Способ изготовления литейных форм

Сфез Советски кСфцкалистическикРеслублкк ОЛ ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 933184(22)Заявлено 06. 08.80(2) 2969147/22-02 с присоединением заявки И 8 22 С 9/00 3 Ьвудараеешыв квквтвт ьСВР ав деаак аэввретвнкй к фтарытк 1(23) Приоритет Опубликовано 07. 06. 82. Бюллетень21 Дата опубликования описания 09, 06. 82(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ Изобретение относится к ооластипитейного производства, а именно кспособам изготовления многослойных(двухслойных) форм с облицовочнымслоем, отверждаемым за счет воздействия тепла.Известен способ изготовления литейных форм, согласно которому на мо.дель наносят облицовочную смесь, далее вводят наполнительную смесь,1 Опроизводят уплотнение формы,извлекают модель и сушат форму при 250350 оС 1.11.Такой способ характеризуется низкой производительностью из-за необ 35ходимости транспортировки формы в су.шила и затрат времени на сушку и остывание формы (3-5 ч). Кроме того,гл 1 Динные слои формы в процессе сушки полностью не высыхают и содержат2-3 влаги, что обусловливает их низкую газопроницаемость и повышеннуюгазотворную (парообразующую) способность. Известен также способ изготовления литейных форм, в соответствии с которым отверждение облицовочного слоя осуществляют путем его нагрева с помощью переносных сушильных устройств 1 2.Однако и в этом способе не достигается необходимое удаление влаги из наполнительной смеси, что обуславливает ее низкую газопроницаемость и повышенную гаэотворность.Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления литейных форм, заключающийся в подаче и уплотнении нагретой до 50 - 1500 С единой смеси в формообразующей оснастке, отвержде" нии форм за счет теплосодержания сме. си и извлечения модели 1 3.Этот способ характеризуется живучестью формовочной смеси, сравнительно высокой гаэотворной (парообразующей) способностью, пониженнойВ3 93318газопроницаемостью; скорость отверждения и физико-механические характеристики рабочего слоя формы нуждаются в улучшении,Целью изобретения является павы-, зшение прочности и снижение осыпаемости формы, повышение живучести и снижение газотворности смеси, повышениепроизводительности формовки и сокращение расхода связующего. 1 ЕДля достижения этой цели при способе изготовления литейных форм, вклю-чающем подачу и уплотнение нагретойсмеси в формообразующей оснастке, отверждение формы и извлечение модели, 15сначала подают и уплотняют в Формообразующей оснастке облицовочную смесьс температурой окружающей воздушнойсреды, после чего подают наполнительную смесь с температурой 200 - 450 С. 2 оСпособ изготовления форм по изобретению характеризуется следующимиотличительными признаками: если облицовочная смесь содержит жидкостекольное связующее, то наполнительнуюсмесь подают с температурой 200450 ОС; если облицовочная смесь содержит водоглинистое связующее, то наполнительную смесь подают с температурой 200 - 300 С; если облицовочнаясмесь содержит лигносульфонатное связующее, то наполнительную смесь подают с температурой 200 - 300 ОС; если облицовочная смесь содержит связующее в виде синтетической смолы, тонаполнительную,смесь подают с температурой 200 - 2 ЛООС.При температуре наполнительной смеси ниже 200 С не обеспечивается требуемая высокая скорость отвержденияОоблицовки, при нагреве наполнительной смеси выше верхнего предела,обусловленного в каждом конкретномслучае типом используемого в составе,облицовки связующего, происходит ра,зупрочнение облицовки. На чертеже схематично показана лит никовая форма.На модельную плиту 1 с моделью 2 и элементом литниковой системы 3 уста.50 навливают опоку 4 и литниковую втулку 5 С помощью пескодувной машины (на чертеже не показана) на модель 2 наносят облицовочный слой смеси 6 толщиной 20 мм, Затем в опоку 4 по дают нагретый до требуемой температуры песок, полученный в процессе регенерации из отработанной стержневой 4 ,фсмеси по технологической схеме, пре.