Способ формовки и нагрева в опоках многослойных оболочковых форм

(51) 4 В 22 С 9/О А Г ЗЮ.О;ИЧЯ ТЕ)("" 4еИБЛВОИаи ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ оп. 1 Спосй с я лича ью увелихлажд ения тем, что, с цницы скоростейзалитой металлтру прибыльнойвливают электро чения раз по высоте ом оболочки,части оболочпо перимки уста агр ев ат ели . ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Литье по выплавляемым моделям.Под ред. Я.М.Шкленника и В.А,Озерова. Машиностроение, 1971, с. 243,247-250.Авторское свидетельство СССРИ 914169, кл. В 22 С 9/04, 1982,(54)(57) 1. СПОСОБ ФОРМОВКИ И НАГРЕВА В ОПОКАХ МНОГОСЛОЙНЫХ ОБОЛОЧКОВЫХФОРМ, получаемых по выплавляемьм моделям, включающий установку в опокуоболочки с литниково-питающей системой, имеющей в прибыпьной части газотворные элементы для ее обогрева, споследующим прокаливанием в печи,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью обеспечения разной скоростиохлаждения по высоте залитой металлом оболочки, в качестве опорногонаполнителя используют материалы степлопроводностью Л= 30-40 Вт/см К и теплопроводностью )(= 0,7 Вт/см хх К при этом материалом с высокойтеплопроводностью Д = 30-40 Вт/см Кзасыпают многослойную оболочковуюформу до основания питающей системы,а материалом с теплопроводностьюЛ = 0,7 Вт/см К засыпают толькопитающую систему многослойной оболочковой формы и отделяют их друг отдруга асбестовым листом.2. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве опорного материала с теплопроводностью- 30-40 Вт/см К используют чугунную дробь диаметром 0,5-1,5 мм,3. Способ по и, 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что в качествеопорного материала с теплопроводностью Л = 0,7 Вт/см К используют шамотную крошку с размером зерна 2,02,5 мм,мовкиОболочковую форму 1 в опоке 2 засыпают до основания прибыли наполнителем из теплопроводного материала, например, .чугунной дробью 3,От основания прибыпи оболочковуюформу засыпают наполнителем из низкотеплопроводного материала, например, шамотной крошкой 4. Между этими слоями наполнителя укладываюттеплоизолирующую прокладку 5, Крометого по периметру прибылей устаЭнавливают высокотемпературные нагреватели 6, которые обогревают прибыльные части оболочки 7 до заливкив них жидкого металла,15 20 25 Двуслойньй наполнитель при формоке оболочек в опоке позволяет обеспечить ускоренный отвод тепла от тела отливки через форму, которая состоит из теплопроводного материала, а именно чугунной дроби, (Коэффициент теплопроводности чугунной дроби Л = 38-40 Вт/см К), В то же время металл прибыли находится в жидком состоянии достаточно длительное время, так как передача тепла от прибыли к наполнителю из шамотной крошки ( Л шамотной крошки - 0,7 Вт/см К) осуществляется замедленно из-за низкой теплопроводности наполнителя, что обеспечивает питание стальных отливок и уменьшает брак по пористости и рыхлотам. 30 35 40 Для создания температурного градиента по высоте керамических оболочек и между слоями наполнителя кладут разделительную прокладку из теплоизоляционного материала, например асбеста, Изолирующая прокладка усиливает эффект различной теплопроводности слоев наполнителя и обеспе,чивает условия различной скорости охлаждения оболочки и тела отливки и ее прибыпьной части,50 55 412175Изобретение относится к литейному у производству и может быть использавано при производстве отливок по выплавляемым моделям,Цель изобретения - обеспечение разной скорости охлаждения по высоте залитой металлом оболочки, а также усиление разницы скорости ох,л аждения по высоте залитой металлом оболочки.На чертеже приведена схема фор 58 2Наличие нагревательных элементов, расположенных по периметру прибылей увеличивает температурный градиент по высоте оболочки и создает условия наиболее эффективного использования прибыпей. Нагрев зоны, примыкающей к прибылям, осуществляется в период подогрева всей опоки с керамическими формами до заливки жидкого металла, Из-за низкой теплопроводности напонительного слоя, примыкающего к прибялым и состоящего из шамотной крошки, дополнительный обогрев этой зоны обеспечивает сохранение тепла в прибыльной части в период заливки металла в форму и затвердевания отливки. Металл в прибыли сохраняется в жидком состоянии более длительное время, что обеспечивает устойчивое питание отливки в течение всегопериода ее затвердевания,Оболочку до основания прибыли формуют в дробь размером 0,5-1,5 мм,что обусловлено теплопроводностьюнаполнителя в зависимости от размера дроби, Так, с увеличением размера чугункой дроби более 1,5 мм, увеличивается площадь пустого пространства между шариками, которая выражается формулойБпуст - 0,86 Кгде Н - радиус шарика или дроби;5, - площадь пустого пространства.