“способ получения литья по газифицируемым моделям “див процесс” и литейная форма для получения литья”

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛ ИСТИЧ ЕСКИЕСПУБЛИК 764768 А 1)5 В 22 С 9/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ литейному спользовано ополистйрои и цветных Изобретение относится производству и может быть при получении отливок по и ловым моделям из чугуна, ст сплавов. Цель изобретено-гигиеническихние качествасебестоимости отнологических возм ния -улучшение санитар- условий труда и повышеотливок, снижение ивок и расширение техожн остей.(71) Одесский политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССРМв 1210952, кл. В 22 С 7/02, 1986,Патент Великобритании М 1434344,кл, В 22 С 7/02, 1976.Заявка Японии М. 47 - 98444, кл. В 22С 9/04, 1976.(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИТЬЯ ПО ГАЗИФИЦИРУЕМЫМ МОДЕЛЯМ "ДИВ-ПРОЦЕСС" И ЛИТЕЙНАЯ ФОРМА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИТЬЯ(57) Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано, например, при получении отливок по пенополистироловым моделям из чугуна, стали и цветных сплавов, Цель изобретения - улучшение санитарно-гигиенических условий, повышение экологической чистоты труда и повышение качества отливок, снижение себестоимости литья и расширение технологических возможностей. Способ заключается в сборке и формовке в уплотняемом песке покрытых противопригарной краской газифицируемых моделей и элементов литниковой системы,.имеющих газоотводные каналы, соединении газоотводных каналов с вакуумной системой, сифонной заливке металла и отсосе продуктов деструкции моделей при наличии давления над металлом. При сборке в моделях создают сквозную систему перекрещивающихся газоотводных каналов, а в процессе заливки металла регулируют давление над металлом так, что с начала заливки и до конца заполнения литниковой системы обеспечивают вакуум, затем поддерживают положительное давление, которое по величине превы-. шает давление песка на противопригарную краску, но меньше напора заливаемого металла, а под конец заливки вновь создают вакуум. Литейная форма, используемая для осуществления способа получения литья, содержит контейнер с крышкой с заформованной в песке газифицируемой моделью, имеет газоотводные каналы исистему вакуумного отсоса продуктбв деструкции модели,образующихся при заливке металла в форму, Форма дополнительно снабжена трубчатым металлическим коллектором и сгораемыми полыми элементами, соединяюЩйми газоотводйыеканал ымодели с трубчатым коллектором и регулятором давления газа, подключаемым к трубчатому коллектору и системе вакуумного отсоса. Преимуществами способа и устройства являются организованный и локальный отвод продуктов деструкции, 1 с. и 2 з, п. ф-лы, 2 ил,40 45 50 55 На газифицируемые модели и элементы литниковой системы наносят газонепроницаемую противопригарную краску, пРичем пустотелые полости в моделях и газоотводные каналы литниковой системы во время формовки соединяют между собой и с системой приема газов. При заливке металла в форму давление газа над металлом дважды понижают ниже атмосферного: в начале и в конце заполнения формы металлом, при этом поддерживают избыточное давление газа над металлом, превышающее давление песка на противопригарную краску, но ниже металлостатического давления в форме,На фиг, 1 изображен график изменения давления газа над металлом в процессе заливки; на фиг, 2 - литейная форма. На фиг, 1 буквами и цифрами введены следующие обозначения; Д - давление, И - исходное состояние (начало заливки), В - вакуум, П- период заполнения литниковой системы, П 2 - период заполнения отливки, Пз - период заполнения выпоров и литниковой чаши, 1 - напор металла, 2 - давление песка, 3 - регулируемое давление, На рис.2:1 - модель, 2 - газоотводные каналы, 3 - питатель, 4 - стояк, 5 - сгораемые пустотелые элементы, 6 - трубчатый коллектор, 7 - контейнер, 8 - регулятор давления, 9 - задвижка, 10 - вакуумная система, 11 - вакуумный насос, 12 - баллон с инертным газом, 13 - холодильник-подогреватель, 14 - нижний и верхний датчики наличия металла.Наличие сквозной системы полостей от стояка и до выхода за пределы формы обеспечивает организованный и целенаправленный отвод продуктов деструкции без загрязнения песка. Вакуум в самом начале заливки обеспечивает захват в систему отвода паров и газов, которые образуются в результате деструкции материала элементов литниковой системы. Тем самым исключается выброс вредных веществ через стояк, который в начальном периоде заливки мало заполнен металлом. В основном периоде заливки в стояке имеется некоторый столб жидкого металла, обеспечивающий напор для заполнения полостей отливки. Этому напору несколько противодействует, но уступает избыточное давление газа, которое изменяется с помощью регулятора по заданному значению или закону изменения во времени, Это давление газа превышает сжимающее давление песка на противопригарную краску, чем поддерживается устойчивость формы и строгоЕ соблюдение геометрии отливки, Избыточные пары и газы (сверх необходимого количества для создания давления) выпускаются из формы в систему их очистки и утилиза 5 10 15 20 25 30 35 ции. Жидкие и твердые продукты деструкции в конечном счете выжимаются металлом в ту же систему отвода. Кратковременный вакуум в конце заливки необходим для их удаления из формы. Процесс заливки в "ДИВ-процессе" оказывается саморегулирующим. При этом снимаются жесткие требования по целому ряду параметров, например, скорости заливки, температуре расплава, плотности материала модели и др. В отличие от известных способов, эти параметры можно менять в достаточно широких пределах. Поясним этот момент. Например, резкое увеличение скорости заливки, использование более горячего расплава, случайная установка модели с завышенной плотностью полистирола - все эти случаи связаны с возрастанием удельного количества продуктов деструкции, и в известных способах приводят к нарушению процесса. браку отливок, неудовлетворительной экологической обстановке и даже возможному выбросу жидкого металла. В указанных случаях при заливке "ДИВ-процессом" регулятор давления обеспечит большую степень открывания выходной задвижки, т. е. выпуск большего количества паров и газов и удержание давления в полости на требуемом уровне. В случаях, по эффекту противоположных приведенным, т, е. сопровождающихся снижением эффективности процесса, регулятор давления будет его стабилизировать так чтобы сохранить необходимое давление, обеспечивающее условия неразрушения формы.Предложенный принцип отвода продуктов деструкции устраняет необходимость общего и длительного вакуумирования формы в целом. А это в значительной степени расширяет технологические возможности, ускоряет процесс, уменьшает энергетические затраты, упрощает конструкцию оборудования. В отличие от известных способов, базирующихся на применении специальных контейнеров с двойными стенками и вакуумными камерами, в предлагаемом способе могут практически использоваться обычные простые емкости, способные удерживать песок.Применение газонепроницаемой противопригарной краски исключает загрязнение песка вредными веществами, повышает качество поверхности отливок, упрощает подготовку и нанесение покрасочных составов.Предложенный способ дает возможность заменить вибрационное уплотнение песка его равномерной послойной засыпкой, так как при отсутствии вакуума в формеисключается опасность образования пустот в недостаточно уплотнейном песке."ДИВ-процесс" снимает необходимость перегрева заливаемого металла, Больше того, с точки зрения Экологии и экономики будет более выгодным, если заливать металл с пониженной температурой. При этом увеличится удельный выход жидких, но уменьшится газо- и парообразных продуктов деструкции. В любом виде они полностью отводятся и утилизируются, тогда как в известных способах такое перераспределение недопустимо, поскольку приводит к ухудшению фильтрации продуктов деструкции и браку отливок,Предложенный способ допускает применение более плотного полистирола в моделях, что повышает качество поверхности и прочность моделей.Известная литейная форма, содержащая контейнер с крышкой с заформованной в песке газифицируемой моделью, имеющей газоотводные каналы, и систему вакуумного отвода продуктов деструкции модели, образующихся при заливке металла в форму, дополнительно снабжена трубчатым коллектором, сгораемыми полыми элементами, соединяющими газоотводные каналы модели с трубчатым коллектором, и регулятором давления газа, расположенным между трубчатым коллектором и системой вакуумного отвода газов, и датчиками контроля наличия металла в полости формы, которые установлены в нижней и верхних частях модели и связанных с регулятором давления, Кроме того, трубчатый коллектор снабжен теплообменником в виде холодильника или подогревателя,Наличие регулятора давления дает возможность поддерживать давление газа над металлом при заливке таким образом, чтобы, с одной стороны, исключить обвал песчаной формы от противодавления песка, а с другой - обеспечить нормальное поступление металла в форму и полное удаление продуктов деструкции через