Способ изготовления литейных стержней и форм

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 081081, (21) 3344791/22-02 Р 1 М. К.з В 22 С 9/00 . с присоединением заявки МВ -(23) Приоритет -Государственный комитет ссср по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 0703 ВЗ.Ф. Власов, Ю,Ф. Боровски и В.А. Баранов вител ОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЬК СТЕРЖНЕЙ И ФОР ния оболоч дения, скл ем. Кроме" -смоляных азотворнос арно-гягие обеспечив отливок,к иэйки операциях удалнастки, их охлажсыпки наполнитеержни из песчанладают высокойо ухудшает саниловия труда и нсокого качества н ого,месейью,ическ о ч У в овления(облицовану испольэуные песчано 10Известен способ изготметаллооболочковых формных кокилей ), по которомрт также сухие облицовочсмоляные смеси 21.Согласно этому способу вначалеизготавляют плакированную смесь, перемешивая наполнитель с термореактивной смолой, засыпают ее в бун кер пескодувной машины и после охлаждения вдувают в зазор между кок лем и моделью, образуя.тонкий облицовочный слой.Недостатком этся также высокаяней и Форм, так кзующих используютсмолы. Кроме тогоФормовки имеет огнение, связанноеЗ 0 осуществления. Изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано при изготовлении стержней и форм.Известен способ изготовления оболочковых форм и стержней нэ сухих сыпучих формовочных смесей 1). Для получения оболочковой полуформы песчано-смоляную смесь наносят на метал лическую модельную оснастку, нагретую до 220-280 оС. В результате плавления смолы зерна песка слипаются друг с другом, формируя оболочку. После удаления излишка песчано-смоля ной смеси модельную оснастку с образовавшейся на ней оболочкой помещают в печь с температурой 300-350 оС. Связующее в течение 45-90 с отверждается, переходя в твердое необратимое состояние. Готовую оболочку . снимают с модельной оснастки и подают на сборку Форм, где ее склеивают с другой оболочкой, полученной аналогичнб, Изготовление формы этим способом завершается засыпкой наполнителем полученной оболочковой формы в специальной опоке.Недостатком указанного способа является высокая трудоемкость технологического процесса, особенно ого способа являет- гаэотворность стержак в качестве свяся термореактивныепескодувный способ раниченное примесо сложностью егоСущественное сиижение газотворности стержней обеспечивается при изготовлении их по способу, согласно которому формовочную смесь приготовляют на основе водорастворимого связующего и вдувают ее в оснастку с помощью перегретого пара с давлением 0,2-1,0 Мн/м . После .выдержки смеси в оснастке в течение 120 с и удаления пара смесь отверждается и готовый стержень извлека ют из оснастки, охлаждают и подают на сборку форм 3.3.Этот способ имеет тот же недостаток, что и способ 2, а именно ограниченность использования, так 15 как подачу смеси в оснастку производят только наддувом. Использование же перегретого пара для наддува стержня сопряжено с большими техническими трудностями, так как 20 пар при контакте с деталями машины конденсируется. Нагрев этих деталей до температуры перегретого пара для предотвращения конденсации пара требует дополнительных энергозатрат, 25 специальной огнеупорной смазки и др, Эти недостатки сужают область использования способа и его технологические возможности.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ, согласно которому смесь на водорастворимом связующем нагревают и подают в оснастку перегретым паром или сжатым воздухом 4 3.Недостатки известного способа: ограниченность номенклатуры изготовляемых стержней и Форм по массе и по габаритным размерам из-за использования только пескодувных машин. При подаче смеси в оснастку свободной 40 засыпкой испаряется влага. Частицы смеси при этом утрачивают способность склеиваться. При последующей продувке смеси нагретым до 200 С воздухом или вакуумирования склеивающая способ 45 ность ее частиц не восстанавливается. По этой причине при подаче смеси в оснастку свободной засыпкой резко снижается прочность стержней;.сложность осуществления способа, так 50 как хранение нагретой до 90-110 С смеси в замкнутом объеме до подачи в оснастку связано"с большими техническими трудностями, для этого требуется специальная аппаратура, ис" 55 пользуемая в паровых котлах.Целью изобретения является упрощение процесса изготовления стержней и форм и повышение их прочности. 60Цель достигается тем, что в известном способе изготовления литейных стержней и Форм иэ сухих сыпучих смесей на основе водорастворимых связующих, включающем нагрев смеси, 6595,0 1,0 4,0 Жидкое стекло (ГОСТ 8266-56 ) подачу ее в оснастку, уплотнение ипродувку растворителем связующего,производят нагрев смеси до 120-200 ОСв условиях контакта с атмосферойа в качестве растворителя связующего используют воду, причем водунагревают до 50-95 С,Нагрев смеси в условиях контактас атмосферой до 120-200 С и введение в нее после уплотнения воды позволяют отказаться от сложной аппаратуры: парового котла, подводящихтрубопроводов высокого давления идругой, что значительно упрощаетпроцесс изготовления литейных стержней и форм. Предлагаемый способ позволяет осуществлять подачу смеси воснастку свободной засыпкой, чтоувеличивает номенклатуру изготовляемых стержней и форм, Кроме того,повышается прочность стержней и форм,так как при подаче в нагретую смесьводы восстанавливается клеющая спо-.