Способ изготовления литейных форм из холоднотвердеющих смесей

СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5/1 5)5 В ФььАйдйъДфь г ц ОПИ ся к литейному к способам смеления литейных их смесей (ХТС) с плотнения. Цель из ной точнос Сущнос что пригото ществляют дозировани ющего и от нитель,вибрацион тов смеси эвиброперемешива ержневых смесей в ором смесь переме овых колебаний. Известен способформовочных и стомельнице, при ко ют вследствие кру ши ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Производственное объединение "Невский завод" им,В.И.Ленина и Завод - ВТУЗ при Производственном объединении турбостроения "Ленинградский Металлургический завод"(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ ИЗ ХОЛОДНОТВЕРДЕЮЩИХ СМЕСЕЙ(57) Изобретение относится к литейному производству, а именно к способам изготовления литейных форм и стержней их холоднотвердеющих смесей (ХТС), Цель изобретения - повышение размерной точности формы. Согласно изобретению спо,соб, предусматривающий приготовление формовочной смеси путем подачи огнеупорного наполнителя, доэирования жидких компонентов в огнеупорный наполнитель и .их перемешивания, заполнение опоки смесью, формообразование путем вибрацинов, А,В.Соколов, А.А,БречВ,П,Синенко, С.И.Рыбачук и Изобретение относит производству, в частности, сеприготовления и иэготов форм из холоднотвердеющ помощью вибрационного у 1666264 А 1 онного уплотнения смеси в опоке с моделью при заданном ускорении торизонтальных колебаний, заключается в том, что приготовление формовочной смеси осуществляют в опоке путем одновременного доэирования жидких компонентов - связующего и отвердителя - в огнеупорный наполнитель, подаваемый в опоку, и вибрационного перемешивания компонентов смеси за счет возвратно-поступательного перемещения опоки в горизонтальной плоскости, а процесс вибрационного уплотнения формовочной смеси осуществляют одновременно с процессом вибрационного перемешивания в две стадии: стадию предварительного уплотнения проводят при ускорении горизонтальных колебаний Ог = (3.6) 9 в течение 60,180 с, а стадию окончательного уплотнения проводят при ускорении горизонтальных колебаний Сг = (1,82,5) 9, где д "9,81 м/с - ускорение силы тяжести. При этом дозирование жидких компонентов в огнеупорный наполнитель, подаваемый в опоку, осуществля 1 от посредством решетчатого трубопровода с отверстиями. Реализация изобретения позволяет повысить размерную точность модельного опечатка формы в 34 раза, за счет этого сократить припуск на обработку отливок и уменьшить потери металла. 1 э.п.ф-лы, 4 ил 1 табл. обретения - повышение размерти формы.ть изобретения состоит в том, вление формовочной смеси осув опоке путем одновременного я жидких компонентов - связувердителя - огнеупорный наполподаваемый в опоку, и ного перемешивания компонена счет возвратно-поступательно10 15 20 25 чей в опоку 40 45 50 55 го перемещения опоки со смесью в горизонтальной плоскости, а процесс вибрационного уплотнения формовочной смеси осуществляют одновременно с процессом вибрационного перемешивания в две стадии: стадию предварительного уплотнения проводят при ускорении горизонтальных , колебаний Ог = (36) ц в течение 60180 с,а стадию окончательного уплотнения проводят при ускорении горизонтальнык колебаний Ог = (1,8 .,2,5) д в течение 1020 с, где д , = 9,81 м/с: - ускорение силы тяжести, при чем дозирование жидких компонентов в огнеупорный наполнитель, подаваемый в опоку, осуществляют посредством решет чатого трубопровода с отверстиями.На фиг. 1 приведена схема устройствадля осуществления описываемого способауплотнения форм и стер;кней иэ ХТС; на , фиг, 2 показано оптимальное распределе ние плотности формовочной смеси, пол, ученное в реэультаге вибрационногоуплотнения; на фиг, 3 - фрагмент решетча, того трубопровода, с помощью которого вструю огнеупорного наполнителя ввоцят жидкостекольную композицию и жидкий отвердитель; на рис, 4 - кривая максимального уплотнения и достигаемого предела прочности смесИ на сжатие в зависимости , от ускорения горизонтальных колебаний,показаны режимы уплотнения и вибропере,. мешивания.Огнеупорный наполнитель 1 подается к ; опоке лейточным транспортером 2 и попа-дает в воронку 3 с установленным в нейустройством, например решетчатым трубопроводом 4, с помощью которого в струю огнеупорного наполнителя вводят жидкий отвердитель и жидкостекольную композицию в необходимых пропорциях, После этого смесь поступает из воронки 3 в опоку 5 с установленной в ней моделью 6, Опоку располагают на плите 7, которая установлена на упругих опорах 8. Снизу в центре плиты прикреплен инерционный вибровоэбуди. тель горизонтальных колебаний 9, сйабжен н ый тири стор н ым п ри водом.После заполнения опоки исходнойсмесью включается тиристорный привод и устанавливается в режим виброперемешивания с ускорением горизонтальных колебаний Ог = (3",6) ц. При этом в смеси проявляются турбулентные процессы, и смесь интенсивно перемешивается до однородного состояния. Через 1,3 мин ускорения горизонтальных колебаний плавно снижаютдо нижнего предела виброперемешивания - 39 (фиг. 3), где начинается предварительное уплотнение смеси, а затем устанавливак 1 т режим уплотнения с ускоронием горизонтальных колебаний Ог = (1,82,5) 9. При этом происходит окончательное уплотнение смеси и оптимальное распределение материала формы в плане, как показано на фиг. 2. Наиболее уплотненный слой 10 (плотностью,р = 1,551,60 г/смэ) расположен вблизи поверхности модели, у вертикальных стенок опоки и у плиты. Остальная масса формовочной смеси 11, заполняющая опоку; имеет пониженную плотностьр =1,421,47 г/смэ, что способствует направленному газовому .