RU2086341C1 - Method of manufacture of foundry cores and molds on cold equipment - Google Patents
Method of manufacture of foundry cores and molds on cold equipment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2086341C1 RU2086341C1 RU95117441A RU95117441A RU2086341C1 RU 2086341 C1 RU2086341 C1 RU 2086341C1 RU 95117441 A RU95117441 A RU 95117441A RU 95117441 A RU95117441 A RU 95117441A RU 2086341 C1 RU2086341 C1 RU 2086341C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- filler
- binder
- clad
- filling
- equipment
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при изготовлении стержней и форм по холодной оснастке преимущественно для получения художественных и других тонкостенных отливок со сложными полостями. The invention relates to foundry and can be used in the manufacture of cores and molds for cold snap mainly for the production of art and other thin-walled castings with complex cavities.
При изготовлении тонкостенных, например кабинетных художественных отливок для обеспечения минимальной массы и качественного поверхностного рельефа, используют литейные стержни. In the manufacture of thin-walled, such as cabinet art castings, to ensure minimum weight and high-quality surface relief, casting cores are used.
В отличие от традиционных указанные стержни имеют знаковые части от концов проволочно-сварных каркасов, устанавливаемых в стержневые ящики при их формировании, и сложную конфигурацию поверхности, выполняемую в оснастке, как правило, несколькими отъемными частями. Учитывая жесткие требования к массе и геометрической точности отливок, затрудненные условия для выхода газов при заливке и удаления смеси из их внутренней полости, применяемые стержни должны обладать высокой точностью размеров и конфигурации, минимальной газотворной способностью и хорошей выбиваемостью из отливок. Unlike traditional, these rods have sign parts from the ends of wire-welded frames installed in the core boxes during their formation, and a complex surface configuration, which is carried out in a snap, usually with several detachable parts. Given the stringent requirements for the mass and geometric accuracy of castings, the difficult conditions for the exit of gases during filling and removal of the mixture from their internal cavity, the rods used must have high accuracy in size and configuration, minimal gassing ability and good knockability from the castings.
В настоящее время стержни для художественного литья по выплавляемым моделям получают комбинированным способом, при котором в стержневом ящике с установленным каркасом сначала путем набивки формируют опорную часть стержня из обычной смеси на сульфитно-спиртовой барде, а затем вне оснастки на высушенный опорный стержень наносят два слоя огнеупорного покрытия из этилсиликатной суспензии на пылевидном кварце с обсыпкой песком. Способ обеспечивает хорошую выбиваемость стержней из отливок, однако из-за колебаний в степени набивки смеси, неравномерности нанесения покрытия и склонности стержней к трещинообразаванию при их обработке не достигаются требуемые их размерная точность и воспроизводимость конфигурации. Из-за больших ударных нагрузок при ручной смеси применяемая оснастка быстро выходит из строя. At present, investment casting rods are produced in a combined way, in which, in a core box with an installed frame, the support portion of the core is formed by packing from a conventional mixture on a sulphite-alcohol stillage, and then two layers of refractory are applied to the dried support core coatings from ethyl silicate suspension on dusty quartz with sanding. The method provides good knockout of the rods from the castings, however, due to fluctuations in the degree of packing of the mixture, uneven coating and the tendency of the rods to crack during processing, the required dimensional accuracy and reproducibility of the configuration are not achieved. Due to the large shock loads during manual mixing, the equipment used quickly fails.
Чтобы достичь высокой точности и стабильности изготовления стержней с каркасами-знаками, их формирование и отверждения необходимо производить в собранных стержневых ящиках с использованием смеси, обладающей хорошей сыпучестью. Это обеспечивается изготовлением стержней непосредственно в оснастке из сыпучих холоднотвердеющих смесей с различными отвердителями, например по CO2 и ХТС-процессам.In order to achieve high accuracy and stability in the manufacture of rods with sign frames, their formation and curing must be carried out in assembled core boxes using a mixture with good flowability. This is ensured by the manufacture of rods directly in equipment from loose cold-hardening mixtures with various hardeners, for example, using CO 2 and XTC processes.
