Способ изготовления оболочковых форм

/00В 22 С 13/08 1 В 2 АНИЕ ИЭ АВТОРСК ЬСТВ(54)(57) СОБОЛОЧ КОВЫХжение нагремоделями ввоздухом смтельно плаки 3 ГОТОВЛЕНИЯ ключающий но льной плиты ОСОБ ИФОРМ,ой модсевдоось изрованн У жиженную сжаеска, предв го термореа ымритивОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Научно-исследовательский институт специальных способов литья(56) 1. Патент ФРГ Ф 832937,кл. В 22 С 5/00, опублик. 1963.2. Патент Англии В 1098661,кл. В 3 Р, опублик. 1969.3. Вахгег К, Б. и др. СЬе 11аоцИ пипцГасгцге цздпя г цЫгейЯеейз. Ргос. Еп. Соп. ргой, ЕщИегС Ое 11 п, 1977, чоЕ. 2.ным связующим, выдержку моделей в упомянутой смеси, формирование оболочек на моделях, их уплотнение с последующим извлечением модельной плиты с моделями и оболочками из смеси, отличающийся тем, что, с целью повыщения качества оболочковых форм путем устранения расслоения и обрывов смеси с моделей и увеличения плотности непосредственно прилегающей к модели рабочей части формы, нагретую модельную плиту погружают в псевдоожиженную смесь моделями вверх на глубину, соответствующую величине столбаФ смеси над моделями 0,3-0,6 м, после 9 чего псевдоожижение прекращают и выдерживают модели в указанном положении до окончания формирования на них оболочек с последующим возобновлением псевдоожижения при извлече- Я нии модельной плиты с моделями и оболочками из смеси.Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при изготовлении оболочковыхформ иэ сыпучих плакированньм смесей с термореактивными связующими.Известен способ изготовленияоболочковых Форм, в котором применяется в основном Кронинг-процесс,заключающийся в том, что песчаносмоляную смесь наносят на нагретую 1 Омодель методом свободной засыпкипутем поворота модельной плиты вместе с заполненным смесью бункером Я .Недостатками этого способа являются образование зон низкого уплотнения смеси на отдельных участках оболочки "теневой эффект" ), когда напути падающей смеси при бункеровании оказываются протяженные вертикальные стенки модели, а также обры Овы и сколы полуотвердевшей оболочки с модельной плиты вследствие перемещения по ней столба остальнойсмеси в период возвращения бункерав исходное положение, а также из-за 25нагрева рамки бункера,Известен также способ изготовления оболочковых Форм, согласно которому нагретую модельную плиту погружают моделями вниз в контейнер с ЗОпсевдоожиженной сжатым воздухом песчано-смоляной смесью и выдерживаютдо образования необходимой толщиныоболочки на ее рабочей поверхности,после окончания формирования оболоч-ки подачу воздуха в контейнер прекращают и извлекают из него модельную плиту с наросшей оболочкой 2.Недостатком данного способа является пониженная плотность оболочки 4 Оиз-эа формирования ее в среде движущихся под воздействием воздуха частицсмеси. Поэтому таким способом можно получить лишь относительно тонкие оболочки с толщиной стенки не более бмм. 45При изготовлении оболочковых полуформ большей толщины пониженная плот"ность оболочки приводит к ее расслоению и частичному обвалу с модельнойплиты при. извлечении из контейнера. 50Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемомурезультату является способ изготовления оболочковых Форм, согласнокоторому нагретую модельную плиту 55с моделями, эакренленными на ней вположении "вниз", погружают в псевдоожиженный сжатый воздухом слой смеси из песка, предварительно плакированного термореактивным связующим, выдерживают модели в упомянутой смеси с целью Формирования на них оболочки, причем за несколько секунд до окончания цикла формирования оболочки расход воздуха на "ожижение" резко увеличивают, Последняя операция производится с целью уплотнения образовавшейся оболочки, после чего извлекают модельную плиту с оболочками из упомянутой смеси 3 .Недостатком известного способа является то, что при резком увеличение подачи воздуха происходит отрыв еще не затвердевших наружных слоев оболочки по краям моделей, особенно при сложной их конфигурации. Кроме того, известный способ не позволяет повь 1 сить плотность непосредственно прилегающего к модели рабочего слоя оболочки, поскольку к моменту увеличения подачи воздуха он уже находится в твердом состоянии, Уплотняются главным образом, только наруж" ные (нерабочие) слои оболочки.Целью изобретения является повышение качества оболочковых Форм путем устранения расслоения и обрывов смеси с моделей и увеличения плотности непосредственно прилегающей к модели рабочей части. формы. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления оболочковых форм, включающему погружение нагретой модельной плиты с моделями в псевдоожиженную сжатым воздухом смесь из песка, предварительно плакированного термореактивным связующим, выдержку моделей вупомянутой смеси, формирование оболо"чек на моделях, их уплотнение, с последующим извлечением модельной плиты с моделями и оболочками иэ смеси, нагретую модельную плиту погружают в псевдоожиженную смесь моделями вверх на глубину, соответствующую величине столба смеси над моделями 0,3-0,6 мм, после чего псевдоожижение прекращают и выдерживают модели в указанном положении до окончания формирования на них оболочек с поспедующнм возобновлением псевдоожижения при извлечении модельной плиты с моделями и оболочками иэ смеси.