дусматривающей нагрев смеси до температуры 750 - 800 С с последующимохлаждением. (Следовательно, регенерированный возврат отработанной смеси выполняет функции наполнительного состава).Затем производят уплотнение полуформы вибрацией, .при контакте нагретого песка 7 с облицовочным слоем бпроисходит отверждение последнего.Температура облицовочного слоя повышается, что фиксируется термопарой 8.При достижении в облицовке температуры 100 ОС модельную плиту 1 вместе смоделью 2 и элементом литниковой системы 3 удаляют, а полученную полуформу направляют на сборку, предваритель.но установив на нее литниковую,воронку 9. При изготовлении нижней полуформы после уплотнениянагретого наполнителя снимаютскребком его излишки, накладываютсверху металлическую плиту (на чертеже не показана ) и кантуют Форму вместе с металлической плитой, Затем производят сборку формы,При этом нанесение облицовки пескодувным способом не является единственно возможным. При изготовлениикрупных Форм облицовочный слой Формируют с помощью пескомета, вибролотка и других устройств;Наполнительный слой в данном техническом решении прочностью не обладает ( эа.исключением варианта, когдаиспользуют обратную смесь, содержащуюогнеупорную глину:и другие дисперсныечастицы, упрочняющие смесь). Так называемой несущей способностью ( опорной прочностью) обладает облицовочныйслой. Давление наполнителя на отвержденную облицовку незначительно благодаря трению между частицами и образованию "мостов". в сыпучих материалах.Это обеспечивает, например, получениекачественных отливок в песчаных формах по пенополистироловым моделям.Прочность облицовочного слоя задаютподбором соответствующего связующего и толщины облицовки.Минимально допустимая прочностьоблицовки, достаточная для извлечения модели из форм, такая же, как ипри существующих способах формовки,а именно 0,2 кгс/смТакая прочность может быть достигнута сразу же после уплотнения формы,что достигают эа счет добавки огне5 9331 упорной глины или увеличением времени перемешивания. Следует также отметить, цто для интенсификации процесса отверждения облицовок можно исполь. зовать катализатор, вводимый в смесь, ю особенно при использовании синтетичес ких смолЧПри изготовлении крупногабаритных полуформ, у которых толщина облицов" ки превышает 30 мм, рекомендуется пе" 10 ред извлечением модели их совместно кантовать, а после извлечения модели . выдерживать в течение 10-15 мин для полного отверждения облицовки, При заливке форм из стопорного ковша на 1 З верхнюю опоку следует накладывать металлическую плиту и скреплять их совместно.Рациональной областью использования. предлагаемого способа следует 1 20 считать изготовление литейных форм металлоемкостью до 500 кг, заливаемых из чайникового ковша, Вид сплава принципиального значения не имеет, 2Время, в течение которого облицовка прогревается на всю толщину, зависит от температуры наполнителя и легко поддается расчету.П р и м е р. Ниже приведены соста- о вы облицовочных смесей с различными типами связующих, вес,Ф:Жидкостекольная смесь (ЖС):Песок К 02 96Жидкое стекло 4Песцаноглинистая смесь (ПГС):Песок К 02 85Глина огнеупорная 1 ОСульфитно "дрожжеваябражка (ГОСТ 8179-74) 5Песчано-лигносульфонатная смесь (ПЛС):Песок К 02 94Сульфитно-спиртоваябарда (ГОСТ 8518-5)Иочевина техническая(ГОСТ 2081-63) 2Песцано-смоляная смесь (ПСС):Песок К 02 96,5Карбамидная смола УКС 2,5Вода 150В таблице приведены результаты сопоставления способа по изобретение со способом согласно известному техническому решению по показателям прочности на разрыв, осыпаемостиживучести, газопроницаемости и парооб 84 6разующей способности облицовочного и наполнительного слоев формы.