При этом стержни, используемые в производстве литья по выплавляемым моделям (ЛВМ), являясь элементами керамических форм, должны выдерживать без нарушения геометрии длительную высокотемпературную прокалку. At the same time, the rods used in the production of investment casting (LWM), being elements of ceramic molds, must withstand long-term high-temperature calcination without breaking the geometry.
Известен способ изготовления керамических стержней по холодной оснастке из смеси, состоящей из кварцевого песка и жидкого стекла, засыпку и уплотнение которой в стержневом ящике осуществляют надувкой, после чего заформованную смесь отверждают углекислым газом. Отвержденные стержни затем после выемки из оснастки пропитывают спиртовым гидролизованным раствором этилсиликата-40 и окончательно высушивают. A known method of manufacturing ceramic rods for cold snap of a mixture consisting of quartz sand and water glass, filling and compaction of which in the core box is carried out by blowing, after which the molded mixture is cured with carbon dioxide. The cured rods are then, after being removed from the tooling, impregnated with an alcohol hydrolyzed solution of ethyl silicate-40 and finally dried.
Недостатками данного способа являются неудовлетворительная сыпучесть используемой смеси из-за ее повышенной влажности(3-4%) и наличии связующего, ограниченная живучесть смеси, применение специальных, трудоемких методов ее уплотнения (надувка, выстрел) и отверждения (CO2- процесс), низкая выбиваемость стержней из отливок, нарушение геометрии сложных по конфигурации, протяженных и массовых стержней в процессе их прокалки совместно с керамической формой в производстве ЛВМ.The disadvantages of this method are the unsatisfactory flowability of the mixture used due to its increased humidity (3-4%) and the presence of a binder, limited survivability of the mixture, the use of special, laborious methods of compaction (inflation, shot) and curing (CO 2 - process), low knockout of rods from castings, violation of geometry of complex configuration, extended and mass rods in the process of their calcination in conjunction with a ceramic mold in the production of computers.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является способ изготовления литейных стержней и форм по холодной оснастке, включающий плакирование онгеупорного наполнителя гелеобразователем, засыпку его в оснастку и подачу в него под воздушным давлением гелеобразующего связующего раствора с последующим извлечением стержня из оснастки поверхностной подушкой и пропиткой в упрочняющем растворе. The closest in technical essence and the achieved positive effect is a method of manufacturing casting cores and molds using cold tooling, including cladding the refractory filler with a gelling agent, filling it into the tooling and supplying a gelling binder solution to it under air pressure, followed by removing the core from the tooling with a surface pad and impregnation in hardening solution.
Известное техническое решение обеспечивает высокие значения сыпучести и формуемости смеси под действием вибрации, неограниченный срок ее хранения, точность воспроизведения стержнем ( формой) сложной поверхности оснастки, возможность удаления непропитанной в упрочняющем растворе части стержней из отливок простым высыпанием смеси. The known technical solution provides high values of flowability and formability of the mixture under the influence of vibration, unlimited shelf life, the accuracy of the reproduction of a complex tool surface by the rod (shape), the ability to remove parts of the rods that are not impregnated in the strengthening solution from the castings by simply pouring the mixture.
Вместе с тем данный способ имеет следующие существенные недостатки:
после извлечения стержня из оснастки в процессе естественной сушки на воздухе или нагреве наблюдается резкое увеличение осыпаемости; обработка в упрочняющем составе до момента появления осыпаемости стержней (форм) приводит к формированию неравномерного по толщине, отслаивающегося в процессе прокалки покрытия, нарушающего точность геометрии стержней и форм;
пропитка упрочняющим составом в условиях повышенной осыпаемости поверхностных слоев (форм) является крайне нетехнологической и трудоемкой операцией;
наличие воздушного противодавления в оснастке при высокой скорости отверждения пропитывающего связующего раствора под действием плакированного гелеобразователем наполнителя приводит к неполноте и нестабильности процесса пропитки, снижению качества стержней и форм, в особенности изготавливаемых в оснастке с небольшим количеством труднодоступных карманов, поднутрений и отъемных частей;
пропитанный упрочняющим составом (жидкое стекло) слой стержня (форм) толщиной (3 5).10-3м после операции прокалки в техпроцессе ЛВМ оказывается полностью спекшимся и трудноудалимым из отливки при выбивке;
недостаточный уровень прочности смеси, в особенности при температурах прокалки керамических форм, для получения особо сложных по конфигурации и тонкорельефных стержней;
многооперационность техпроцесса ( промежуточные сушки, обработка в упрочняющем составе и т.д.), использование в качестве связующего дорогостоящего этилсиликата, проведение его гидролиза с применением органических растворителей увеличивают трудоемкость, стоимость и цикл изготовления стержней и форм, снижают безопасность технологии.However, this method has the following significant disadvantages:
after removing the rod from the tool during natural drying in air or heating, there is a sharp increase in crumbling; processing in the hardening composition until the tear off of the rods (forms) leads to the formation of uneven in thickness, exfoliating during the calcination of the coating, violating the accuracy of the geometry of the rods and forms;
impregnation with a hardening composition under conditions of increased crumbling of surface layers (forms) is an extremely non-technological and labor-intensive operation;
the presence of air backpressure in the equipment at a high curing rate of the impregnating binder solution under the action of a filler clad with a gelling agent leads to incompleteness and instability of the impregnation process, lowering the quality of the rods and molds, especially those made in equipment with a small number of hard-to-reach pockets, undercuts and detachable parts;
the layer of the rod (molds) impregnated with the hardening composition (liquid glass) with a thickness of (3 5). 10 -3 m after the calcination operation in the technological process of the computer turns out to be completely sintered and difficult to remove from the cast during knocking out;
insufficient strength of the mixture, especially at calcination temperatures of ceramic molds, to obtain particularly complex in configuration and thin-relief rods;
multi-operation process (intermediate drying, processing in a hardening composition, etc.), the use of expensive ethyl silicate as a binder, its hydrolysis using organic solvents increase the complexity, cost and production cycle of rods and molds, reduce the safety of the technology.
В основу изобретения положена задача создать такой способ изготовления литейных стержней и форм, который обеспечивал бы повышение качества производства особо сложных по конфигурации тонкорельефных отливок за счет увеличения прочности и исключения осыпаемости, улучшения выбиваемости, сокращения трудоемкости, стоимости и цикла изготовления стержней и форм. The basis of the invention is the task of creating such a method of manufacturing foundry cores and molds, which would provide an increase in the quality of production of particularly complex in configuration high-relief castings by increasing strength and eliminating crumbling, improving knockability, reducing the complexity, cost and production cycle of cores and molds.
Указанная задача решается тем, что в способе изготовления литейных стержней и форм по холодной оснастке преимущественно для художественного литья, включающем плакированием огнеупорного наполнителя гелеобразователем, засыпку его в оснастку и подачу в него гелеобразующегося связующего раствора, плакированный наполнитель перед засыпкой в оснастку дополнительно обрабатывают ингибитором отверждения связующего, а после засыпки создают в оснастке разрежения воздуха с остаточным давлением 0,01 0,05 МПа и затем вводят связующее. This problem is solved by the fact that in the method of manufacturing foundry cores and molds for cold tooling mainly for art casting, including cladding the refractory filler with a gelling agent, filling it into the tooling and supplying a gel-forming binder solution into it, the clad filler is additionally treated with a binder curing inhibitor before filling , and after backfilling, create a rarefaction of air in a snap with a residual pressure of 0.01 0.05 MPa and then a binder is introduced.
Цель изобретения достигается также тем, что в предлагаемом способе плакирование огнеупорного наполнителя осуществляют водным раствором алюмохлорида 1250 1270 кг/м3 и феррохромовым шлаком, взятыми в соотношении (1 2)1 по массе.The purpose of the invention is also achieved by the fact that in the proposed method, the cladding of the refractory filler is carried out with an aqueous solution of aluminum chloride 1250 1270 kg / m 3 and ferrochrome slag, taken in the ratio (1 2) 1 by weight.
Кроме того, для достижения поставленной цели обработку ингибитором отверждения связующего осуществляют путем его впрыскивания в виде аэрозоля в наполнитель, находящийся в псевдоожиженном состоянии, причем скорость впрыскивания (2 -3)10-6кг/с на 1м2 поверхности частиц наполнителя.In addition, to achieve this goal, the treatment of the binder with a curing inhibitor is carried out by injecting it in the form of an aerosol into a fluidized state filler, the injection speed being (2 -3) 10 -6 kg / s per 1 m 2 of the surface of the filler particles.
Указанная задача решается также тем, что в вакуумированную оснастку, заполненную плакированным гелеобразователем наполнителем, вводят раствор жидкого стекла плотностью 1250 -1350 кг/м3 и модулем 2,6 3,0.This problem is also solved by the fact that in the evacuated equipment, filled with a clad gel-forming filler, a solution of water glass is introduced with a density of 1250 -1350 kg / m 3 and a module of 2.6 3.0.
Обработка плакированного гелеобразователем наполнителя ингибитором отверждения связующего и создание разрежения воздуха (вакуума) в оснастке обеспечивают снижение скорости коагуляции связующего раствора при его принудительной фильтрации через плакированный наполнитель, равномерное во всем объеме оснастки отверждение смеси, полноту и стабильность заполнения связующим межзернового пространства плакированного наполнителя в оснастке, в особенности с труднодоступными карманами, поднутрениями и большим числом отъемных частей, а следовательно, гарантируют высокие точность и качество стержней, форм и отливок сложных конфигураций. Processing the filler clad with a gelling agent by a binder curing inhibitor and creating rarefaction of air (vacuum) in a snap provides a decrease in the coagulation rate of the binder solution when it is forcedly filtered through the clad filler, the mixture cures uniformly throughout the entire volume of the snap, the completeness and stability of filling of the intergranular space of the clad filler in the snap with the binder, especially with inaccessible pockets, undercuts and a large number of detachable parts, and the trace They guarantee high accuracy and quality of cores, molds and castings of complex configurations.
Плакирование наполнителя водным раствором алюмохлорида и феррохромовым шлаком создает условия для формирования в процессе принудительной фильтрации водного раствора жидкого стекла через такой плакированный наполнитель, засыпанный в оснастку с разрежением воздуха, прочности смеси вследствие гелеобразования фильтрующегося связующего. При этом отсутствует сразу после изготовления и не возникает при хранении и термообработке осыпаемость стержней, а прокалка(900 950oC, 3 4 ч) в производстве ЛВМ не нарушает точность их геометрии из-за повышенной прочности смеси при этих температурах в связи с взаимодействием плакирующего слоя наполнителя (алюмохлорид, феррохромовый шлак) и жидкостекольного связующего и образованием продуктов реакции, более тугоплавких, чем исходное жидкое стекло, используемое в качестве упрочняющего состава в прототипе.Cladding of the filler with an aqueous solution of aluminum chloride and ferrochrome slag creates the conditions for the formation in the process of forced filtration of an aqueous solution of water glass through such a clad filler, filled in with a rarefaction of air, the strength of the mixture due to gelation of the filter binder. At the same time, crumbling of the rods is absent immediately after manufacture and does not occur during storage and heat treatment, and calcination (900 950 o C, 3 4 h) in the production of the PC does not violate the accuracy of their geometry due to the increased strength of the mixture at these temperatures due to the interaction of the cladding a filler layer (aluminum chloride, ferrochrome slag) and a liquid glass binder and the formation of reaction products, more refractory than the original liquid glass, used as a hardening composition in the prototype.
Образование в процессе прокалки сложных связующих систем типа SiO2•Na2O•Al2O3•CaO снижает спекаемость зерен наполнителя и работу выбивки стержней (форм) после формирования отливки.The formation of complex binder systems such as SiO 2 • Na 2 O • Al 2 O 3 • CaO during calcination reduces the sintering of the filler grains and the work of knocking out the rods (molds) after casting is formed.
Отработка плакированного гелеобразователем наполнителя ингибитором отверждения связующего увеличивает краевой угол смачивания наполнителя фильтрующимся жидкостекольным связующим раствором, обеспечивая повышение его адгезионной прочности и улучшение качества изготовления стержней и форм, в особенности с большим количеством тонких тонкорельефных частей. The development of a gel-clad filler with a binder curing inhibitor increases the contact angle of the filler with a filtering liquid-glass binder solution, increasing its adhesion strength and improving the quality of the manufacture of rods and molds, especially with a large number of thin thin-relief parts.
Проведение обработки наполнителя путем впрыскивания ингибитора в виде аэрозоля в наполнитель, находящийся в псевдоожиженном состоянии, обеспечивает его минимальную влажность и равномерность покрытия зерен ингибитором, растворяющимся в связующем растворе в процессе принудительной фильтрации через наполнитель такой структуры и лимитирующим взаимодействие раствора с гелеобразователем на зернах наполнителя. Это улучшает проникновение связующего в наполнитель, позволяет регулировать скорость процесса отверждения. В результате достигаются высокие сыпучесть и формуемость подготовленного наполнителя, стабильность структурообразования геля связующего при изготовлении протяженных и масивных стержней и форм особо сложной конфигурации. Processing the filler by injecting the inhibitor in the form of an aerosol into the fluidized filler ensures its minimum moisture content and uniformity of coating the grains with the inhibitor, which dissolves in the binder solution during forced filtration through the filler of such a structure and limits the interaction of the solution with the gellant on the grains of the filler. This improves the penetration of the binder into the filler, allows you to adjust the speed of the curing process. As a result, high flowability and formability of the prepared filler, stability of the structure formation of the binder gel in the manufacture of extended and massive rods and forms of particularly complex configuration are achieved.
Использование в качестве пропитывающего раствора жидкостекольного связующего вместо дорогостоящего гидролизованного раствора этилсиликата, отсутствие осыпаемости, повышенные значения прочности смеси в холодном и горячем состояниях, улучшение ее выбиваемости устраняют операции нанесение упрочняющего состава и большое число промежуточных сушек, делают технологический процесс относительно прототипа малооперационным, менее трудоемким и продолжительным, более дешевым и экологически безвредным, повышается качество изготовления стержней, форм и отливок. The use of a liquid-glass binder instead of an expensive hydrolyzed solution of ethyl silicate as an impregnating solution, the lack of crumbling, the increased values of the strength of the mixture in cold and hot conditions, the improvement of its knockability eliminate the application of a hardening composition and a large number of intermediate dryers, making the technological process relatively prototype less operational, less laborious and longer, cheaper and environmentally friendly, the quality of workmanship improves bo ttom, molds and castings.
Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.
Зернистый наполнитель смеси, например кварцевый песок 2КО315 (ГОСТ2138-84), в бегунах или шнековом смесителе смешивают с водным раствором алюмохлорида (ТУ-6-01 -797-73) плотностью 1250 -1270 кг/м3, взятым в количестве 2 4% от массы наполнителя, в течение 5 10 мин до его равномерного распределения в массе смеси.Granular filler of the mixture, for example 2KO315 quartz sand (GOST2138-84), in runners or a screw mixer is mixed with an aqueous solution of aluminum chloride (TU-6-01 -797-73) with a density of 1250 -1270 kg / m 3 , taken in an amount of 2 4% from the mass of the filler, for 5 to 10 minutes to its uniform distribution in the mass of the mixture.
Количество вводимого жидкого гелеобразователя (раствор алюмохлорида) и его концентрация (плотность) определяются требуемым временем пропитки наполнителя в зависимости от массы, габаритов и конфигурации стержней (форм). The amount of liquid gellant introduced (alumina chloride solution) and its concentration (density) are determined by the required filler impregnation time, depending on the weight, dimensions and configuration of the rods (molds).
Затем засыпают феррохромовый шлак (ТУ14-11.95-74) в соотношении 1:(1 -2) к массе водного раствора алюмохлорида, используемого для плакирования наполнителя, и перемешивают ингредиенты в течение 5 -10 мин до приобретения смесью состояния сыпучести. Then ferrochrome slag (TU14-11.95-74) is poured in a ratio of 1: (1 -2) to the weight of the aqueous solution of aluminum chloride used for cladding the filler, and the ingredients are mixed for 5-10 minutes until the mixture becomes free-flowing.
Указанное соотношение между водным раствором алюмохлорида и феррохромовым шлаком диктуется необходимостью получения на зернах наполнителя равномерной и твердой пленки гелеобразователя жидкостекольного связующего раствора, которым будет затем пропитываться наполнитель, засыпанный в оснастку. The indicated ratio between an aqueous solution of aluminum chloride and ferrochrome slag is dictated by the need to obtain a uniform and solid film gelling agent for the liquid-glass binder solution on the filler grains, which will then be used to impregnate the filler, which is filled in with equipment.
Подготовленный плакировкой наполнитель помещают в пескосып и переводят его в псевдоожиженное состояние ("кипящий слой"), впрыскивают в него в виде аэрозоля ингибитор отверждения связующего, в качестве которого могут быть использованы поверхностно-активные вещества (ПАВ): детергент советский-рафинированный алкиларилсульфонат (ДС-РАС), контакт черный нейтрализованный рафинированный (КЧНР)(ТУ 38-3022-74), смачиватель НБ (ГОСТ 6867-64) и др. The filler prepared by cladding is placed in a sandbase and transferred to a fluidized state (“fluidized bed”), a binder curing inhibitor is injected into it in the form of an aerosol, which can be used as surface-active substances (surfactants): Soviet-refined alkylarylsulfonate detergent (DS -RAC), neutralized refined black contact (KCHNR) (TU 38-3022-74), NB wetting agent (GOST 6867-64), etc.
При этом удельная скорость впрыскивания составляет (2 3)• 10-6 кг/с на 1 м2 поверхности частиц зернистого наполнителя (песка).In this case, the specific injection rate is (2 3) • 10 -6 kg / s per 1 m 2 of the surface of the particles of granular filler (sand).
При скорости впрыскивания более 3• 10-6 кг/с происходит нежелательное комкование обрабатываемого песка. Скорость впрыскивания менее 2•10-6 кг/с на 1м2 поверхности частиц песка является нерациональной, так как увеличивается продолжительность цикла подготовки наполнителя стержней (форм).At an injection rate of more than 3 • 10 -6 kg / s, an undesirable clumping of the processed sand occurs. The injection rate of less than 2 • 10 -6 kg / s per 1 m 2 of the surface of the sand particles is irrational, since the duration of the cycle of preparation of the filler of the rods (molds) increases.
Подготовленный указанным способом наполнитель засыпают в оснастку. В ней создают разрежение воздуха с остаточным давлением 1,01 0,05 МПа. Prepared in this way, the filler is poured into the snap. It creates a rarefaction of air with a residual pressure of 1.01 0.05 MPa.
Необходимый диапазон остаточного давления можно создать путем соединения оснастки трубопроводом с рессвером и вакуумным насосом и фиксацией разрежения вакуумметром. The necessary range of residual pressure can be created by connecting snap-in piping with a spring and a vacuum pump and fixing the vacuum with a vacuum gauge.
При открытии соответствующего крана связующий раствор из резервуара с атмосферным давлением через трубопровод поступает в вакуумированную оснастку и пропитывает находящийся в ней плакированный наполнитель под действием установившегося градиента давлений. When the corresponding valve is opened, the binder solution from the tank with atmospheric pressure through the pipeline enters the evacuated equipment and impregnates the clad filler inside it under the influence of a steady pressure gradient.
В качестве связующего используют водный раствор жидкого стекла плотностью 1250 1350 кг/м3 и модулем 2,6 3,0, которые обеспечивают требуемый уровень прочности и необходимую проникающую способность.As a binder, an aqueous solution of water glass with a density of 1250 1350 kg / m 3 and a module of 2.6 3.0 are used, which provide the required level of strength and the necessary penetration.
Остаточное давление в оснастке более 0,05 МПа приводит и неполной пропитке плакированного наполнителя, в особенности в отдаленных труднодоступных "карманах" и поднутрениях в оснастке из-за тормозящего действия гелеобразователя на его частицах и наличия воздушных пробок в указанных частях. Остаточное давление менее 0,01 МПа вызывает нежелательный размыв поверхности стержней (форм) в местах пропитки. The residual pressure in the tooling of more than 0.05 MPa results in incomplete impregnation of the clad filler, especially in remote hard-to-reach “pockets” and undercuts in the tooling due to the inhibitory effect of the gel on its particles and the presence of air jams in these parts. A residual pressure of less than 0.01 MPa causes an undesirable erosion of the surface of the rods (molds) in the places of impregnation.
При продвижении в межзерновом пространстве плакированного наполнителя жидкостекольный связующий раствор контактирует с находящимся на его зернах ингибитором отверждения, полностью заполняет поровое пространство и растворяет ингибитор. В результате через заданное время, определяемое главным образом продолжительностью растворения ингибитора, жидкостекольный связующий раствор взаимодействует с гелеобразователем на частицах наполнителя и отверждения, придавая прочность смеси. When advancing in the intergranular space of the clad filler, the liquid-glass binder solution contacts the curing inhibitor located on its grains, completely fills the pore space and dissolves the inhibitor. As a result, after a predetermined time, determined mainly by the duration of the dissolution of the inhibitor, the liquid-glass binder solution interacts with the gelling agent on the filler and curing particles, imparting strength to the mixture.
После этого стержень может быть удален из оснастки и использован в производстве ЛВМ как элемент керамической формы. After that, the rod can be removed from the equipment and used in the production of the computer as an element of a ceramic form.
В предлагаемом способе в качестве исходного материала могут быть использованы кварцевый песок марок КО16, КО2, КО315, ГОСТ2138-84, сеяный шамот зернистостью 0,25-0,63 мм, электрокорунд N16-50 ОСТ 2МТ- -71-5-78. In the proposed method, quartz sand of grades KO16, KO2, KO315, GOST2138-84, seeded chamotte with a grain size of 0.25-0.63 mm, electrocorundum N16-50 OST 2MT- -71-5-78 can be used as the starting material.
Пример 1. Кварцевый песок марки 2КО315 (ГОСТ 2138-84) плакируется жидким гелеобразователем водным раствором алюмохлорида (ТУ-6- -797-73) плотностью 1250 1270 кг/м3 в количестве 3% от массы песка. При плакировании перемешивание песка с жидким гелеобразователем ведут в бегунах в течение 5 мин, после чего засыпают феррохромовый шлак, взятый по отношению к водному раствору алюмохлорида 1:2 по массе и перемешивают ингредиенты.Example 1. Quartz sand grade 2KO315 (GOST 2138-84) is plated with a liquid gelling agent with an aqueous solution of aluminum chloride (TU-6- -797-73) with a density of 1250 1270 kg / m 3 in the amount of 3% by weight of sand. When cladding, mixing sand with a liquid gelling agent is carried out in runners for 5 minutes, after which ferrochrome slag, taken in relation to the aqueous solution of aluminum chloride 1: 2 by weight, is poured and the ingredients are mixed.
Отверждение плакируемой пленки на частицах наполнителя и переход его в сыпучее состояние происходит через 15 мин. Curing of the clad film on the filler particles and its transition to a granular state occurs after 15 minutes.
Подготовленный плакированный песок удаляют из бегунов и помещают в пескосып. Prepared clad sand is removed from the runners and placed in a sandblast.
Создают "кипящий слой" плакированного наполнителя и пульверизаторы осуществляют впрыскивание в него водного раствора ДС-РАС плотностью 1100 - 1150 кг/м3 в количестве 1% от массы песка.A “fluidized bed” of a clad filler is created, and spray guns inject an aqueous solution of DS-RAS with a density of 1100 - 1150 kg / m 3 in an amount of 1% by weight of sand.
Скорость впрыскивания 2,5 • 10-6 кг/с на 1 м2 поверхности частиц наполнителя.The injection rate is 2.5 • 10 -6 kg / s per 1 m 2 of the surface of the filler particles.
Подготовленный наполнитель через отверстие диаметром 10 мм засыпается в стержневый ящик, находящийся на вибростоле в собранном виде с проволочно-сварным каркасом, отдельными порциями и уплотняется с помощью вибрации с амплитудой 0,8-1 мм при частоте 50 Гц. The prepared filler through a hole with a diameter of 10 mm is poured into a core box, which is assembled on a vibrating table with a wire-welded frame, in separate portions and compacted by vibration with an amplitude of 0.8-1 mm at a frequency of 50 Hz.
Из оснастки с подготовленным наполнителем вакуумным насосом откачивают воздух и создают разрежение в ресивере и стрежневом ящике с остаточным давлением 0,05 МПа, фиксируемым вакуумметром, установленным на ресивере. За счет созданного градиента давлений осуществляют принудительную фильтрацию (пропитку) водного раствора жидкого стекла (ГОСТ 13078-81) плотностью 1300кг/м3 через подготовленный наполнитель, находящийся в ящике, через отверстие диаметром 8 мм в стенке оснастки, закрытое металлической сеткой с ячейкой 0,2 х 0,2мм.Air is pumped out of the equipment with a prepared filler by a vacuum pump and a vacuum is created in the receiver and the core box with a residual pressure of 0.05 MPa, which is fixed by a vacuum gauge installed on the receiver. Due to the pressure gradient created, forced filtration (impregnation) of an aqueous solution of water glass (GOST 13078-81) with a density of 1300 kg / m 3 through the prepared filler in the box, through an opening with a diameter of 8 mm in the tool wall, closed with a metal mesh with a cell 0, 2 x 0.2mm.
Продолжительность приобретения смесью прочности после пропитки 60 с. Сформированный в оснастке стержень вынимается из нее и может быть использован в качестве элемента керамической формы в производстве ЛВМ. The duration of the acquisition by the mixture of strength after impregnation is 60 s. A rod formed in a snap is taken out of it and can be used as an element of a ceramic mold in the production of a computer.
Подготовленные таким образом стержни применяли при изготовлении по выплавляемым моделям кварцевых форм и получении кабинетных художественных отливок "Конь с попонкой", "Весна с амуром", "Лось" и др. The rods prepared in this way were used in the manufacture of lost-crystal models of quartz forms and the production of cabinet art castings “Horse with a cufflink”, “Spring with cupid”, “Elk”, etc.
Для технологического процесса согласно примеру 1 характерна некоторая нестабильность отверждения связующего раствора в труднодоступных для пропитки карманах, поднутрениях и отъемных частях при производстве особо сложных по конфигурации стержней и отливок. The process according to example 1 is characterized by some instability of the curing of the binder solution in pockets, undercuts and detachable parts that are difficult to access for impregnation in the manufacture of cores and castings that are particularly difficult to configure.
Пример 2. Плакирование, обработка ингибитором-ПАВ, засыпка и уплотнение наполнителя в ящике производятся аналогично примеру 1. Example 2. Cladding, treatment with an inhibitor-surfactant, filling and compaction of the filler in the box are carried out analogously to example 1.
Пропитку осуществляют путем подачи того же связующего раствора при остаточном давлении в оснастке с подготовленным наполнителем 0,03 МПа. Время отверждения связующего 75с. Impregnation is carried out by feeding the same binder solution at a residual pressure in a snap with a prepared filler of 0.03 MPa. Binder cure time 75s.
Пример 3. Технологические операции совпадают с приведенными в примерах 1 и 2, но принудительную фильтрацию связующего раствора через подготовленный наполнитель, находящийся в оснастке, проводят при остаточном давлении в ней 0,01 МПа. Время отверждения связующего 90с. Example 3. Technological operations coincide with those in examples 1 and 2, but the forced filtration of the binder solution through the prepared filler, which is in the snap, is carried out at a residual pressure in it of 0.01 MPa. Binder curing time 90s.
Стержни по сравнению с изготовленными в соответствии с примерами 1 и 2 отличало снижение качества поверхности из-за размыва плакированного наполнителя в карманах и поднутрениях оснастки, используемой в производстве наиболее сложных по конфигурации художественных отливок ("Конь с попоной", "Мефистофель" и др.). Compared to those made in accordance with Examples 1 and 2, the rods were distinguished by a decrease in surface quality due to erosion of the clad filler in pockets and undercuts of the tooling used in the production of the most complex artistic castings (Horse with a blanket, Mephistopheles, etc. )
Для получения количественных сравнительных данных параллельно изготавливали стержни согласно прототипу. To obtain quantitative comparative data, rods were made in parallel according to the prototype.
Показателями для сравнения служили технологические свойства стержней: осыпаемость (ГОСТ 23409.9-78) и прочность при изгибе образцов на различных стадиях производства ