PL6825B1 - Sposób wyrobu ogniotrwalej formy, zwlaszcza do odlewu odsrodkowego. - Google Patents

Description

Wynalazek dotyczy odlewu pustych przedmiotów metalowych, np. rur, przy za¬ stosowaniu sily odsrodkowej i odnosi sie w szczególnosci do wyrobu takich przedmio¬ tów w odsrodkowo dzialajacych formach ogniotrwalych, oraiz do wyrobu takiej for¬ my.Przy odlewie odsrodkowym rur metalo¬ wych z zastosowaniem ogniotrwalych form, np. piaskowych, wlewa sie plynny metal do formy wylozonej ogniotrwalym materja¬ lem, zaopatrzonym w powloke na we¬ wnetrznej powierzchni Znatne ogólnie po¬ stepowanie polega na zastosowaniu war¬ stwy tak zwanego, „zielonego", wilgotnego piasku, odmiana zas sposobu na zafsrtoeowa- niu suszonej wamstwy piasku.Stwierdzono, ze uzycie piaisku „zielone¬ go4*, wilgotnego jest ekonomiczniej sze z po¬ wodu miiniiejiszego zapotrzebowania czasu na przygotowanie farmy i zaoszczedzenie ko¬ sztów jej suszenia, Z róznych powodów sposób teni daje tez lepsze wyniki przy od¬ lewie. Odlewy otrzymywane w obrotowych formach z „zielonego" piasku posiadaja nie- tylko takie wlasnosci odlewów wykona¬ nych w zwyklych formach z piasku, jak wielka odpornosc przeciw zzeraniu i in¬ nym dzialaniom chemicznym, powoduja¬ cym rozpad metalu i zmniejszeniie trwalo¬ sci rur i t. p., lecz takze specjalne wla&no- d odlewów rotacyjnych, jak np. wieksza gestosc i wytrzymalosc, wskutek czego od¬ pornosc jest jeszcze wieksza, a spólczyn- nik sprezystosci wyzszy. Jakkolwiek forma z „zielonego" piasku daje produkt baindzo dobry, dotad jednak me stosowano tego sposobu z dobrym wynikiem handlowotechnicznym z powodu warunków, które musza byc sjpelnione przy odsrodkowem odlewaniu w formach z piasku zielonego i które uwazano Idotajd za nieosia^alner Bardzo wazna jest, np. prz^r odsrodko¬ wym odlewie w ogniotrwalej fonmie, trud¬ nosc unikniecia odrywanlia i iwyjplókiwatiia piasku pnzez plynny metal wchodzacy i przeplywajacy przez forme. Dalsza wada, wystepujaca zwlaszcza przy uzyciu fortn z zielonego piasku, jest trudnosc otrzyma¬ nia odlewu wloki chroniace wnetrze formy maja te wa¬ de, ze nie lacza siej dostatecznie z, warstwa piaisku, wskutek1 czego przeplywajacy me¬ tal porywa je (i unosi (czesciowo), co jest znowu powodem niedokladnosci odlewni¬ czych i zbyt wielkiej ilosci odlewów nie- udatnych. Dalsza wada mechaniiczma jest nietrwalosc wairisftwy piaski, gdy forma wi- ruije z wielka szybkoscia. Zadaniem wyna¬ lazku jest unikniecie tych i innych wad, oraz podanie korzystnego i ekonomicznego sposobu wyrobu odlewów w formach pia¬ skowych, uruchomianych odsrodkowo.Pirzedewszystkiem zalezy na sposobie wyrobu ogniotrwalelj formy, do której plyn¬ ny metal wplywalby bez przeszkód takich jakie wystepuja przy stosoiwaniiu znanych dotad sposobów, przytein ogniotrwala for¬ ma, wykonana z piasku, nie posiada tych Wad mechanicznych, jakie mialy dawniej¬ sze- formy i ma umozliwiac otrzyntanie odletwfu czystego i bez wad. Wnetrze formy jest chronione powloka w rodzaju naskór¬ ka lub luski, któraby chronila piasek przed dzialaniem strumienia plynnego metalu, a zarazeni nadawala gladkosc scianom for¬ my i czynila je nieprzepuszczalnemi dla plynacego zeliwa,. Ta powloka ochronna moze posiadac wlasnosc