Wynalazek niniejszy dotyczy sposobu wyrobu rdzeni do wytwarzania wydrazo¬ nych odlewów metalowych dowolnego ksztaltu i ma na celu otrzymywanie rdze¬ ni tanich w wykonaniu i ekonomicznych w uzyciu, zapobiegajacych powstawaniu mi¬ kroskopijnych jam odlewniczych i napre¬ zen w odlewie oraz dajacych sie latwo i szybko wyjmowac z odlewów.Przy wyrobie metalowych odlewów wydrazonych poslugiwano sie dotychczas rdzeniami z piasku, przy odlewaniu zas w kokilach — rdzeniami .stalowymi.Rdzenie piaskowe po skrzepnieciu odle¬ wu zwykle niszczy sie i usuwa, rdzenie zas stalowe natychmiast po skrzepnieciu metalu wyciaga sie za pomoca odpowied¬ nich urzadzen w kierunku osi i wklada do nastepnej formy.Obydwa rodzaje rdzeni posiadaja duze wady pod wzgledem wyrobu i zastosowa¬ nia. Skrzynki rdzeniowe, potrzebne do wykonywania rdzeni piaskowych, sa ko¬ sztowne, gdyz musza byc skladane z po¬ szczególnych czesci, jak równiez przygo¬ towywanie i mieszanie piasku na rdzenie wymaga znacznych kosztów na pomie¬ szczenie, robocizne i transport. Poza tym wyrób tych rdzeni jest zwiazany z niepo¬ zadanym wytwarzaniem kurzu, jak rów¬ niez musza one byc wypalane w stosunko¬ wo wysokiej temperaturze. Piasek nie mo¬ ze ostro odtwarzac pozadanych zarysów odlewu i wymaga uzycia spoiwa organicz¬ nego, które nadaje mu sztywnosc. Spoiwa organiczne spalaja sie pod dzialaniem cie¬ pla odlewanego metalu, paruja lub zwe¬ glaja sie. Jednoczesnie porowaty rdzenpowinien .pochlaniac gazy, wydzielajace sie z roztopionego metalu podczas jego krzepniecia, wskutek czego rdzen powinien posiadac kanaly powietrzne lub pory, przez które moglyby uchodzic gazy. Poza tym rdzenie musza byc wzmacniane za po¬ moca specjalnych wkladek z drutu lub w inny sposób, aby mogly wytrzymywac cisnienie metalu.Po zniszczeniu spoiwa organicznego podczas odlewania rdzen powinien miec zdolnosc przystosowywania sie do cisnie¬ nia metalu wskutek jego kurczenia sie w celu unikniecia powstawania w odlewie naprezen i mikroskopijnych jam usado¬ wych.Usuwanie rdzenia z gotowego odlewu uskutecznia sie zwykle recznie, co wyma¬ ga duzo czasu i jest polaczone ze szkodli¬ wym wytwarzaniem kurzu. Czesto tez pia¬ sek na powierzchni rdzenia laczy sie me¬ chanicznie z metalem, wskutek czego go¬ towe odlewy posiadaja chropowata i nie¬ ladna powierzchnie, niepozadana ze wzgle¬ du na dalsza obróbke odlewu.Rdzenie stalowe, uzywane przy odle¬ waniu w kokilach, musza posiadac odpo¬ wiedni ksztalt lub tez powinny byc prze¬ widziane inne srodki pomocnicze, umozli¬ wiajace usuwanie rdzeni po skrzepnieciu odlewów. Rdzenie metalowe pod dziala¬ niem odlewanego metalu kurcza sie, a ich powierzchnia staje sie chropowata, tak ze w stosunku do swej wysokiej ceny posia¬ daja one zbyt mala trwalosc. Najwieksza wada rdzeni stalowych jest jednak to, ze nie moga one byc dzielone i nie mozna nigdy dokladnie ustalic chwili usuniecia ich z odlewu, wskutek czego metal kurczy sie juz na rdzeniu, co przeszkadza kurcze¬ niu sie metalu, zanim rdzen ten zostanie wyciagniety.Stwierdzono, ze wszystkie te niedogod¬ nosci mozna usunac od razu, jezeli wyrób rdzeni bedzie oparty na zupelnie nowej zasadzie. Zasada ta polega na tym, ze rdze¬ nie wykonywa sie z mulu w postaci wydra¬ zonych porowatych rdzeni o ostrych kra¬ wedziach przez odlewanie ich w formach rdzeniowych. Takie rdzenie rozpadaja sie w wodzie, kurcza sie w formie, a po wy¬ suszeniu na powietrzu sa sztywne i wy¬ trzymale na dzialanie ciepla. Mul wytwa¬ rza sie z materialów nieorganicznych z do¬ datkiem lub bez