RU2017564C1 - Method for fabricating of casting molds and cores of molten glass compound - Google Patents
Method for fabricating of casting molds and cores of molten glass compound Download PDFInfo
- Publication number
- RU2017564C1 RU2017564C1 SU4921654A RU2017564C1 RU 2017564 C1 RU2017564 C1 RU 2017564C1 SU 4921654 A SU4921654 A SU 4921654A RU 2017564 C1 RU2017564 C1 RU 2017564C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixture
- cores
- liquid
- glass
- mold
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к литейному производству, а именно к способам изготовления литейных форм и стержней из жидкостекольных смесей, и может быть использовано при получении их на газоимпульсных формовочных машинах. The invention relates to foundry, and in particular to methods of manufacturing foundry molds and cores from liquid glass mixtures, and can be used to obtain them on gas-pulse molding machines.
Широко известен способ изготовления жидкостекольных форм и стержней, при котором смесь уплотняется вибрацией (Сафронов В.Я. Справочник по литейному оборудованию. М.: Машиностроение, 1985, 320с.). Однако этот способ имеет ряд существенных недостатков: недоуплотненность верхних слоев формы, высокий уровень шума, низкая производительность - время уплотнения средней формы составляет 30-40с. A widely known method of manufacturing liquid glass molds and cores, in which the mixture is densified by vibration (Safronov V.Ya. Handbook of foundry equipment. M: Engineering, 1985, 320s.). However, this method has a number of significant drawbacks: underconsolidation of the upper layers of the mold, high noise level, low productivity — the average form compaction time is 30-40 s.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления жидкостекольных литейных форм и стержней, при котором уплотнение осуществляется энергией сгорания метано-воздушной смеси, т.е. газоимпульсным методом. Газоимпульсный метод уплотнения позволяет получать формы и стержни высокого качества и практически любых размеров, кроме того, это один из самых дешевых и производительных методов уплотнения формовочных и стержневых смесей. Closest to the proposed technical essence and the achieved result is a method of manufacturing liquid glass foundry molds and cores, in which the compaction is carried out by the energy of combustion of a methane-air mixture, i.e. gas pulse method. The gas-pulse compaction method allows to obtain molds and rods of high quality and almost any size, in addition, it is one of the cheapest and most productive methods of compaction of molding and core mixtures.
Однако при изготовлении форм и стержней из жидкостекольных смесей это преимущество во времени практически полностью нивелируется из-за их низкой сырой прочности, которая не позволяет освобождать формы и стержни от модельной оснастки сразу после уплотнения и требует весьма длительного последующего упрочнения (отверждения). Так, время отверждения жидкостекольной формы на воздухе 1,5-2 часа, тепловая сушка занимает 5-10 мин, отверждение продувкой CO2 требует 30-40 с (Жуковский С.С. Прочность литейной формы, М.: Машиностроение, 1989, 288с.).However, in the manufacture of molds and cores from liquid-glass mixtures, this time advantage is almost completely leveled due to their low wet strength, which does not allow molds and cores to be freed from model equipment immediately after compaction and requires very long subsequent hardening (curing). So, the curing time of the liquid glass form in air is 1.5-2 hours, thermal drying takes 5-10 minutes, curing by blowing CO 2 requires 30-40 s (Zhukovsky S.S. Mold strength, M .: Mashinostroenie, 1989, 288s .).
Кроме того, одним из серьезных вопросов, которые приходится решать при газоимпульсном уплотнении, является удаление продуктов сгорания газовоздушной смеси. In addition, one of the serious issues that have to be addressed in gas-pulse compaction is the removal of combustion products of the gas-air mixture.
Цель изобретения - сокращение длительности цикла изготовления литейных форм и стержней из жидкостекольных смесей и обеспечение при этом их высокого качества, а также решение вопроса утилизации продуктов сгорания метано-воздушной смеси. The purpose of the invention is to reduce the length of the cycle for the manufacture of foundry molds and cores from liquid glass mixtures and to ensure their high quality, as well as solving the issue of the disposal of combustion products of methane-air mixture.
Указанная цель достигается тем, что при изготовлении литейных форм и стержней из жидкостекольных смесей способом, включающим уплотнение, осуществляемое энергией сгорания метано-воздушной смеси, и последующее отверждение жидкостекольной смеси, одновременно с процессом уплотнения производят нижнее вакуумирование литейной формы (стержня), которое обеспечивает удаление внутрипорового воздуха и продувку формы (стержня) высокотемпературной смесью отработанных газов (CO2, N2, CO и др.), образующейся при сгорании метано-воздушной смеси, что в свою очередь приводит к быстрому обезвоживанию и отверждению жидкостекольной смеси прямо на позиции уплотнения. Таким образом, применение предлагаемого способа позволяет совместить процессы отверждения и газоимпульсного уплотнения литейных форм и стержней из жидкостекольных смесей, что значительно сокращает общее время их изготовления - уже через 10-12 с после взрыва полуформа или стержень набирают достаточную прочность для осуществления операций освобождения от модельной оснастки и сборки формы под заливку. Кроме того, целесообразно решается вопрос утилизации отработанных газов. Проходя через слой жидкостекольной смеси, они отдают диоксид углерода (CO2), идущий на отверждение жидкостекольного связующего, уносят с собой значительное количество водяных паров и свободной влаги, содержащейся в смеси, и таким образом активно отверждают форму, а затем удаляются через систему воздушной вентиляции.This goal is achieved by the fact that in the manufacture of casting molds and cores from liquid glass mixtures by a method including compaction, carried out by the energy of combustion of a methane-air mixture, and subsequent curing of the liquid-glass mixture, simultaneously with the sealing process, lower evacuation of the mold (core) is performed, which ensures removal internal pore air and purging the mold (rod) with a high-temperature mixture of exhaust gases (CO 2 , N 2 , CO, etc.), formed during the combustion of methane-air mixture, which in turn, it leads to rapid dehydration and curing of the liquid-glass mixture directly at the sealing position. Thus, the application of the proposed method allows to combine the curing and gas-pulse compaction of foundry molds and cores from liquid glass mixtures, which significantly reduces the total time of their manufacture - already 10-12 seconds after the explosion, the half-mold or core gain sufficient strength for the release operations from model equipment and assembling the form for filling. In addition, it is advisable to resolve the issue of waste gas disposal. Passing through a layer of liquid-glass mixture, they give off carbon dioxide (CO 2 ), which is used to cure the liquid-glass binder, take away a significant amount of water vapor and free moisture contained in the mixture, and thus actively cure the form, and then are removed through an air ventilation system .
На фиг.1 дана схема установки для осуществления предлагаемого способа; на фиг.2 - графики распределения плотности по высоте формы. Figure 1 is a diagram of the installation for implementing the proposed method; figure 2 - graphs of the distribution of density along the height of the form.
Для осуществления газоимпульсного уплотнения жидкостекольной смеси использовалась экспериментальная установка, собранная в Московском автомобилест- роительном институте. To carry out gas-pulse compaction of a liquid-glass mixture, an experimental setup assembled at the Moscow Automobile Institute was used.
Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.
На столе 1 газоимпульсной установки закрепляется вакуумируемая подмодельная плита 2 с моделью 3 и опока 4 с наполнительной рамкой 5. Затем опока и наполнительная рамка заполняются формовочной смесью и над ними устанавливается импульсная головка 6. Осуществляется пневматический поджим стола с собранной формовочной камерой к импульсной головке и фиксация всей системы стяжками 7. После этого в импульсную головку последовательно подаются кислород и природный газ (дозирование осуществляется по изменению давления в камере сгорания (манометр 10)). Обогащение метано-воздушной смеси кислородом повышает стабильность газоимпульсного процесса. Горючая газовая смесь тщательно перемешивается вентилятором 8. Затем включается зажигание и открывается кран 13, связывающий полую подмодельную плиту с емкостью 12, в которой предварительно создается разрежение. Электрическая искра вызывает взрыв горючей газовой смеси - мгновенное сгорание металла с большим выделением тепла (CH4 + 2O2 - CO2 + 2H2O + 892 кДж), что приводит к скачкообразному росту давления (до 1,00-1,20 МПа) и импульсному уплотнению смеси в формовочной камере. Время нарастания давления в проводимых экспериментах 0,025-0,030 с, а максимальное давление над смесью 0,42-0,45 МПа. Нарастание давления над смесью вызывает резкий перепад давлений по высоте формы, что в свою очередь вызывает интенсивную фильтрацию отработанных газов через толщу жидкостекольной смеси. Поток фильтрующихся газов окончательно доуплотняет форму и активно отверждает смесь. Когда давление в системе формовочная камера - импульсная головка становится меньше атмосферного, срабатывает обратный клапан 11, и система заполняется воздухом. Удаление отработанных газов через подмодельную плиту имеет еще преимущество, а именно препятствует разрыхлению верхних слоев смеси сжатыми газами, выходящими в атмосферу при отжатии импульсной головки.
