Способ изготовления стержней

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскнкСоциалистическихРеспублик(51)М. Кл. В 22 С 9/12 Гффударстеевай кфмвтет СССР йе аефем кзфбретеекй н фткрмтнй(72) Авторы изобретения Ю. П. Ледян, Да М. Кукуй, И. А. Ма Белорусский ордена Трудового Красног) Знаиени политехнический институт(54) СПОСОБ ИЗГОГОВЛЕНИЯ СТЕРЖНЕЙ Изобретение относится к литейному производству, в частности к технологии изготовления стержней.Известен способ изготовления стержнеййсостоящнй в заполнении стержневого ящика смесью, уплотнении ее, последую щем извлечении стержня из ящика н сущке и сушилке Г 13 .Однако известный способ явлаетса трудоемким, а цикл изготовления стерж ней весьма длительный.тоНаиболее близким к изобретению техническим решением явлаетса способ изготовления стержней, включающий заполнение отверждаемой смесью предварительно нагретого стержневого ящика, уплотнение смеси, выдержку стержня в ящике и извлечение затвердевшего стержня 21.В связи с высокой скоростью твердениа смесей при изготовлении стержней в нагреваемой оснастке физико-механичес 20 кие свойства затвердевших стержней во многом зависят от длительности нахождения стержня в ящике. Преждевременное 2извлечение стержня из ящика приводит к его разрушению или же получению стержня с пониженными механическими свойствами. Увеличение длительности твердения сверх оптимальной приводит к частичной деструкции связующего материала в поверхностном слое, что значительно снижает качество стержня.Определение необходимой длительности твердения стержня осуществляется методом фтехнологических пробай состоящем в изготовлении и технологических испытаниях стандартных образцов. Такие ис.йытания обычно проводятся при получении новой партии связующего материала и отладке режима работы стеркневой машиНыефактически же оптимальная длительность твердения стержня значительно отличается от установленной, так как в процессе хранения связующего материала его. реакционная способность снижается. Кроме этого, на длительность твердения, влияет погрешность при дозированин исходных% Электрическаяпроводимость,К. х 10",См 1,70 1,77 1,53 1,13 0,88 компонентов смеси и качество их перемешивания. На практике для предотвращения возможного разрушения стержня при извлечении его из ящика длительность твердения стержня устанавливают больше оп тимальной. В результате чего снижается производительность стержневых машин и ухудшается качество готовых стержней.Целью изобретения является улучшение качества стержней, оптимизапия про ф цесса твердения и повышение производительности стержневого оборудования,Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему заполнение отверждаемой смесью предвари тельно нагретого стержневого ящика, уплотнение смеси, выдержку стержня в При нагреве связующего материала вначале его удельная электропроводность несколько возрастает в результате повышения степени диссоциации ионов, а затем начинается твердение, которое сопровождается значительнЫМ поНИжеНиек эЛеКтРи ческой проводимости. Минимальное значение электропроводности соответствует полному затвердеванию связующего материала. Дальнейшая выдержка при высокой температуре приводит к деструкции свя эуюшего, сопровождающейся выделением По мере затвердевания стержневой смеси ев электрическая проводимость также изменяется и достигает минималь ного значения в момент.времени, соответствующий полному затвевдеванию связующего материала. Однако при извлече- . ящике и извлечение затвердевшего стержня, измерение электрической проводимости стержня осуществляют непосредственно в процессе твердения и извлекают стержень из ящика при достижении значения электропроводности 1-15% диапазона ее изме- кения, соответствующего полному затвердеванию смеси.Электрическая проводимость связующих материалов, использующихся при изготовлении стержней, в нагреваемой ос настке в процессе твердения значительно изменяется, В табл. 1 приведены результаты измерения удельной электрической проводимости, фенолоспирта плотности р =1226 кгlмз, отверждавшегося при 220 С,углерода, что вызывает возрастание электропроводности (табл, 1).