Сущность способа заключается в том, что после прекращения подачи .3 1135 воздуха слой смеси оседает и давит своим весом на модельную плиту и мо дели. Таким образом, весь цикл формирования оболочки происходит под прессующим воздействием находящегося над ней неподвижного столба сме" си, вследствие чего обеспечивается высокая плотность и прочность оболочки по всей ее толщине. В результате улучшения качества рабочей поверхности оболочки и устраняются ее обрывы и расслоение.Высота неподвижного столба смеси над моделями должна находится в пределах 0,3-0,6 м, что соответствует таковой в бункерах машин, работающих по Кронинг-процессу. При этом усилие гравитационного прессования, например, в случае использования песчано-смоляной формовочной смеси сос, тавляет 4,4-8,8 кПа, Столб смеси ниже 0,3 м недостаточен для качественного уплотнения ободочки а выше О,б м нецелесообразен вследствие больших затрат циклового времени на погружение и подъем модельной плитыПовторное псевдоожижение слоя по окончании формирования оболочки необходимо для облегчения удаления из него модельной плиты.После извлечения модельной пли-ты со сформировавшейся оболочкрй иэ повторно псевдоожиженного формовочного слоя на наружной поверхности оболочки остается небольшое избыточное количество неотвердевшей смеси. Удаление этих излишков производится либо сеыпанием их обратно в контейнер путем поворота модель 40 ной плиты моделями вниз, либо обдувом наружной поверхности оболочки сжатым воздухом. В случае использования формовочных составов с ферромагнитными наполнителями удалить45 излишки смеси можно с помощью магнитной шайбы.Для предотвращения налипания смеси на нерабочие поверхности модельной плиты их следует при погружении 50 в контейнер защищать охлаЖдаемым кожухом,П р и.м е р . Из холодно-плакированной песчано-смоляной смеси на основе кварцевого леска К 016 и тер мореативного связующего СФПЛ в количестве 5% от массы смеси изго-. тавливают оболочковые формы цля от 526ливки корпусов гидрораспределителей, имеющих форму параллелепипеда габаритами 100 х 70 х 90 мм. Модельная оснастка состоит из модельной плиты габаритами 500 Х 400 х 35 мм с установленными на ней четырьмя моделями и плиты с системой толкателей для съема оболочки.Оболочковые полуформы получают путем погружения нагретой до 500- 520 К модельной оснастки в псевдоожиженный слой смеси. Для сравнения условий формообразования по известным и предлагаемому способам проводят три серии опытов.В первой серии модельную оснастку погружают моделями вниз в псевдоожиженный слой смеси до уровня модельной плиты и выдерживают в таком положении в течение 30 с при расходе сжатого воздуха 0,002 м /с,Э Затем подачу воздуха прекращают и извлекают оснастку с наросшей оболочкой из слоя. При этом происходит частичное отслаивание наружных частей оболочки и обрыв их с моделей под действием собственного веса.В второй серии (воспроизведение известного способа) выдержку моделей в смеси производят в течение 25 с при расходе воздуха 0,002 и /с (минимальное псевдоожижение), а затем - в течение еще 5 с при резко увеличенном до 0,015 м/с расходе воздуха. Далее подачу воздуха прекращают и извлекают оснастку из смеси, Расслаивания оболочки в данном случае непроисходит, однако имеет место отрыв наружных слоев оболочки в районе ребер моделей, происходивший в период резкого увеличения расхода воздуха.В третьей серии (воспроизведение предлагаемого способа) модельную оснастку в защитном стальном кожухе погружают моделями вверх на дно псевдоожнженного слоя смеси с расходом воздуха 0,002 м /с, после чегоуподачу воздуха в слой прекращают. Высота неподвижного столба смеси над моделями составляет при этом 0,4 м. Через 26 с после погружения (продолжительности погружения и подъема. оснастки составляют 2 с каждая) слой смеси снова псевдоожижают и извлекают из него оснастку, обдувая наружную поверхность оболочки1135526 Составитель С. ТепляковРедактор О. Черниченко Техред М,Пароцай КорректорА.Тяско Заказ 10147/5 Тираж 746 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3сжатым воздухом. Никаких нарушений целостности оболочки при таком способе формообразования не наблюдают.Во всех сериях опытов извлеченную оснастку с оболочкой направляют 5 в электропечь для доотверждения, после чего с помощью системы толкателей производят съем полуформ и оценку их качества.Толщина нерасслоившихся участков 10 оболочки в первой и второй сериях составляет 10-12 мм, а в третьей серии - 14-16 мм, что связано с большей скоростью нарастания оболочкового слоя при прессовании его неподвиж ным столбом смеси. Шероховатость рабочей поверхности оболочковых полуформ в сериях 1 и 2 составляет К 100 - К 125, а в серии 3 - К 63 (при шероховатости моделей К 2,5). 20 Таким образом, использование предлагаемого способа изготовления оболочковых форм обеспечивает по сравнению с известными способами устранение расслоения и обрывов сме" си с модельной плиты, уплотнение и улучшение чистоты поверхности рабочего слоя оболочки, а также ускорение формирования оболочки. В результате, брак изготовления оболочковых форм может быть снижен с 5% (средняя величина брака при использовании существующих способов формообразования) до 2%, т.е . значительно уменьшаются потери идущей в отвал формовочной смеси.Экономический эффект от внедрения предлагаемого способа составля" ет 249 тыс, руб.