Весь вышеописанный процесс продолжается 1,5-2 с, причем уплотнение завершается уже через 0,06-0,09 с после поджигания смеси, еще через 1,2-1,5 с практически заканчивается продувка смеси отработанными газами, а через 10-12 с после взрыва жидкостекольная форма (стержень) набирает прочность, равную 0,45-0,50 МПа. The entire process described above lasts 1.5-2 s, and the compaction is completed after 0.06-0.09 s after ignition of the mixture, after 1.2-1.5 s the purge of the mixture with exhaust gases practically ends, and after 10-12 s after the explosion, the liquid-glass form (rod) gains strength equal to 0.45-0.50 MPa.
Для осуществления взрыва в экспериментах использовалась горючая метано-воздушная смесь, состоящая из 80% обогащенного кислородом воздуха (до 50% кислорода) и 20% метана. Давление в формовочной камере до взрыва устанавливалось в пределах 0,16-0,18 МПа. Частота вращения вентилятора 1000-1050 оборотов в 1 мин. To carry out the explosion in experiments, a combustible methane-air mixture was used, consisting of 80% oxygen-enriched air (up to 50% oxygen) and 20% methane. The pressure in the molding chamber before the explosion was set in the range 0.16-0.18 MPa. Fan speed 1000-1050 rpm in 1 min.
В опытах использовалась опока с размерами 365x300x240 мм, наполнительная рамка высотой 200 мм и ступенчатая модель со ступенями 80 и 160 мм. Объем газоимпульсной головки экспериментальной установки 2,2 суммарного объема опоки и наполнительной рамки составлял 0,1 м3. В ходе экспериментов уплотнялась жидкостекольная смесь следующего состава, %: 96-97 кварцевого песка 2KO2; 3,0-3,5 жидкого стекла (M = 2,7; γ = 1,47 г/см3).In the experiments we used a flask with dimensions 365x300x240 mm, a
Качество полученных предлагаемым методом форм оценивалось по равномерности распределения плотности по высоте (фиг.2) и прочности на ладу формы через 10-12 с после уплотнения смеси (табл.1). The quality of the forms obtained by the proposed method was evaluated by the uniformity of the density distribution along the height (Fig. 2) and the strength on the fret of the mold 10-12 s after compaction of the mixture (Table 1).
Для смеси, уплотненной по предлагаемому способу, характерна более высокая равномерность уплотнения по высоте формы (фиг.2, кривая 1) по сравнению с формой, уплотняемой без вакуумирования (кривая 2), кроме того, из представленных графиков видно, что форма, уплотнявшаяся с использованием разрежения, имеет гораздо более плотный контрлад чем невакуумированная форма. A mixture compacted by the proposed method is characterized by a higher uniformity of compaction along the height of the mold (FIG. 2, curve 1) as compared to a mold compacted without evacuation (curve 2), in addition, it can be seen from the graphs that the mold compacted with using dilution, it has a much denser counterlad than the non-vacuum form.
Проведенные эксперименты показали, что каждая форма в зависимости от высоты имеет оптимальный интервал разрежения, обеспечивающий необходимое упрочнение смеси. Для форм, уплотняемых газоимпульсным методом, наиболее приемлемыми считаются высоты, лежащие в пределах 200-400 мм. Оценка величины разрежения для этих форм выявила рациональный диапазон его значений - 0,15-0,35 кПа (табл.1). The experiments showed that each form, depending on the height, has an optimal rarefaction interval that provides the necessary hardening of the mixture. For molds sealed by the gas-pulse method, heights that are in the range of 200-400 mm are considered most acceptable. Assessment of the rarefaction value for these forms revealed a rational range of its values - 0.15-0.35 kPa (Table 1).
Из приведенных в табл.1 экспериментальных данных следует, что разрежения, меньшие оптимального уровня, не позволяют достигнуть необходимой прочности формы. Это объясняется тем, что не весь объем формы охватывается процессами твердения, так как фильтрация газов при таких уровнях разрежения носит локальный (зональный) характер. Создание же более глубокого вакуума приводит к резкому повышению интенсивности фильтрации отработанных газов и соответственно существенному сокращению времени их контактирования со смесью. В результате отработанные газы не успевают обеспечить протекания процессов гелеобразования (отверждения) по всему объему смеси и, как следствие, прочность формы не достигает необходимого уровня. From the experimental data given in Table 1, it follows that rarefactions smaller than the optimal level do not allow reaching the required mold strength. This is explained by the fact that not the entire volume of the mold is covered by hardening processes, since the filtration of gases at such rarefaction levels is local (zonal) in nature. The creation of a deeper vacuum leads to a sharp increase in the intensity of filtration of exhaust gases and, accordingly, a significant reduction in the time of their contact with the mixture. As a result, the exhaust gases do not have time to ensure the occurrence of gelation (curing) processes throughout the volume of the mixture and, as a result, the mold strength does not reach the required level.