stapiania sie z naskórkiem odllewiniczym tak, ze odlew u- zyskuje rówtniez ochronna powloka.Dolaczony rysunek przedstawila urza¬ dzenie ido wykonania sposobu wedlug wy¬ nalazku, Fig, 1 przedstawia forme odlewnicza w podluznym przekroju, uwidoczniajac ognio- totfala warstwe \formy oraz ochronna po¬ wloke na jej wewnetrznej powierzchni, i i fig, 2 przedstawia te sama ferme po wy¬ konaniu jednego lub kilku odlewów.Ogniotrwala warstwe welwnatrz formy stanowi ,,zielony", niewypalany piasek.Stwierdzono, ze wilgotnosc piasku przy , wyrobie lepszych odlewów odgrywa bardzo wazna role, gdyz piasek zbyt suchy posia¬ da te wade, ze^e jest1 dotsc sppisty, a wiec odrywa sie i wyplókuje pod dzialaniem plynnego zeliwia, a» takze nie jest dosc od¬ porny na dzialknie silf odsrodkowej, po? wstajacej w wirujacej formie. Jezeli nato¬ miast piasek! jest zbyt wilgotny, to przy odlewaniu wywiazuje sie zbyt wiale pary i gazów, których piasek nie moze wchlonac, wskutek czego para. nie uchodzi z formy na- zewnaltrz, lecz wnika w mase metalu, da¬ jac odlew porowaty o nierównej powierzch- rii; Stwierdzono, zeip^zy, olgpasjoi&ej zgóry wilgotnosci i zawartosci pewnych domie¬ szek, piasek uzyskuje pozadana spoistosc i wlasnosci konieczne do unikniecia trud¬ nosci mechanicznych1, polaczonych z dzia¬ laniem plynnego metalu, oraz niekorzyst¬ nego dzialania pary. Stwierdzono tez, ze zeliwo w fonmie z „zielonego" piaisku nie ulega szkodliwym zmianom jako materjal, jezeli sposób wyrobu warstwy piasku jest odjpowieldnii, przyczem szczególnie wazna jest jednostajna gestosc masy piasku w for¬ mie.Celem wyrobu formy posiadajacej okre¬ slone wlasnosci przyrzadza sie poczatko¬ wo mieszariiine piasku, który posiada sklad nizej podkny i wilgotnosc/ft—11 %. Na¬ stepnie forme lub skrzynke formierska wy¬ pelnia sie piaskiem, który ubija sie .ubija-- kiemi. ' \ ¦- \ r ¦ i \'v '•¦ Do wyrobu formy dobrze jest uzyc mie¬ szaniny drobnego piasku kwarcowego, zwy¬ klego piasku fornuerskiego i Ostrego piasku grubego, zawierajacego od 7 do 11 % wil- — 2 —god. Stwierdzono, ze dobre wyniki daje na¬ stepujaca mieszanina: drobny piasek ziar¬ nisty (ostry), gruby piasek — 35% i pia¬ sek formierski 15%.Analiza tej mieszaniny wykazala na¬ stepujace dane: kwarcu 80 — 85%, gliny 5 _ 10%, talku 5 —10%, wolnej wody 7 ,— 11%, Mieszanina ta wykazala zadana spoistosc, opierala sie dobrze oplóikiwaniu i wszelkim dzialaniom mechanicznym, wy¬ nikajacym z szybkiego ruchu obrotowego iormy, przyczem /wilgotnosc nie jest tak wielka, alby nie wywiazywalo sie zbyt du¬ zo pary i gazów, dzialajacych szkodliwie, Abyj forma z ,,zielonego" piasku wply¬ wala korzystnie na zeliwio, musi byc ge¬ stosc ubitego piasku bardzo jednostajna.Uzyskuje sie to najlepiej przez zastosowa¬ nie ubijaka udarowego poruszanego spare- zonem powietrzem, lub elektrycznoscia, W tym celu osadza sie forme pionowa w ubi- jarce, zaklada sie iszablom i wsypuje do formy piasek. Ubijanie moze sie odbywac, gdy forma jest juz wypelniona piaskiem, albo tez w czasie wsypywania piaskui trwa tak dlugo, az piasek uibije sie do zadanej gestosci Jezeli nawet gestosc nie jest jednakowa od jednego konca formy do dru¬ giego (bo moze sie zmniejszac w kierunku górnego konca formy), to zmiana gestosci