПОРНЫЙ НАПОЛНИТЕЛЬДЛЯ 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 а шаровидным графитом (содержание С 3 3,4), но при дальнейшем снижении содержания углерода в чугуне 1 не 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 15 отливки, достаточен для компенсации.усадки, й отливки можно получать беэ прибылей. Последнее повышает структурную однородность отливок, В кристаллизующейся отливке образуется внут реннее.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 И) УАК 621.744.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 весВ 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 Щ уплотнения 6-15 и создание вокруг сыпучего наполнителя жесткого замкну- того объема приняты из условия получения на поверхности кристаллизующейся отливки противодавления предусадочному расширению (около 8 кгс/см ).Способ осуществляется следующим образом. П р и м е р 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 1 К 315 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 = 3,48 у 81. = 2,5 р Ип = О, 56 у 45 Р = 0,1; Сг = 0,1; МЧ = 0,05 и температурой 1350 С залили в полость форйы через стояк керамической обо" лочки, конец которогопроходит через отверстие крышки и несколько высту-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 создро противодавление около 12 кгс/смОтливка получена плотной 60 без прибыли.П р и м е р 2. Модель шара из пенополистирола диаметром 100 юе поместили в контейнер. Пространство между моделью и стенками контейнера 65 заполнили кварцевым песком с уплотнением его вибрацией. Уплотнениесоставило 15 от первоначальногообъема. Контейнер закрыли крышкойдля создания жесткого замкнутогообъема. Чугун с содержанием элементов, : С = 3,42; 83. = 2,30; Мп =щ 0,56 у Р = 0,1 р Сг = 0,1 у Мд = О,д 5и температурой 1330 С залили в пространство, образованное пенополистироловой моделью. Отливка получена плотной без прибыли,П р и м е р 3, На модель полушара, покрытую полиэтиленовой пленкой,установили половинку контейнера.Через отверстие в контейнере сталиподавать кристобалит с уплотнениемего вибрацией. Уплотнение составило6 от первоначального объема. Отверс-тие плотно закрыли крышкой и междупленкой и стенками половинки контейнера создали вакуум. Полуформу шарасняли с модели. Аналогичным образомизготовили вторую полуформу шара.Полуформы собрали вместе и в полостьготовой. формы залили чугун состава,ф С = 3,26 р Б 1 = 2,50 у Мп = 0)56;Р = 0,1 у Сг =0,1 у Мо = 0,05 и температурой 1350 С.Отливка получена плотной без прибыли.Величина уплотнения сыпучего материала 6-15 является оптимальнойпо следующим соображениям. При уплотнении, меньшем 6, еще не достигается достаточной сопротивляемости сыпучего материала предусадочному расширению отливки, и объемный эффектот теплового расширения в значительной степени расходуется на дальнейшее повышение его плотности. Давление на кристаллизующуюся отливкусо стороны сыпучего наполнителя вэтом случае ие достигает требуемойвеличины, - около 8 кгс/см . Уплотнение свыше 15 связано со значительными техническими трудностями, потерей производительности, увеличением энергетических затрат и т.п.Кроме того, чрезмерная степень уплотнения может вызвать в отливках,имеющих поднутрения, увеличениевнутренних напряжений из-за затрудненной усадки после затвВрдеванияотливкиОптимальная величина уплотнениясыпучего материала в пределах 6-15от первоначального объема для отливок каждой группы или марки чугунаустанавливается экспериментально. ПЭНполучении наилучшего качества величи. на 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. КуницкаяРедактор, А. Власенко Техред А.Ач Корректор В, Бутяга е еюеюю тю ю ющюее ещетщетаЮ е а щ ещ е ев е е е е щ а ще вщ щщ е е е ее е Е Тираж 872 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР,по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5 ю ееЗаказ 9448/11 ю ю ю е ее ю е еют ю ю ю в е ю ю юю аа ю ю ще е т е щ щ ю ю е щ ю ю ю щв е е ю ее е ю е щ щ в е т е ю ю ю ю ю щ ю в Филиал ППП фПатент, г. 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 изе. расходован на его перемещение в свободные объемы контейнера и требуемое давление на кристаллизующуюся отливку ,не достигается. (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 жетемпературы. Это позволяет использо" вать кристобалит при получении более сложных отливок с более низким содержанием углерода из чугуна .без прибылей. Количество кристобалита.в пределах 50100 является оптималь 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 2040 повышает качество отливок за счет уменьшения массивности узлов сопряжения отливки и прибылей вследствие исключения последних, позволяет избежать образования трещин. Способ может найти применение прилитье по выплавляемым н выжигаемыммоделям с использованием сыпучегоопорного наполнителя, при литье поЧ-процессу и при литье в кокиль,облицованный сыпучим наполнителем поЧепроцессу. 1. Способ подготовки литейныхформ под заливку, включающий формовку литейной формы или модели сыпучимопорным наполнителем и его уплотнение в контейнере, в который предварительно размещают литейную формуили модель, и который перед заливкойзакрывают крышкой с созданием в немжесткого замкнутого объема, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюполучения качественных отливок изсерого чугуна без прибылей, сыпучийопорный наполнитель уплотняют на615 по отношению к первоначальномуего объему в контейнере.2. Опорный наполнитель для формовки литейных форм или модели на основе огнеупорного материала, о т л ич а ю щ и й с я там, что в качествеогнеупорного материала он содержиткристобалит.или замещен кварцевымпеском в количестве 50 весИсточники информации,принятые во внимание при экспертиза1. Озеров В.А. и др. Литье помоделям из пенополистирола. М.,Машиностроение, 1970, с. 139140.2. Шуляк В.С. Метод литья по газифицируемым моделям из пенополистиролаф, К., 1971, с. 47.