потоку при заливке и улучшает последующую вы-. бивку.Решетчатый трубопровод, показанный на фиг. 3, состоит из двух рядов перекрещивающихся металлических трубок, в которые по шлангам подаются жидкостекольная композиция и жидкий отвердитель. В трубках просверлены отверстия в отношении 10:1 для жидкостекольной композиции и от-, вердителя, чтобы выдержать в смеси соответствующее процентное отношение данных компонентов, которые подают в решетчатый трубопровод с постоянным расходом,Песок, свободно просыпаясь через решетчатый трубопровод, смачивают жидко- стекольной композицией и жидким отвердителем и засыпают свободной подаПосле заполнения опоки включают тиристорный привод и устанавливают режим виброперемешивания, На фиг. 4 приведен график уплотнения формовочной смеси при различных режимах горизонтальных колебаний,Через 60180 с происходит достижение оптимального перемешивания формовочной смеси, причем во время перемешивания происходит процесс интенсивного отверждения связующего, т.к. связующее и отвердитель равномерно распределены в массе огнеупорного наполнителя и вступают.междусобой в контакт,После окончания процесса виброперемешивания при снижении ускорения горизонтальных колебаний до 39 начинается уплотнение смеси, которое завершается на менее энергоемком режиме ускорений.Смесь имела следующий состав (мас.ч.); кварцевый песок - 100, жидкостекольная композиция (М = 2,22,5 р = 1,461,48 г/смз) - 3,5 пропиленкарбонат - 0,35. Продолжительность перемешивания 60,.;180 с по описываемому спосо 1666264 6бу обосновывается минимально необходимым временем для получения равномерного распределения ингредиентов(при этом среднеквадратичное отклонение должно быть О), причем разброс по времени связан с физическими свойствами связующего. Например, для смеси с жидким стеклом требуется большее время перемешивания (около 180 с), так как оно имеет большее поверхностное натяжение (71,9 мН/м) и плотность (1,46 г/см") и вязкость (150 О .С) по сравнению с масляными связующими; например, с олифой (28,9 мН/м; 45 С, 0,96 г/см соответственно), для которой требуемая продолжительность составляет 60,70 с. Превышение оптимального времени перемешивания для различных связующих нецелесообразно, так как приводит к увеличению энергоемкости процесса.Обусловленные пределы по времени уплотнения обосновываются тем, что выход за нижний предел (10 с) ведет к недоуплотнению смеси, так как недостаточно время для получения устойчивой структуры (переукладки частиц смеси), что установлено экспериментально для различных смесей,Превышение верхнего предела (20 с) нецелесообразно, поскольку в дальнейшем не происходит увеличение плотности смеси, а энергоемкость возрастает. Выбор интервала 1020 с связан с различной способностью связующих к виброуплотнению, зависящему от их физических свойств (поверхностнЬе натяжение, вязкость, плотность связующего).Необходимыми условиями создания режима виброперемешивания (турбулентный .режим) являются по экспериментальным данным следующие: - частота в интервале от 1300 до 2000 об/мин - разница вертикальных амплитуд колебайий в центре и на . краю (у стенки опоки) вибростола не менее 156. При этом параметры ускорений колебаний составляют (36) д. На заключитель.ной стадии виброуплотнения выбираются менее энергоемкие режимы с ускорением колебаний (1,82,5) 9.Результаты сравнительных испытаний приведены в таблице. Реализация изобретения позволяет повысить размерную точность модельного отпечатка формы в 3.4 раза, эа счет этого сократить припуски на обработку отли вок и уменьшить потери металла. Другимпреимуществом описываемого способа является возможность качественного получения любых форм, в том числе и крупных при ограниченной (25 мин) живучести ХТС.10Формула изобретения1. Способизготовления литейных формиэ холоднотвердеющих смесей, включаю щий приготовление формовочной смеси путем подачи огнеупорного наполнителя дозирования жидких компонентов в огнеупорный наполнитель и их перемешивания, заполнение опоки смесью и формирование 20 путем вибрационного уплотнения смеси вопоке с моделью при заданном ускорении горизонтальных колебаний, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения размерной точности формы, приготовление 25 формовочной .смеси осуществляют в опокепутем одновременного дозирования жидких компонентов - связующего и отвердителя - в огнеупорный наполнитель, который подают в опоку, и перемешивают компо ненты смеси путем возвратно-поступательного перемещения опоки с моделью в горизонтальной плоскости в две стадии: стадию предварительного уплотнения, которую проводят при ускорении 35 гоРиэонтальных колебаний пРи бг = (36) 9в течение 60180 с, и стадию окончательного уплотнения, которую проводят при ускорении горизонтальных колебаний при бг ==(1,82,5) 9 в течение 1020 с, где 9 = 9,81 40 м/с - ускорение силы тяжести, при этомперемешивание и уплотнение осуществляют одновременно.2. Способпоп.1,отличающийся. тем, 45 что дозирование жидких. компонентовв огнеупорный наполнитель осуществляют через взаимопересекающиеся трубопроводные отве рсти я.501666264 1,8 д Фцг. Ф Составитель С.ТепляковРедактор Е,Зубнетова Техред М,Маргентал Корректор М,Кучерявая аказ 2484 Чираж 486 Подписное ВНИИПИ Государственного комитента по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 рои годстиечно-и%;) Рьиои роют- Режои Ырсщюе рг Юа,РУ зд бу Ускпреюе три тнщалнт КОЛЯОНУУ