увеличением воздушного пространства в наполнителе уменьшаетсякоэффициент теплопроводности среды,состоящей из чугунной дроби и воздуха, и отвод тепла от отливкиуменьшается, Минимальный размердроби 0,5 мм выбран из условия технологии изготовления чугунной дроби,Так изготовить чугунную дробь менее0,.5 мм на современных установкахне представляется возможным.Прибыльную часть оболочки формуютшамотной крошкой, размер зерен которой 2,0-2,5 мм, Это обусловленотем, что разделяют два материаланаполнителя (дроби и шамотной крошки) после их использования на одномсите с размером ячейки 1,8 х 1,8 мм.Кроме того, использование шамотнойкрошки более 2,5 мм не создает достаточного уплотнения керамическойформы, а увеличение пространстване уменьшает теплопроводность слояс шамотной крошкой,Способ осуществляют следующимобразом.3 12В опоку засыпают чугунную дробь размером 0,5-1,5 мм на высоту 40- 50 мм. Затем на дробь устанавливают оболочки и засыпают их дробью до основания прибыльных частей оболочки, Уплотняют дробь вибрированием в течение 0,2-0,5 мин. Затем на дробь в опорку кладут слой теплоизолирующей прокладки (асбестовый лист), По периметру прибылей устанавливают нагревательные элементы (спиральные, пластинчатые или силитовые) и засыпают шамотную крошку с размером зерна 2,0-2,5 мм до верхнего уровня опоки, Вибрированием опоки в течение 0,2- 0,5 мин уплотняют наполнитель.Результаты опробования способа при изготовлении отливки кольца с наружным диаметром 320 мм и внутренним 200 мм, высотой 30 мм из сплава 49 С 2 Л с применением прибыпей шаровых и призматических приведены в таблице..Применение опорных наполнителей, ,когда прибыльная часть оболочки заформована в менее теплопроводный материал (шамотный наполнитель), а тело отливки - в более теплопроводный наполнитель (дробь), уменьшает усадочную пористость и рыхлоту в отливках в месте перехода от тепла отливки к прибыли с 8,0-28,0 до 7,2-8,07 при уменьшении призматической прибыли с 16,0 до 5,0 кг по сравнению с прототипом, когда формуют всю оболочку в опорный наполни 175584тель (песок), а в прибыльной частиимеется газотворный материал,Дополнительный обогрев оболочекдо 1100-1200 С электронагревателями5 прибыльной части оболочки передих заливкой увеличивает температуррый градиент по высоте оболочки,что улучшает питание отливок иуменьшает усадочную рыхлоту и порис 10 тость в отливках с 7,2-8 до 5,25,97. при использовании призматической прибыпи и с 7,6 до ЗХ при использовании шаровой прибыли, Этопозволяет уменьшить вес металла15 на прибыль (на примере призматической прибыли) в 3 раза.Применение предлагаемой формовкии нагрева многослойных оболочковыхформ по выплавляемым моделям, когда20 оболочку до основания питающей системы формуют в высокотеплопроводныйматериал (дробь), прибыльную частьоболочки засыпают низкотеплопроводным материалом (шамотом), при этом25 они разделены теплоизоляционной прокладкой, для создания температурного градиента по высоте оболочкии обеспечения питания стальных отливок, позволяет уменьшить брак поЗ 0 пористости и рыхлотам на 12 Х и расход металла на прибыль в 3 разаДополнительный обогрев прибыльнойчасти оболочек увеличивает температурный градиент и уменьшает бракотливок, Экономический эффект составляет 170 тыс. руб,и и гЧ (Ч В л и и и и и ч Ч (Ч В В В и и и хоЦ йф фВ 1 ф 11, сЧ МС О 1,ф и х хф ф фх х ха а а о о ГЧ 0,11 ФЧ р 1 о н о 1 хО, 1 Ц оо х оеВй ффХ 1 С О Х оЭ 1 О, х хах1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3а 1 хх оВ фА хО 1ас 1ф Эа1 Эй1 ахоохф 1 ХцоЭХ 0 О хоц 1 Йд0 Х Охофа хЦф хктоходф а 1ф С,дО Охх хо е ао ух с1 Д В 1 Й