dodatku spoiwa nieorga¬ nicznego.Dzieki takiemu wytwarzaniu rdzeni staje sie przede wszystkim zbyteczne sto¬ sowanie kosztownych skrzynek rdzenio¬ wych, gdyz moga byc stosowane zwykle formy gipsowe. Poniewaz przy wyrobie takich rdzeni nie uzywa sie wcale piasku, przeto nie zachodzi potrzeba przygotowy¬ wania i mieszania piasku, jak równiez nie wytwarza sie szkodliwego dla zdrowia ro¬ botników kurzu przy wyrobie i niszczeniu rdzeni. Poza tym rdzenie wedlug wyna¬ lazku nie zawieraja spoiwa organicznego, wskutek czego nie wywiazuja sie gazy podczas odlewania metalu. Rdzenie sa po¬ rowate, tak ze moga przepuszczac wywia¬ zujace sie gazy do swego wnetrza. Jakkol¬ wiek rdzenie te posiadaja stosunkowo cienkie scianki, jednak mozna wykonywac wedlug wynalazku niniejszego duze i skom¬ plikowane rdzenie sztywne, zachowujace scisle wymiary i posiadajace ostre krawe¬ dzie. Zewnetrzna powierzchnia rdzeni jest gladka i nigdy nie laczy sie z roztopionym metalem, wskutek czego scianki wydrazen odlewu sa zawsze czyste i gladkie.Wyrób tych rdzeni przeprowadza sie wedlug znanego sposobu odlewania bez- rdzeniowego, stosowanego w przemysle ceramicznym. Formy rdzeniowe z gipsu sa dwu- lub wieloczlonowe i posiadaja otwór do wlewania i wylewania mulu. Mul moze skladac sie z gliny, kaolinu, kwarcu, glin¬ ki szamotowej, siarczanu baru lub innych odpowiednich materialów z dodatkiem srodków uplynniajacych. Waznym warun¬ kiem jest, aby rdzen, utworzony z mulu w — 2 —formie gipsowej, kurczyl sie w tej formie, a po wysuszeniu na powietrzu byl sztyw¬ ny, przepuszczal gazy i byl wytrzymaly na dzialanie ciepla. Grubosc scianek rdzenia zalezy od jego wielkosci i ksztaltu oraz od rodzaju metalu odlewanego. Na przyklad mniejsze rdzenie do odlewania metali lek¬ kich moga posiadac scianki bardzo cienkie.Najwazniejsza jednak zaleta rdzeni, wytworzonych wedlug wynalazku niniej¬ szego, jest ich zachowywanie sie podczas krzepniecia roztopionego metalu. Zapobie¬ gaja one bez najmniejszej trudnosci po¬ wstawaniu jakichkolwiek badz naprezen w odlewie.Poniewaz materialy formierskie, jak tluste gliny i kaolin, w zakresie tempera¬ tur, stosowanych przy odlewaniu metali, kurcza sie silniej niz przemyslowe metale odlewnicze, przeto chcac osiagnac takie kurczenie sie rdzenia, jakie jest pozadane przy odlewaniu danego metalu, nalezy od¬ powiednio dobrac materialy i srodki od¬ chudzajace. Skurcz rdzenia, wykonanego sposobem wedlug wynalazku, moze byc na¬ wet dostosowany do wspólczynnika kurcze¬ nia sie odlewanego metalu, co pozwala na otrzymywanie odlewów wolnych od napre¬ zen i jam mikroskopijnych, gdyz metal podczas kurczenia sie nie napotyka zad¬ nych przeszkód.W zwyklych temperaturach otoczenia material rdzeniowy po odlaniu pozostaje miekki i trwaly. Istnieje równiez mozli¬ wosc zastosowania mulu o takim skladzie chemicznym, ze material rdzeniowy pod¬ czas odlewania spieka sie, zwlaszcza przy odlewaniu metali trudniej topliwych, przy czyim podczas kurczenia sie metali rdzen taki zostaje skruszony.Usuwanie rdzenia z gotowego odlewu jest nadzwyczaj proste i moze byc dokony¬ wane dwojakim sposobem. W przypadku zastosowania rdzeni niespiekajacyeh sie wystarczy wrzucic gotowe odlewy do wo¬ dy i wtedy rozpadajacy sie w wodzie rdzen natychmiast rozpada sie. Mul moze byc usuniety calkowicie z odlewu przez prze¬ plukanie woda. Gdy chodzi o rdzenie spie¬ czone i skruszone wystarczy tylko wysy¬ pac odlamki rdzenia z odlewu. W obu przypadkach przy usuwaniu rdzenia nie wytwarza sie kurzu, szkodliwego dla