систему вакуумного отвода, Характер изменения давления в процессе заливки иллюстрируется рис. 1,Дополнительное обеспечение трубчатого коллектора подогревателем и элементами охлаждения позволяет поддерживать заданные процессом температуру и фазовое состояние отводимых продуктов деструкции, Введение в форму датчиков наличия металла позволяет обеспечить необходимый режим давления: по сигналу нижнего датчика заканчивается период вакуума и начинается период давления, а по 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 сигйалу верхнего датчика вновь обеспечивается вакуумП р и м е р, Модель 1 из пенополистирола (фиг. 2) для чугунных отливок корпуса редуктора покрывает газонепроницаемой противопригарной краской и заформовывают в песке. При этом формовку осуществляют в режиме циклически послойной засыпки: пасло засыпки каждого очередного слоя толщиной 50.150 ммпроизводится встряхивание или разравнивание слоя. По углам.и в середине их стенокимеются вертикальные кайалы 2. С ними соединяются продольные и поперечные каналы в днище модели. В свою очередь, последние соединены с каналом в питателе 3 и с пустотелым стояком 4, Вертикальные каналы 2 с помощью трубочек 5 соединены с металлической трубкой 6. Трубочки 5 выполняют из легкосгораемого материала, С трубочкой 6, выходящей за пределы контейнера 7 соединены регулятор давления 8 и задвижка с электродвигателем 9. С задвижкой связаны система утилизации и очистки 10 с насосом 11 и баллон с инертным газом 12. В трубке 6 находится холодильник-подогреватель 13 для поддержания заданного температурного режима отводящихся продуктов деструкции. В подготовленную форму заливают чугун состава, соответствующего требуемой марке СЧ,В начале заливки в течение 2-4 с в каналах модели обеспечивают разрежение 50 - 80 Кпа, Далее по сигналу нижнего датчика 14, в течение 20 - 25 с, когда заливается полость отливки, поддерживают избыточное давление 7 - 30 кПа. В самом конце заливки, по сигналу верхнего датчика 14, на 1-2 с вновь создают разрежение 50-80 кПа. После этого контейнер отключается от задвижки, датчика прибора давления и направляется на охлаждение, выборку отливки и выгрузку песка по обычным технологическим линиям.Формула изобретения 1, Способ получения литья по газифицируемым моделям, включающий сборку моделей и элементов литниковой системы, имеющих соответственно пустотелые полости и газоотводные каналы, нанесение противопригарной краски, формовку в песке, вакуумирование литейной формы и заливку ее металлом при переменном давлении газа над металлом в форме, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью улучшения санитарно-гигиенических условий труда и повышения качества отливок, снижения себестоимости литья и расширения технологических возможностей, во время формовкиосуществляют соединение пустотелых по1764768 оставитель И. Куницкаяехред М.Моргентал Коррек ндрушенк каз 3333 . Тираж 341 Подписное ВНИИПИ Государственйого комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушскаянаб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 лостей моделей и гаэоотводных каналов литниковой системы между собой и с системой приема газов, а при заливке металла в форму давление газа над металлом дважды понижают ниже атмосферного: в начале и конце заполнения формы металлом, при этом над залитой полостью форм поддерживают избыточное давление газа, превышающее давление на противопригарную краску, но ниже металлостатического давления в форме, причем наносят противопригарную газонепроницаемую краску.2, Литейная форма для получения литья по газофицйруемым моделям, содержащая контейнер с крышкой и с заформованной в песке газифицируемой моделью, имеющей полости и газоотводные каналы, систему вакуумного отвода продуктов деструкции модели, образуемых при заливке металла в форму, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения санитарно-гигиенических условий труда и повышения качества отливок, снижения себестоимости литья и расширения технологических воэможностей, она до пол нительно снабжена трубчатымколлектором, полыми элементами, выполненными из сгораемого материала и соединяющими газоотводные каналы модели с трубчатым коллектором, регулятором давле ния газа, расположенным, между трубчатымколлектором и системой вакуумного отвода газов, и датчиками контроля наличия металла в полости формы которые установлены в нижней и верхних частях модели и связаны 15 с регулятором давления. 3. Литейная форма по п, 2, о т л и ч а ющ а я с я тем, что трубчатый коллектор снабжен теплообменником в виде холодильника 20 или подогревателя.