RU141534U1

RU141534U1 - CASTING FORM FOR PRODUCING POROUS IMPREGNATED CASTINGS

Info

Publication number: RU141534U1
Application number: RU2014100417/02U
Authority: RU
Inventors: Алексей Владимирович Кукса; Николай Алексеевич Кидалов
Priority date: 2014-01-09
Filing date: 2014-01-09
Publication date: 2014-06-10

Abstract

1. Литейная форма для изготовления пористых отливок пропиткой, содержащая нижнюю и верхнюю полуформы с полостями отливок и прибылей, отличающаяся тем, что она выполнена многоместной и снабжена фильтром, установленным между полуформами и выполненным из металлической сетки, при этом в полостях отливок, выполненных в нижней полуформе, расположены засыпки порообразующего наполнителя, а в полостях открытых прибылей, выполненных в верхней полуформе, на сетчатом фильтре расположены порции металлической шихты, при этом полости прибылей закрыты крышкой с газоотводными отверстиями.2. Литейная форма для изготовления пористых отливок пропиткой по п. 1, отличающаяся тем, что она выполнена из формовочной самотвердеющей песчано-глинистой смеси.3. Литейная форма для изготовления пористых отливок пропиткой по п. 1, отличающаяся тем, что она выполнена в виде стержня из стержневой самотвердеющей смеси.4. Литейная форма для изготовления пористых отливок пропиткой по п. 1, отличающаяся тем, что она выполнена в виде металлического кокиля из чугуна или стали.5. Литейная форма для изготовления пористых отливок пропиткой по п. 1, отличающаяся тем, что засыпка порообразующего наполнителя выполнена из гранул пенополистирола с упрочняющей оболочкой.6. Литейная форма для изготовления пористых отливок пропиткой по п. 1, отличающаяся тем, что засыпка порообразующего наполнителя выполнена из металлических или керамических сферических оболочек.7. Литейная форма для изготовления пористых отливок пропиткой по п. 1, отличающаяся тем, что засыпка порообразующего наполнителя выполнена из гранул растворимых солей.1. A mold for the manufacture of porous castings by impregnation, containing the lower and upper half-molds with cavities of castings and profits, characterized in that it is multi-seat and equipped with a filter installed between the half-molds and made of metal mesh, while in the cavities of castings made in the lower half-mold, there are backfillings of the pore-forming filler, and in the cavities of open profits made in the upper half-form, portions of the metal charge are located on the strainer, while the cavity of the profits is closed cover with a venting otverstiyami.2. The mold for the manufacture of porous castings by impregnation according to claim 1, characterized in that it is made of a self-hardening sand-clay mixture molding. 3. The mold for the manufacture of porous castings by impregnation according to claim 1, characterized in that it is made in the form of a core from a core self-hardening mixture. 4. The casting mold for the manufacture of porous castings by impregnation according to claim 1, characterized in that it is made in the form of a metal mold made of cast iron or steel. 5. The mold for the manufacture of porous castings by impregnation according to claim 1, characterized in that the filling of the pore-forming filler is made of polystyrene foam granules with a reinforcing shell. 6. The mold for the manufacture of porous castings by impregnation according to claim 1, characterized in that the filling of the pore-forming filler is made of metal or ceramic spherical shells. 7. The mold for the manufacture of porous castings by impregnation according to claim 1, characterized in that the filling of the pore-forming filler is made of granules of soluble salts.

Description

Полезная модель относится к литейно-металлургическому производству, в частности, к изготовлению пористых заготовок (отливок и слитков) из разных металлов и сплавов, используемых для изготовления деталей в машиностроении и других отраслях промышленности.The utility model relates to foundry and metallurgical production, in particular, to the manufacture of porous billets (castings and ingots) from various metals and alloys used for the manufacture of parts in mechanical engineering and other industries.