Для сравнительной оценки предлагаемого способа были проведены эксперименты по уплотнению жидкостекольной смеси газоимпульсным методом без осуществления нижнего вакуумирования формы. Так как на воздухе жидкостекольная форма отверждается 1,5-2 ч, то для интенсификации процесса была применена тепловая сушка (для нагрева использовались газовые горелки) и отверждение по CO2-процессу. Результаты сравнения сведены в табл.2.For a comparative assessment of the proposed method, experiments were carried out to seal the liquid-glass mixture with a gas-pulse method without lower vacuum form. Since the liquid-glass form in air cures 1.5-2 hours, thermal drying was used to intensify the process (gas burners were used for heating) and curing by the CO 2 process. The comparison results are summarized in table 2.
Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает получение качественных форм и стержней из жидкостекольных смесей газоимпульсным методом, одновременно решая вопросы их уплотнения и отверждения, что в свою очередь открывает широкие возможности для создания автоматических формовочных линий литья в жидкостекольные формы, кроме того, он позволяет эффективно решить проблему утилизации отработанных газов, направляя их на отверждение жидкостекольной смеси. Thus, the proposed method provides high-quality molds and cores from liquid-glass mixtures by the gas-pulse method, while simultaneously solving the problems of their compaction and curing, which in turn opens up great opportunities for creating automatic molding lines for molding in liquid-glass forms, in addition, it allows you to effectively solve the problem utilization of exhaust gases, directing them to the curing of the liquid-glass mixture.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4921654 RU2017564C1 (en) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | Method for fabricating of casting molds and cores of molten glass compound |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4921654 RU2017564C1 (en) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | Method for fabricating of casting molds and cores of molten glass compound |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2017564C1 true RU2017564C1 (en) | 1994-08-15 |
Family
ID=21566445
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4921654 RU2017564C1 (en) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | Method for fabricating of casting molds and cores of molten glass compound |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2017564C1 (en) |
-
1991
- 1991-03-25 RU SU4921654 patent/RU2017564C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Орлов Г.М., Автоматизация и механизация процесса изготовления литейных форм, М.: Машиностроение, 1988, 26 с. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2566123C1 (en) | Forming of sand mould and sand mould | |
CN105834362A (en) | Evaporative pattern casting method and device for ultrasound vibration resin self-hardening sand | |
JPH0218368A (en) | Carbonization curing method of molding | |
CN1059485A (en) | Employing is by the antigravity casting of particulate supported thin-walled investment shell | |
RU2017564C1 (en) | Method for fabricating of casting molds and cores of molten glass compound | |
JP2854814B2 (en) | Vanishing model casting | |
CN109604518B (en) | Resin sand casting mold for magnesium alloy cabin and preparation method thereof | |
RU2486987C2 (en) | Method of combined moulds from liquid-glass self-hardening mixes | |
AU600413B2 (en) | A process for the lost-foam casting, under pressure, of metal articles | |
US4541471A (en) | Process for the production of precision castings by the gypsum-mold process | |
JP2000190049A (en) | Manufacture of mold | |
CN209887792U (en) | Vacuum sand mould for casting electric melting brick | |
CN104550718A (en) | Preparation method of investment-casted mold shell | |
JPH02104461A (en) | Vacuum anti-gravity type casting device and method for casting thin part | |
JPH08332547A (en) | Casting method and mold and its production | |
RU2086341C1 (en) | Method of manufacture of foundry cores and molds on cold equipment | |
CN107470561A (en) | A kind of white mould module combustion method of lost foam | |
RU2080956C1 (en) | Apparatus for making casting molds and cores | |
CN110039005A (en) | Automotive upholstery die cast technique | |
JPS58145329A (en) | Molding method of casting mold | |
CN112974776A (en) | Exhaust method for casting sand core | |
SU1134289A1 (en) | Die casting method | |
JP2008213030A (en) | Lost foam casting device, and flask | |
JPS59107746A (en) | Forming device for vertically split casting mold by gas mold | |
CN115945642B (en) | EPS foaming die casting process of dry screw vacuum pump rotor |