zdro¬ wia robotników.Sposób wedlug wynalazku niniejszego polega na tym, ze po sporzadzeniu formy gipsowej wypelnia sie ja mulem o zada¬ nym skladzie chemicznym, który osadza sie stopniowo na sciankach formy. Po uplywie czasu, niezbednego do wytworze¬ nia wydrazonego rdzenia o pozadanej gru¬ bosci scianek, mul nieosadzony wylewa sie z formy przez przechylenie jej. Rdzen wydrazony, powstaly z mulu na sciankach formy, kurczy sie stopniowo, oddzielajac sie od scianek formy. Po wysuszeniu go na powietrzu jest on sztywny, porowaty i wytrzymaly na dzialanie ciepla oraz da¬ je sie latwo wyjac z formy rdzeniowej.Zewnetrzne scianki rdzenia wydrazonego sa zupelnie gladkie i posiadaja pozadane ostre zarysy, których w rdzeniach piasko¬ wych nie mozna osiagnac.W ten sposób wytworzone rdzenie wklada sie nastepnie do form odlewni¬ czych i wlewa sie metal. W zaleznosci od wlasciwosci uzytego materialu rdzeniowe¬ go rdzen moze kurczyc isie wraz z meta¬ lem równomiernie. Usuwa sie rdzen z go¬ towych odlewów przez rozkladanie go w wodzie lub tez rdzen spieka sie podczas odlewania i nastepnie zostaje skruszony naciskiem kurczacego sie metalu, po czym odlamki moga byc wysypane z odlewu.Powyzszy sposób wyrobu rdzeni moze byc zastosowany równiez i do wyrobu wkladek odlewniczych, które powinny byc podatne na nacisk kurczacego sie metalu.Chcac otrzymac bardzo porowate rdze¬ nie do odlewania metali obficie wydziela¬ jacych gazy porowatosc tych rdzeni moz¬ na latwo uzyskac w sposób sztuczny przez — 3 —dodanie do mulu materialów o okreslonych korzystnych wlasciwosciach fizycznych wzglednie przez mechaniczne wykonanie szeregu kanalików.W obu (przypadkach mozna uzyskac bardzo dobra porowatosc bez szkody pod wzgledem pozostalych wlasciwosci wydra¬ zonego rdzenia.Jako dodatki, których wlasciwosci fi¬ zyczne moga.byc wyzyskane we wspo¬ mnianym powyzej celu, mozna wymienic materialy ulatniajace sie w stosunkowo niskiej temperaturze, jak np. naftaline. W tym przypadku, po ulotnieniu sie podob¬ nych materialów juz w stosunkowo niskiej temperaturze przy suszeniu gotowych rdzeni wydrazonych, w miejscach, w któ¬ rych znajdowal sie material ulatniajacy sie, pozostaja puste przestrzenie, zwiek¬ szajace porowatosc wydrazonego rdzenia.Duza zaleta tego sposobu jest to, ze sto¬ pien porowatosci rdzenia mozna bardzo dokladnie dostosowywac do danych po¬ trzeb przez odpowiednie dawkowanie da¬ nego srodka oraz przez dobór wielkosci ziam tego srodka. Oczywiscie srodek do¬ datkowy nie powinien byc rozpuszczalny w wodzie, gdyz wtedy rozpuszczalby sie w mule glinki. Naftalina nadaje sie dosko¬ nale do tego celu, gdyz jest tania, nieroz¬ puszczalna w wodzie i ulatnia sie w sto¬ sunkowo niskiej temperaturze nie wywie¬ rajac przy tym zadnego dzialania na mul glinki. Stanowi ona przeto w strukturze rdzenia jakby obce cialo, które w stosow¬ nej chwili moze byc usuniete w prosty sposób. Oczywiscie prócz naftaliny mozna stosowac wiele innych odpowiednich do¬ datków, których wybór zalezy kazdorazo¬ wo od danych warunków pracy.Ulatnianie sie srodka dodatkowego mo¬ ze odbywac sie w rozmaity sposób i jest zalezne od postawionych z góry warunków odlewania metalu. Ulatnianie sie moze od¬ bywac sie juz przy suszeniu rdzenia, wówczas suszenie przeprowadza sie w tem¬ peraturze, która powoduje ulatnianie sie srodka dodatkowego, albo tez ulatnianie sie tego srodka moze nastapic podczas od¬ lewania metali, wtedy odbywa sie ono kosztem ciepla odlewanego materialu. Jed¬ nakze warunki powinny byc dobrane tak, aby ulatnianie