Известна одноместная литейная металлическая форма с выпором и с нижним подводом металла, которую заполняют гранулами из водорастворимой соли, а затем пространство между гранулами заливают расплавленным алюминиевым металлом или сплавом и др. (Исследование процессов формирования пеноалюминия фильтрацией через водорастворимые соли // Технология легких сплавов, 2011, №4; с. 74-78, с. 75! - рис. 1. Тепловые условия формирования пеноалюминия фильтрацией через водорастворимые соли // Литейщик России, 2011, №6; с. 43-45, с. 44! - рис. 1 и рис. 2).A single-seat foundry metal mold with a support and with a lower metal supply is known, which is filled with granules of water-soluble salt, and then the space between the granules is poured with molten aluminum metal or alloy, etc. (Investigation of the formation of foam by filtration through water-soluble salts // Light alloys technology, 2011 , No. 4; pp. 74-78, p. 75! - Fig. 1. Thermal conditions for the formation of foamed aluminum by filtration through water-soluble salts // Foundry of Russia, 2011, No. 6; pp. 43-45, p. 44! - Fig. 1 and Fig. 2).

Основным недостатком данной формы является невозможность изготовления пористых отливок пропиткой (фильтрацией) расплавом легкоплавких тяжелых металлов (Zn, Pb, Sn) и их сплавов и др., так как гранулы водорастворимых солей будут всплывать и вместе с расплавом уходить в выпор, а также низкая производительность, так как форма одноместная.The main disadvantage of this form is the impossibility of producing porous castings by impregnation (filtration) with a melt of low-melting heavy metals (Zn, Pb, Sn) and their alloys, etc., since the granules of water-soluble salts will float and go with the melt in vapor, as well as low productivity , since the form is single.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является разовая одноместная литейная форма, состоящая из двух полу форм: верхней и нижней, с уплотненной формовочной смесью в опоках с полостью формы отливки, полученной с помощью модели и дополнительной полости - прибыли (Литейное производство: учебник для специальностей вузов. 2-ое изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1987; с. 5-6, рис. 2 - прототип).Closest to the proposed technical essence is a one-time single casting mold, consisting of two semi-molds: the upper and lower, with a compacted molding mixture in the flasks with a mold cavity obtained using the model and an additional cavity - profit (Foundry: textbook for specialties Universities, 2nd ed., revised and supplemented - M .: Engineering, 1987; pp. 5-6, Fig. 2 - prototype).

Недостатками данной литейной формы является невозможность получения в ней пористых отливок, так как отсутствует порообразующий наполнитель, форма одноместная, в связи, с чем дает низкую производительность, повышенный расход формовочной смеси.The disadvantages of this casting mold is the impossibility of obtaining porous castings in it, since there is no pore-forming filler, the mold is single, and therefore gives a low productivity, increased consumption of the molding mixture.

Техническим результатом заявляемого устройства является создание нового типа многоместной литейной формы для изготовления пористых отливок пропиткой (фильтрацией) расплавом из металлов и сплавов, в том числе из легкоплавких тяжелых металлов и их сплавов, под действием силы тяжести, обеспечивающей надежную работу без всплывания порообразующего наполнителя, позволяющей увеличить производительность, производить больше пористых отливок в единицу времени (час, сутки, месяц, год) при серийном, крупносерийном и массовом производствах, с меньшим расходом формовочных и других материалов.The technical result of the claimed device is the creation of a new type of multi-casting mold for the manufacture of porous castings by impregnation (filtration) with a melt of metals and alloys, including low-melting heavy metals and their alloys, under the action of gravity, which ensures reliable operation without floating pore-forming filler, allowing increase productivity, produce more porous castings per unit time (hour, day, month, year) in serial, large-scale and mass production, with lower consumption of molding and other materials.

Технический результат достигается тем, что литейная форма для изготовления пористых отливок пропиткой, содержащая нижнюю и верхнюю полуформы, полости форм отливок и прибылей, выполнена многоместной с установленным между полуформами сетчатым фильтром выполненным из металлической сетки, и с расположенными в полостях форм отливок, выполненных в нижней полуформе, засыпками порообразующего наполнителя, а в полостях прибылей, выполненных открытыми в верхней полуформе, с расположенными на сетчатом фильтре порциями металлической шихты, при этом полости прибылей закрыты крышкой с газоотводными каналами.The technical result is achieved by the fact that the casting mold for the manufacture of porous castings by impregnation, containing the lower and upper half molds, cavities of the molds of castings and profits, is multi-layered with a mesh filter installed between half molds and made of metal mesh located in the cavities of the molds half mold, filled with pore-forming filler, and in the cavities of profits made open in the upper half mold, with portions of the metal charge located on the strainer that profits cavity closed with gas output canals cover.

При этом литейная форма для изготовления пористых отливок пропиткой выполнена из формовочной самотвердеющей песчано-глинистой смеси.Moreover, the mold for the manufacture of porous castings by impregnation is made from a molding self-hardening sand-clay mixture.

Причем литейная форма для изготовления пористых отливок пропиткой выполнена в виде стержня из стержневой самотвердеющей смеси.Moreover, the mold for the manufacture of porous castings by impregnation is made in the form of a rod from a core self-hardening mixture.

А также литейная форма для изготовления пористых отливок пропиткой выполнена в виде металлического кокиля из чугуна или стали.And also the mold for the manufacture of porous impregnated castings is made in the form of a metal mold made of cast iron or steel.

Кроме того, засыпка порообразующего наполнителя выполнена из гранул пенополистирола с упрочняющей оболочкой.In addition, the filling of the pore-forming filler is made of polystyrene granules with a reinforcing shell.

А также засыпка порообразующего наполнителя выполнена из металлических или керамических сферических оболочек.And also the filling of the pore-forming filler is made of metal or ceramic spherical shells.

При этом засыпка порообразующего наполнителя выполнена из гранул водорастворимых солей.In this case, the filling of the pore-forming filler is made of granules of water-soluble salts.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена литейная форма для изготовления пористых отливок в разрезе; на фиг. 2 - та же форма выполнена в виде стержня из стержневой самотвердеющей смеси (половинчатый разрез); на фиг. 3 - та же форма выполнена в виде металлического кокиля из чугуна или стали (половинчатый разрез); на фиг. 4 - поперечный разрез полости формы отливки с засыпкой порообразующего наполнителя; на фиг. 5 - гранулы пенополистирола с упрочняющей оболочкой в разрезе ("A" увеличено); на фиг. 6 - металлические или керамические сферические оболочки в разрезе ("A" увеличено).The essence of the utility model is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a mold for the manufacture of porous castings in the context; in FIG. 2 - the same shape is made in the form of a rod from a rod self-hardening mixture (half section); in FIG. 3 - the same shape is made in the form of a metal chill mold of cast iron or steel (half section); in FIG. 4 is a transverse section through the cavity of the mold of a casting filled with a pore-forming filler; in FIG. 5 - granules of expanded polystyrene with a reinforcing shell in the context ("A" increased); in FIG. 6 - sectional metal or ceramic spherical shells ("A" increased).

Литейная форма для изготовления пористых отливок пропиткой состоит из двух полу форм (в опоках): нижней 1 и верхней 2 и установленного между ними сетчатого фильтра 3, выполненного из металлической сетки. В нижней полуформе 1 имеются полости 4 (в данном случае их четыре, фиг. 1) получаемых будущих пористых отливок, выполненных по четырехместной подмодельной плите, в которых расположены засыпки 5 порообразующего наполнителя. А в верхней полуформе 2 - соответственно четыре полости 6 открытых прибылей, в которых на сетчатом фильтре 3 расположены порции металлической шихты 7. Полости 6 открытых прибылей закрыты съемной крышкой 8 с газоотводными отверстиями 9.The mold for the manufacture of impregnated porous castings consists of two semi-molds (in flasks): bottom 1 and top 2 and a mesh filter 3 installed between them, made of metal mesh. In the lower half-mold 1 there are cavities 4 (in this case there are four of them, Fig. 1) of the resulting future porous castings made on a four-seater model plate in which there are backfill 5 of the pore-forming filler. And in the upper half-mold 2, respectively, four cavities 6 of open profits, in which portions of the metal charge 7 are located on the strainer 3. The cavities 6 of the open profits are closed by a removable cover 8 with gas vents 9.