Для оценки прочности на разрыв ис" пользовали стандартные образцы 1,"восьмерки"), изготавливаемые с помощью;:стержневого ящика модели 037 И. Для оценки прочности облицовочного слоя изготавливаемого предлагаемым способом, влажные "восьмерки" помещали на дно емкости и засыпали песком, нагретым до 200 - 450 С. йассу песка определяли исходя иэ соотношения массы облицовочного слоя к массе наполни" тельного слоя, равного 1:10, т.е, на 1 образец массой 100 г насыпали 1 кг нагретого песка. Через 1 и 3 чобразцы извлекали иэ емкости, давали им остыть до комнатной температуры и подвергали испытанию,;Под живучестью понимали время выдержки смеси до изготовления образцаь "1при котором егопрочность падала на 30 по сравнению с максимальной прочностью,полученной в данной серии опытов. Газо" проницаемость определяли на приборе модели 5037. Парообразующую способность определяли расчетным методом.Из данных таблицы следует, что использование способа изготовления литейных форм по изобретению по срав-нению с прототипом обеспечивает получение следующих преимуществ (сравнению подвергаются смеси с однотипной системой связующего, в данном случае облицовка из ЖС по изобретению и единаясмесь из ЖС по прототипу): повышение прочности и снижение осыпаемос ти формы при выдержке в тецение 1 и 3 ц; повышение живучести облицовочной смеси; повышение газопроницаемости формы и снижение ее газотворной парообразующей ) способности эа счет умножения концентрации увлажняющего компонента, что способствует снижению брака отливок по газовым ракови нам; повышение производительности формовки за счет упрощения смесеприготовлвния (для наполнительного слоя используют нагретые песок или отработанную смесь без увлажняющих кампо."нентов), формообразования (сухой наполнитель при изготовлении наполни- тельного слоя уплотняют свободной . засыпкой) и ускоренного отверждения смеси; сокращение расхода связующего (так как последнее исключается из состава наполнительного слоя),,0 30 О н 4,0 30Единаясмесь из ЖС (способ по прототип 0; 6,ла изобретени литейных уплотнен зующей о и извлечещ и й с я я прочносформы, поня газотвор В числителе приведены показателидля наполнительного,1. Способ изготовления форм, включающий подачу и нагретой смеси в формообр настке, отверждениеформы ние модели, о т л и ч а ю тем, что, с целью повышен ти и снижения осыпаемости вышения живучести и сниже 3 150 76 0 Ьблицовочного слоя, в знамена ности смеси, пов ности формовки и связующего, снач няют в формообра лицовочную смесь жающей. воздушной подают наполнител ратурой 200 - 42, Способ пощ и й с я тем, ч ышения производитель- сокращения расхода ала подают и уплотзующей оснастке обс температурой окру- среды, после чего ьную смесь с темпе С.и. 1, отл ичаюто, с целью отвержде184 10ния облицовочной смеси с связующимв виде синтетической смолы, наполни тельную смесь подают с температурой.200 - 250 С. Э 933 ния облицовочной смеси жидкостекольным связующим, наполнительную смесь подают с температурой 200 - 450 ф С.3. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью отвержде" ния облицовочной смеси с водоглинистым связующим, наполнительную смесь подают с температурой 200 - 300 фС.4. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью отверждения облицовочной смеси с лигносульфонатным связующим, наполнительную смесь подают с температурой 200- 300 С.5. Способ по и. 1, о т л и ч а ю" щ и й с я тем, что, с целью отвержде.%Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Лясс А. М, Быстротвердеющиеформовочные смеси. М., "Машинострое 1 ф ние" 1965 с. 288-299,2, Куманин И. Б. Литейное произ;водство. М., "Машиностроение", 1971,с. 150.3. Авторское свидетельство СССРпо заявке 8 2739221/22"02,кл. В 22 С 5/04, 1979 прототип).