собность связующего. Нагрев вводимойв смесь воды до 50-85 С позволяетинтенсифицировать процесс отверждения стержней и Форм.На чертеже изображено устройство,с помощью которого реализуется предлагаемый способ, общий вид.На стол 1 лабораторного прессаустанавливают поддон 2, имеющийпробку 3, плотно замыкающую полость 4,уплотнительное кольцо 5, газопроницаемую пластину 6 с вентами 7, аштуцер 8 подключают к воздушной магистрали (на чертеже не показана).Эатем вставляют стальную гильзу 9,насыпают в нее навеску нагретой доопределенной температуры (в пределах120-200 С ) смеси 10, устанавливаютгаэопроницаемую пластину 11 с вентами 12 и стальную гильзу 13. Стол 1пресса поднимают до упора гильзы 13в траверсу 14 и производят подпрессовку смеси. После этрго через пробку 3 в полость 4 вводят воду и включают подачу сжатого воздуха черезштуцер 8. Сжатый воздух, проходя через полость 4, увлекает за собой час"тицы воды, которая при контакте снагретой смесью 10 превращается впар. При этом пар, проходя черезсмесь, растворяет пленки связующего, в результате чего частицы смесисклеиваются между собой. После некоторой выдержки подачу сжатого воздуха перекрывают.П р и м е р. Для проведения сопоставительного анализа известногои предлагаемого способов изготавливают перемешиванием смеси следующего состава, вес.Ъ:Песок марки К 02Вода1002083 10 35 20 25 30 Таблица 1 Прочность на сжатие, кгс/см2 Температурасмеси,фС через 0,5 ч через 1 ч в исходномСОСТОЯНИИ через 3 ч по прототипу 5,6 5,6 3,8 0,05 100 0,0 0,0 0,0 0,0 120 о предлагаемому способу 15,0 9,0 4,6 0,05 100 28,0 5,4 120 14,0 0,0 32,0 18,0 6,2 0,0 150 38,022,0 9,0 0,0 180 38,0 28,0 14,0 0,0 200. 14,0 38,0 28,0 0,0 220 и м е ч а н и е: В данных экспериментах испольэовали воду сП р и м е ч аотемпературой 25 С Смесь нагревают в открытой емкости до 100, 120, 150, 180, 200 и 220 С и, не охлаждая, подают в экспериментальную оснастку, где производят уплотнение с помощью лабораторного пресса при давлении 6,2 Мн/м. В полость 4 подают воду, которую предварительно нагревают до температуры 25, 50, 80 и 95 С. После этого включают подачу сжатого воздуха с давлением 0,1 Мн/м . После выдержки в течение 120 с подачу сжатого воздуха перекрывают. Полученный образец смеси 10 извлекают из гильзы 9, выдерживают на открытом воздухе, после чего подвергают испытанию на сжатие с помощью лабораторного прибора модели 052 М.В качестве экспериментальных стержней испольэовали стандартные образцы диаметром 50 мм и высотой 50 мм.В табл. 1 приведены показатели барочности образцов, изготовленных сопоставляемыми способами при подаче смеси в оснастку свободной засыпкой.Нагрев подаваемой в смесь воды до 50-95 С способствовал повышению прочности смеси в заданных интервалах времени выдержки, о чем свидетельствуют данные табл. 2. Анализ, результатов, приведенныхв табл. 1, показывает, что способпо прототипу не обеспечивает получение стержней .достаточной прочности. Это ограничивает технологические возможности способа, так как около 80 стержней и форм изготовляют в настоящее время с помощью встряхивающих формовочных машин, прессовых линий, пескометов и других, где используют подачу смеси свобод-. ной засыпкой.Оптимальным является нагрев смеси до 120-200 С, так как при более низкой температуре в результате замедления процесса растворения пленок связующего прочность образцов не достигает требуемой величины. Нагрев смеси выше 200 С нецелесообразен, так как повышения прочности образцов при этом не наблюдается.Использование предлагаемого способа изготовления литейных стержней и форм позволяет значительно упростить технологический процесс, так как он не требует специального пескодувно-парового оборудования и аппаратуры. Прочность стержней при этом возрастает. Снижается также энергоемкость технологического процесса: при использовании паровой машины для подачи смеси в оснастку возникают большие тепловые потери.Ожидаемый экономический эффект от использования предлагаемого способа только на одном предприятии с условным годовым выпуском литья, равным 50 тысч тонн, составит около 164 тыс. рублей./Прочность на сжатие, кгс/см Температурасмеси, фС Температураводы, С через 0,5 ч через 1 ч через 3 ч 29,0 6,2 15,0 120 80 6,8 15,6 30,0 95 7,4 16,2 30,6 50 6,8 18,6 33,2 150 80 7,2 19,2 34,0 7,6 20,0 34,5 50 9,5 40,0 23,0 80 10,2 42,0 24,0 11,0 42,6 95 24,5 28,6 40,0 15,0 200 42,0 29,2 16,0 80 42,0 30,4 16,5 Формула изобретения1. Способ .изготовления литейных 45 стержней и форм из сухих сыпучих смесей на основе водорастворимых связующих, включающий нагрев смеси, подачу ее в оснастку, уплотнение и продувку растворителем связующего, р) о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения процесса изготовления и повышения прочности изготавливаеьвх стержней и фарм, нагрев смеси произодт до 120-200 С в ус- у ловиях контакта с атмосферой, а в качестве растворителя связующего используют воду. 2, Способ по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что воду нагреваютдо 50-95 ОС. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Просяник Г.В, Изготовление оболочковых форм и стержней. И.,"Высшая школа", 1978. 2. Литейное производство, М 9,1977, с. 21-22 и 9 2, 1974, с. 12-13. 3. Авторское свидетельство СССР 9 722656, кл. В 22 С 15/24, 1978. 4. Патент США Р 4196768,кл. В 22 С 9/02, опублик. 1979.ПодписноР ктная,илиал ППП "Патент", г. Ужгород, Ул. аз:16 89/5 ВНИИПИ Гос по дела 113035, Моск