jest jednak równomierna od dolu wgóre, a nie przypadkowa jak przy stosowaniu in¬ nych metod ubijania, np, ubijania reczne¬ go. Miejsca naprzemian twarde i miekkie w formie powoduja wydymanie sie i peka¬ nie powierzchni formy), wskutek czego o- trzymuje sie na ofdlewie wadliwy naskórek odlewniczy.Fig, 1 rysunku prjzedstawia schematycz¬ nie forme z warstiwa ubitego piasku. Forma ta sklada sie ze skrzynki formierskiej 10 (rurowej), zaopatrzonej w otwory 11.Otwory te wypuszczaja nazewnatrz gazy i pare, wytwarzajace isie w czasie odlewa^ nia. Skrzynka 10 posiada dzwomofwe za¬ konczenie dla wyrobu rur o rozszerzonym koncu. Do wewnetrznej sciany tej formy przylega warstwa piasku 13, która posiada jednostajna lub raczej jednostajnie zmie¬ niajaca isiie gestosc, iwytjworzona przez ubi¬ janie.Wykonanie wewnetrznej powloki formy dda zabezpieczenia ogniotrwalej warstwy piasku przeciw bdirywaniu sie w czasie wlewania metalu, jest rzecza bardzo wazna i wchodzi równiez w zakres wynalazku.Próbowano juz wiele powlok tego ro¬ dzaju i istosowano je w tym celu, aby odlew oddzielal sie dobrze od formy oraz by otrzymac ladny wyglad powierzchni odle¬ wów. Powloki te wykonywano z materia¬ lów sypkich, plynnych lub plastycznych, jak grafit, wegiel, glinka i t. d,, naklada¬ nych na wewnetrzna powierzchnie warstwy piasku w formie.Wedlug niniejszego wynalazku stosuje sie materjal, który w postaci proszku na¬ klada sie na powierzchnie wilgotnej war¬ stwy piaslku, przyczem materjal ten posia¬ da wlasnosc pochlaniania wilgoci % war- istwy piasku i tworzy powloke w postaci spoistego naskórka lub luski, bardzo ognio¬ trwalej, o malej zdolnosci pochlaniania ciepla i nieprzenikliwej dla plynnego me¬ talu. Stwierdzono, ze taka powloka moze byc wykonana z naturalnego cementu, któ¬ ry jest materjalem sproszkowanym uzyski¬ wanym przez prazenie kamienia wapienne¬ go, zawierajacego glinke, w temperaturze wystarczajacej do wydalenia dwutlenku wegla, i Proszkowany cement naturalny mozna najkladac na powierzchnie formy iz „zielo¬ nego" piasku zapomoca stosownych urza¬ dzen. Fig, 1 uwidocznia to nakladame ce¬ mentu, który po nalozeniu tworzy bezpo¬ srednio powloke 14.Cement wchlania wilgoc z warstwy pia¬ sku i przez chemiczna reakcje wytwarza szybko powloke w postaci naskórka, lub — 3 -rluski o duzej odpornosci przeciw dzialaniu strumienia plynacego metalu. Na fig. 2, 14* oznacza wytworzona powloke. Nadzwyczaj korzystna zaleta powloki cementowej we¬ dlug wynalazku jeist szybkie powstawanie naskórka, odbywajace sie bez doprowadza¬ nia ciepla, oraz ten fakt, ze naturalny ce¬ ment nie kurczy sie i nie odskakuje od powierzdmi piasku jak inne marterjaly, a nawet inne gatunki cementu, lecz wlasnie rozasetrza sie, wskutek czego warstwa po¬ wloki zageszcza sie i wnika pomiedzy ziarnka piasku na powierzchni formy tak, ze praktycznie staje sie czescia skladowa warstwy piasku. Wskutek tegto warstwa piasku otrzymuje dluza odpornosc na dzia¬ lanie metalu wplywaj acegp do formy. Inna korzystna cecha powloki cementowej jest jej obojetny charakter chemiczny tak, ze miedzy tlenkiem zelaza na powierzchni od¬ lewu a materjalami, z których sklada sie powloka, nie zachodza zadne reakcje che¬ miczne. Wskutek tego powloka formy od¬ dziela sie wraz z odlewem o4 warstwy pia¬ sku, i odlew otrzymuje miekki i trwaly na¬ skórek, Na,jco&esciej stosuje sie cement natural¬ ny, lecz w pewnych wypadkach jest poza¬ dana domieszka malej ilosci, mp 5—10%, jakiegos tlustego matenjalu, jak grafit lub tailk, który dziala jak smar przy naklada¬ niu cementu na powierzchnie formy.W pewnych wypadkach, mianowicie gdy jest pozadana stosunkowo gruba powloka, mozna dolna powierzchnie cementowej po¬ wloki napoic wilgocia, np, zapomoca apara¬ tu natryfskoiwego lub rozpylajacego tak, ze powierzchnia wanstwy cementu szybko sie wiaze. To natryskiwanie cieczy na we¬ wnetrzna powierzchnie warstwy cementu jest uwidoozrfone na fig. 1, przyczem 15 przedstawia natryskiwaciz lulb rozpylacz, który moze byc poruszany wzdluz formy celean dojpfrowadmaaia pary lub 'jakiejs cie- cry do powierzchni powloki. Powloka wy¬ twórzicna na warstwie piasku posiada t pó* wodu swej ciagriwej struktury naskórka lub luski takze te wlasnosc, ze pod dziala¬ niem ciepla ,plynnego metalu topi sie, gdy metal juz wypelnil forme. To stapianie sie cementu z metalem powoduje, ze wieksza czesc cementu pozostaje ma gotowym odle¬ wie tworzac ochronna powloke. Wiadomo, ze cement powstrzymuje zzeranie wszel¬ kich wyrobów zelaznych i stwierdzono pró¬ bami, ze powloka cementowa przyczynia sie znacznie do odpornosci zewnetrznej powierzchni odlewu przeciw zzeraniu. Na¬ lezy tez zauwazyc, ze z powodu nieprze- wodnosci cieplnej cementu warstwa pia¬ sku nie ogrzewa £ie tak silnie pod cemen¬ tem, aby sie mogla z nim spiekac, wskutek czego gotowy odlew oddziela sie gladka od piasku. Jakkolwiek korzystny jest wyrób formy z wymienionej mieszaniny wilgotne¬ go piasku z powloka naturalnego cementu, to jednak mozna tez osiagnac zadawalajace wyniki przy uzyciu innego piasku formier¬ skiego.Slfewierdzono, pz czesc zewnetrznej po¬ wloki ocHewu zawierajacej cement zwla¬ szcza ta czesc, która jest najwiecej oddalo¬ na od naskórka odlewu, jest stosunkowo mniej trwalai moze byc usunieta pnzez sil¬ ne tarcie lub szcizotkoiwanie. Celem utrwa¬ lenia i zjwiekjstzenia twardosci cementowej powloki poddaje sie patem odlew hartowa¬ niu, polegajacemu na tern, ze odiew wkla¬ da sie na dluzsizy czas, np, na 2 godziny, do kapieli wodnej. Wskutek tego cementowa powloka utrwala isie i twardnieje tak, ze praktycznie tworzy z odlewem jedna ca¬ losc.Utrwalenie zewnetrznej powloki odlewu przeprowadza sie równoczesnie z utrwale¬ niem wewnetrznej powloki nalozonej na odlew. Mianowicie w mysl wynalazku moz¬ na zaopatrzyc takze wewmetrzna po¬ wierzchnie odlewu w powloke, najlepiej /z naturalnego cementu, tworzacego cienka — 4 _warstwe. Ta warstwa cementu posiada wlasnosc rozszerzania sie na wewnetrznej powierzchni rury ilrulb innego odlewu tak, ze silnie do niej przylega. Warstwe te pod¬ daje sie równiez utrwaleniu, czyniac ja twardsza i odporniejsza. Zwykle naklada sie wewnetrzna powloke w rurze lub innym podobnym wyrobie poi jej wyjeciu z formy.Rure zaopaltrzona w obie powloki trzyma sie potem tak dlugo w wodnej kapieli, az nastapi utrwaleinie obu powlok i otrzyma sie odlew, którego wewnetrzna i zewnetrz¬ na powierzchnia zespolila sie mocno i trwa¬ le z powloka wewnetrzna wzglednie ze¬ wnetrzna. PL PL