Литейная форма для изготовления пористых отливок пропиткой выполнена из формовочной самотвердеющей песчано-глинистой смеси 10 (фиг. 1 и фиг. 4).The mold for the manufacture of porous impregnated castings is made of a self-hardening sand-clay mixture 10 (Fig. 1 and Fig. 4).

Литейная форма для изготовления пористых отливок пропиткой выполнена в виде стержня из стержневой самотвердеющей смеси 11 (фиг. 2).The mold for the manufacture of porous impregnated castings is made in the form of a rod from a core self-hardening mixture 11 (Fig. 2).

Литейная форма для изготовления пористых отливок выполнена в виде металлического кокиля 12 (фиг. 3) из чугуна или стали.The mold for the manufacture of porous castings is made in the form of a metal chill mold 12 (Fig. 3) made of cast iron or steel.

Засыпка 5 порообразующего наполнителя выполнена из гранул пенополистирола с упрочняющей оболочкой 13 ("A" увеличено, фиг. 5).The filling 5 of the pore-forming filler is made of polystyrene granules with a reinforcing shell 13 ("A" is increased, Fig. 5).

Засыпка 5 порообразующего наполнителя выполнена из металлических и керамических сферических оболочек 14 ("A" увеличено, фиг. 6).The backfill 5 of the pore-forming filler is made of metal and ceramic spherical shells 14 ("A" is increased, Fig. 6).

Засыпка 5 порообразующего наполнителя выполнена из гранул водорастворимых солей (на фиг. не показано).The filling 5 of the pore-forming filler is made of granules of water-soluble salts (not shown in Fig.).

Работе литейной формы предшествует ее изготовление методом ручной или машинной формовки в парных опоках и сборка. Первоначально изготавливают (формуют) нижнюю полуформу 1 многоместной (в данном случае по подмодельной плите с четырьмя моделями) с образованием полостей 4 получаемых (будущих пористых) отливок из, например, формовочной самотвердеющей песчано-глинистой смеси, располагают в полостях 4 засыпки 5 порообразующего наполнителя и устанавливают сетчатый фильтр 3 (фиг. 1). Затем изготавливают по подмодельной плите верхнюю полуформу 2 с ответными полостями 6 открытых прибылей. После чего спаривают полуформы 1 и 2, в полости 6 открытых прибылей на сетчатый фильтр 3 загружают порции (расчетное количество) металлической шихты 7 и закрывают общей крышкой 8 с газоотводными отверстиями 9.The work of the mold is preceded by its production by the method of manual or machine molding in twin flasks and assembly. Initially, the lower half-mold 1 of a multi-seat (in this case, a model plate with four models) is made (molded) with the formation of cavities 4 of the resulting (future porous) castings from, for example, molding self-hardening sand-clay mixture, 4 fillings 5 of the pore-forming filler are placed in the cavities, and install the strainer 3 (Fig. 1). Then, the upper half-mold 2 with reciprocal cavities 6 of open profits is made on a model plate. After which the half-molds 1 and 2 are paired, in the cavity 6 of the open profits, the portions (calculated amount) of the metal charge 7 are loaded onto the strainer 3 and closed with a common lid 8 with gas vents 9.