sie srodka dodatkowego nastepowalo od razu w chwili odlania me¬ talu i gazy, powstajace przy odlewaniu, mogly natychmiast znalezc ujscie. Tendru¬ gi sposób moze byc zastosowany w kazdym razie tylko wtedy, gdy nie ma obawy, ze chwilowe zatrzymanie ujscia gazów moze ujemnie dzialac na powierzchnie wytwa¬ rzanych odlewów. Poza tym ulatnianie sie srodka dodatkowego podczas odlewania jest mozliwe zwlaszcza wtedy, gdy scian¬ ki rdzenia wydrazonego sa cienkie. Ponie¬ waz wydrazone rdzenie, wykonane z mu¬ lu, moga miec scianki bardzo cienkie, prze¬ to ulatnianie sie srodka dodatkowego przy samym odlewaniu jest mozliwe w bardzo licznych przypadkach.Mechanicznie mozna osiagnac pozada¬ na porowatosc rdzenia w ten sposób, ze w jeszcze plastycznym gotowym rdzeniu wydrazonym przebija sie wielka liczbe ka¬ nalików, przechodzacych przez scianki na wylot; srednica tych kanalików jest tak mala, ze do nich nie moze przedostawac sie odlewany metal.Kajialiki te sluza do przeprowadzania gazów do wnetrza rdzenia, stanowiacego kanal wylotowy. W tych miejscach rdze¬ nia, w których potrzebne jest szczególnie sprawne odprowadzanie gazów, liczba ka¬ nalików musi byc wieksza. Wynalazek ni¬ niejszy pozwala na latwe przystosowywa¬ nie liczby kanalików w kazdym miejscu rdzenia do danych wymagan, nawet w rdzeniach o ksztaltach najbardziej skom¬ plikowanych.Kanaliki mozna wykonywac w rozmai¬ ty sposób. Najkorzystniej jest wykonywac je maszynowo, co pozwala na wykonywa¬ nie do 10 000 kanalików na minute. — 4 —Szczególnie korzystne w uzyciu urza¬ dzenie do przebijania kanalików w rdze¬ niach wydrazonych jest przedstawione schematycznie na rysunku. Fig. 1 przed¬ stawia przekrój podluzny urzadzenia wzdluz linii A — B na fig. 2, a fig. 2 — przekrój podluzny wzdluz linii C — Dna fig. 1.Urzadzenie to sklada sie z oslony a, wykonanej w postaci rekojesci, zawiera¬ jacej walek obrotowy 6, który stanowi badz koniec gietkiego walka, badz tez ko¬ niec walka silnika (nieuwidocznionego na rysunku), umieszczonego w górnej czesci oslony u. Walek b posiada na koncu zgra¬ biona nasade c, zaopatrzona w rowek sru¬ bowy d o skoku np. 8 — 10 mm.Do rowka d siega trzpieriiek prowadni- czy e suwaka /, zaopatrzonego na dolnym koncu w uchwyt igliczny g. Uchwyt iglicz¬ ny g jest zaopatrzony w pewna liczbe iglic h, które przy najwyzszym polozeniu su¬ waka sa wciagniete do oslony a, natomiast przy najnizszym jego polozeniu wystaja z oslony a na dlugosc skoku rowka d. Wa¬ lek b i suwak / ,sa prowadzone w lozys¬ kach i, przedstawionych schematycznie.Ruch obrotowy walka b i nasady c' przenosi sie za posrednictwem rowka sru¬ bowego d i trzjpienka prowadniezego e na suwak / jako ruch postepowo-zwrotny, tak ze iglice h, osadzone w obsadzie iglicznej g na koncu suwaka /, przebijaja kanaliki, gdy przyrzad ten posuwa sie recznie po powierzchni rdzenia.Oslona a moze byc wykonana -np. w po¬ staci rekojesci znanych maszynek do strzy¬ zenia wlosów i moze posiadac podobny na¬ ped. Poniewaz w takich przyrzadach moz¬ na latwo osiagnac 2 000 obr/min, to znaczy 2 000 skoków obsady iglicznej, przeto ma¬ jac piec iglic w obsadzie mozna w ciagu minuty wykonac 10 000 kanalików. Oczy¬ wiscie liczbe te mozna zwiekszac dowol¬ nie, gdyz obsade igliczna mozna zaopa¬ trzyc w dowolna liczbe iglic.Srednica kanalików wykonanych w rdzeniach wydrazonych moze wynosic nor¬ malnie 0,1 — 0,2 mm, jako zas najko¬ rzystniejszy wymiar przyjmuje sie srednio 0,15 mm.Kanaliki o takim wymiarze daja pew¬ nosc, ze odlewany metal nie wejdzie do nich. PL