Электрическая проводимость стержневой смеси, приготовленной на электропроводном связующем материайе, определяеъся содержанием связующего в смеси и равномерностью его распределения по поверхности зерен, а также степенью уплотнения смеси. В табл. 2 приведены результаты измерения исходной электрической проводимости смеси с различным содержанием фенойоспирта,Таблица 2 нии стержня из ящика в момент достижения минимальной электропроводности неудается получить максимальную прочность. Связано это с тем, что за счеттепла, аМиумулированного стержнем принагреве, происходит дозатвердевание его5 М 0403 6 Длительностьтвердения,мин Прочность наразрыв, 4МПа 0,46 1,02 1,28 Электропровод, ность, К" 10-, См 9,5 5,5 4 25 после извлечения из ящика. В результатеэтого начинается деструкция затвердевшего связующего материала под воздействием тепла за пределами стержневогоящика. 5 С целью предотвращения этого явления стержень необходимо извлекать до момента достижения минимального значения электропроводности с тем, чтобы 10 Анализ экспериментальных данных по казывает, что извлекать образцы из ящика необходимо до достижения минимума электропроводности, соответствую щего длительности твердения . равной 4 мин.Максимальная прочность достигает ся при извлечении образцов из ящика через 3 мин от начала твердения.Исходная электропроводность смеси составляет 153 10"См, а конечная, соответствующая полному затвердеванию связующего, 4,20 ф 10 С, Таким обра,зом, диапазон изменения проводимости связующего материала составляет 148,80 10 м. При изменении исходной электрической проводимости смеси изме няется и конечная проводимость. Диапазон же изменения ууи данного связующего материала остается постоянным.Электрическая проводимость образцов, затвердевавших 3 мин, составляет 4,25 т 5 м 10 См, т,е. для получения макснмальной прочностй данные образцы необходимо извлекать из ящика в момент времщи, когда электропроводность их составляет 504,25 к 10к 40 ОЪ=У,Е,Ь118,8 10 от диапазона изменения проводимосж,смеси при полном затвердевании связующего материала.Для более мелких, чем стандартныеобразцы, стержней, имеющих малую теме после нахоЯщени. его за пределами . ящика произошло дозатвердевание связующего материала за счет аккумулированного тепла.В табл. 3 приведены результаты определения прочности на разрыв стандартных образцов (восьмерок) и изменение электропроводности смеси, содержащей 3% фенолоспирта и отверждаюшейся при 230 С.Таблица 3 1,21 1,09 0,98 0 82 420 428 454 549 лоаккумулируюшую способность, процесс твердения следует прекращать при достижении значения электрической проводимости, соответствующего 1-1,5% диапазона изменения проводимости смеси.С увеличением размеров стержня, а следовательно, и теплоаккумулируюшей способности, извлечение стержня из япп- ка необходимо осуществлять при значении электропроводности, составляющей 10-15%Вдиапазона ее измежния в процессе твердения. Так, для стержня весом 14-16 кг процесс твердения необходимо прерывать при достижении электропроводности, ра ной 22,310 С, что соответствует 14,99% диапазона изменения проводимости смеси. Таким образом удается получить максимальную прочность стержня.Значение электрической проводимости, при которой необходимо извлекать стержень из ящика, зависит от его габаритов и определяется опытным путем. В случае колебания исходных свойств связующего материала или его содержания в смеси изменяются исходная и минимальная электропроводности. Диапазон же изменения электропроводности в процессе твердения остается постоянным, бпагодаря этому предлагаемый способ позволяет максимально использовать вюкущие свойства связующего материала, оптимизировать процесс изготовления стержней и повысить прои:.ь. водительность стержневого оборудования благодаря 100% контролю всех изготавливаемых стержней.7 990403 8 ф о р м у л а и з о б р е т е н и я димость стержня в процессе тверденияи извлекают стержень из ящика при достиСпособ изготовления стержней, вкпю- женин значения электропроводности 1 щий заполнение отверждаемой смесью 15% диапазона ее изменения, соответстдварительно нагретого стержневого 5 вующего полному затвердеванию смеси. Составитель А. МинаевРедактор Н. Джуган Техред С, Мигунова Корректор В, Прохненко Заказ 13/16 Тираж 811 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 преяшнка, уплотнение смеси, вьдержку стержня в ящике и извлечение затвердевшегостержня, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью улучшения качества, оптимизации процесса твердения и повышения 6производительности стержневого оборудования, измеряют электрическую провоИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Матвеенко И. В. и Тарский В, Л,Оборудование литейных цехов. М., "Машиностроением, 1976, с. 139-143,2. Там же, с. 143-149.