Claims (8)

1. Zastrzezenia patent owe. 1. Sposób wyrobu ogniotrwalej formy odlewniczej, znamienny tern, ze skrzynke formierska wyklada sie ogniotrwala war¬ stwa niewypalanego piasku, który ubija s:e jednostajnie, nastepnie warstwe te powle¬ ka sie wewnatrz sproszkowanym cementem naturalnym, posiadajacym te wlasnosc, ze rozszerza sie on w czasie wiazania i two¬ rzy powloke w rodzaju naiskórka lub luski, która osiada w warstwie piasku, przyczem w czasie odlewania przytapia sie do po¬ wierzchni odlewu tworzac ochronny/ na¬ skórek. :vV

2. Sposólb wedlug zastrz, 1, znamienny tern, ze cement, uzyty do wytworzenia po¬ wloki wewnetrznych powierzchni formy, pochlania wilgoc z warstwy piasku w for¬ mie. < ,.'*

3. Sposób wedlug zaisltrz. 1 — 2, zna¬ mienny tern, ze zastosowana do wylozenia formy ogniotrwala warstwa piasku posiada wilgotnosc nie mniejsza niz 1% i nie wiek¬ sza niz 11%.

4. Sposób wedlug zastrz. 1 — 3, zna¬ mienny tern, ze warstwa piasku stanowi midsizanine ostrego piasku grubego i drob¬ nego piasku Kwarcowego.

5. Sposób wedlug zasitrz, 4, znamienny tern, ze warstwa piasku moze sie taklze skladac iz mieszaniny w 50% piasku drob¬ nego, 35% ostrego piasku grubego i 15% zwyklego piasku formierskiego, przyczem musi posiadac wilgotnosc od 7 do 11%, obliczona od wagi suchej mieszaniny pia¬ sku.

6. Sposób wedlug izastrz. 1, znamienny tern, ze cement, isluzacy do wytwarzania ppwloki, miesza sie z maiterjalem tlustym, flp. grafitem i talkifem.

7. sposób wedhig zastrz. i i 2, zna¬ mienny tern, ze na wewnetrzna lub wolna powierzchnie powloki wprowadlza sie ciecz, np, wode lub pare w celu, aby przyspieszyc wiazanie isie cementu, przyczem ciecz te wprowadza isiie w stane rozpylonym przez odpowiednie dysze.

8. Sposób wedlilg zastrz. 1, znamienny tern, ze po wykonaniu odlew umieszcza sie w wódzie, dzieki czemu ochronna powloka z cementu staje sie twarda i odporna, W i 11 i a m D a v i ls M o o r e. Zastepca: Dr. inz. M. Kryzan, rzecznik patentowy.Do opisu patentowego tfr 6825, iPSS^PEE ^*^^ ii^y^s^^ aawjtwft iiiiiiii <£&.*. w^s^^^^^E^^^m^E^^s^s^^^sE^^^a. r^^^^^Vff^m^m fltedw^^ftfrft^^JuMsuijfr W^ftfltfff^^ tó Otfj^l^lj^^ilO^Hl^^uar ft i 0/ J? j^' w-Anum^mw Druk L. Boguslawskiego, Warszawa. PL PL