Работа литейной формы для изготовления пористых отливок пропиткой заключается в следующем. Изготовленную (из формовочной самотвердеющей песчано-глинистой смеси), собранную литейную форму помещают в термическую печь с принудительной вытяжной вентиляцией и программным управлением. Форма нагревается. Температуру рабочего пространства печи доводят до температуры плавления шихты, состоящей из кусков металла или сплава формируемой пористой отливки. Металлическая шихта 7 плавится и расплав самотеком под действием силы тяжести проходит через ячейки сетчатого фильтра 3, стекает по гранулам засыпки 5 порообразующего наполнителя, имеющим одинаковую температуру с температурой расплава, доходит донизу, накапливается и затем снизу доверху (до сетчатого фильтра 3) заполняет зазоры в засыпке 5. Всплывание гранул не происходит - препятствует металлический сетчатый фильтр 3. Газы (воздух и др.), вытесняемые расплавом выходят через свободные ячейки сетчатого фильтра 3 в полости 6 прибылей и оттуда через газоотводные отверстия 9 в крышке 8 в рабочее пространство печи. По окончании плавления шихты 7 заканчивают пропитку, форму выгружают (достают) из печи, снимают верхнюю полуформу 2 с крышкой 8 и сетчатый фильтр 3. Охлаждение и затвердевание пористой отливки происходит в нижней полуформе 1. После остывания до температуры окружающей среды отливки (в данном случае их четыре) выбивают. От отливок отделяют сетчатый фильтр 3, если он оказался приваренным к отливкам.The work of the mold for the manufacture of porous castings by impregnation is as follows. Made (from a molding self-hardening sand-clay mixture), the assembled foundry mold is placed in a thermal furnace with forced exhaust ventilation and programmed control. The form heats up. The temperature of the working space of the furnace is brought to the melting temperature of the mixture, consisting of pieces of metal or alloy formed porous castings. The metal charge 7 melts and the melt flows by gravity through the cells of the strainer 3, flows through the granules of the backfill 5 of the pore-forming filler, which have the same temperature as the temperature of the melt, reaches the bottom, accumulates and then fills the gaps from the top to the bottom (to the mesh filter 3) backfill 5. The granules do not float up - the metal screen filter interferes 3. The gases (air, etc.) displaced by the melt exit through the free cells of the screen filter 3 in the cavity 6 of the profits and from there h Through gas vents 9 in the lid 8 into the working space of the furnace. At the end of melting, the charge 7 completes the impregnation, the mold is unloaded (removed) from the furnace, the upper half-mold 2 with the cover 8 and the strainer 3 are removed. The porous casting is cooled and solidified in the lower half-mold 1. After cooling to the ambient temperature, the castings (in this case four of them) are knocked out. The mesh filter 3 is separated from the castings if it is welded to the castings.

Работа литейной формы для изготовления пористых отливок пропиткой, выполненной в виде стержня из самотвердеющей смеси (фиг. 2) и выполненной в виде металлического кокиля из чугуна или стали (фиг. 3) аналогична работе литейной формы, выполненной из формовочной самотвердеющей смеси (фиг. 1). Отличие лишь в производственно-технологических возможностях производителя, в наличии тех или иных материалов и оборудования.The work of the mold for the manufacture of porous castings by impregnation, made in the form of a rod from a self-hardening mixture (Fig. 2) and made in the form of a metal mold from cast iron or steel (Fig. 3) is similar to the work of a mold made from a molding self-hardening mixture (Fig. 1 ) The difference is only in the production and technological capabilities of the manufacturer, in the presence of certain materials and equipment.

Работа литейной формы для изготовления пористых отливок пропиткой с засыпкой 5 порообразующего наполнителя, выполненной из гранул пенополистирола с упрочняющей оболочкой 13 ("A" увеличено, фиг. 5), заключается в том, что при нагреве литейной формы под пропитку, например, до температуры 350-420°C происходит термодеструкция пенополистирола (плавление, переход в жидкоподвижное состояние, газификация). Образующиеся газообразные продукты термодеструкции проходят через поры и микротрещины в стенках оболочек и удаляются через ячейки сетчатого фильтра в полости 6 открытых прибылей и через газоотводные отверстия 9 в крышке 8 в рабочее пространство печи, а затем удаляются через принудительную вытяжную вентиляцию. Оболочки становятся пустыми, сохраняют сферическую форму, формируя пористое строение отливки.The operation of the mold for the manufacture of porous castings by impregnation with backfill 5 of the pore-forming filler made of polystyrene beads with a reinforcing shell 13 ("A" is increased, Fig. 5) is that when the mold is impregnated, for example, to a temperature of 350 -420 ° C thermal decomposition of expanded polystyrene occurs (melting, transition to a liquid-mobile state, gasification). The resulting gaseous products of thermal degradation pass through the pores and microcracks in the walls of the shells and are removed through the mesh filters in the cavity 6 of the open profits and through the gas vents 9 in the lid 8 into the working space of the furnace, and then removed through forced exhaust ventilation. The shells become empty, retain their spherical shape, forming the porous structure of the casting.

Работа литейной формы для изготовления пористых отливок пропиткой с засыпкой 5 порообразующего наполнителя, выполненной из металлических или керамических полых оболочек 14 ("A" увеличено, фиг. 6), и литейной формы для изготовления пористых отливок с засыпкой 5 порообразующего наполнителя, выполненной из гранул водорастворимых солей, аналогична работе литейной формы с засыпкой 5 порообразующего наполнителя, выполненной из гранул пенополистирола с упрочняющей оболочкой 13 ("A" увеличено, фиг. 5), хотя имеется отличие в том, что первом случае пиролиза пенополистирола не происходит, в связи с проведением его заранее (предварительно), а во втором случае необходимо произвести растворение водорастворимых солей в воде.The operation of the mold for the manufacture of porous castings by impregnation with a backfill 5 of the pore-forming filler made of metal or ceramic hollow shells 14 ("A" is increased, Fig. 6), and the mold for the manufacture of porous castings with a backfill 5 of the pore-forming filler made of water-soluble granules salts, similar to the operation of the mold with filling 5 of a pore-forming filler made of polystyrene granules with a reinforcing shell 13 ("A" is increased, Fig. 5), although there is a difference in the fact that the first case is pyro Isa polystyrene does not occur in connection with the beforehand (pre), and in the second case it is necessary to make the dissolution of soluble salts in water.

Предлагаемая литейная форма для изготовления пористых отливок пропиткой технологична, надежна в работе, ее конструкция позволяет осуществить единый технологический процесс - последовательно вести в ней плавление шихты, формообразование, пропитку и затвердевание при изготовлении не одной, а сразу нескольких пористых отливок из различных металлов и сплавов, в том числе из легкоплавких тяжелых металлов и их сплавов, без всплывания гранул порообразующего наполнителя и тем самым увеличить производительность структур литейных подразделений (участка, отделения, цеха).The proposed casting mold for the manufacture of porous castings by impregnation is technological, reliable in operation, its design allows for a single technological process - to sequentially melt the mixture in it, shaping, impregnation and solidification in the manufacture of not one but several porous castings from various metals and alloys, including from low-melting heavy metals and their alloys, without surfacing granules of a pore-forming filler and thereby increase the productivity of foundry structures Iy (site, department, workshop).

Claims

1. A mold for the manufacture of porous castings by impregnation, containing the lower and upper half-molds with cavities of castings and profits, characterized in that it is multi-seat and equipped with a filter installed between the half-molds and made of metal mesh, while in the cavities of castings made in the lower half-mold, there are backfillings of the pore-forming filler, and in the cavities of open profits made in the upper half-form, portions of the metal charge are located on the strainer, while the cavity of the profits is closed Cover with venting hole.

2. The mold for the manufacture of porous castings by impregnation according to claim 1, characterized in that it is made of a molding self-hardening sand-clay mixture.

3. The mold for the manufacture of porous castings by impregnation according to claim 1, characterized in that it is made in the form of a rod from a core self-hardening mixture.

4. The mold for the manufacture of porous castings by impregnation according to claim 1, characterized in that it is made in the form of a metal mold made of cast iron or steel.

5. The mold for the manufacture of porous castings by impregnation according to claim 1, characterized in that the filling of the pore-forming filler is made of polystyrene foam granules with a reinforcing shell.

6. The mold for the manufacture of porous castings by impregnation according to claim 1, characterized in that the filling of the pore-forming filler is made of metal or ceramic spherical shells.

7. The mold for the manufacture of porous castings by impregnation according to claim 1, characterized in that the filling of the pore-forming filler is made of granules of soluble salts.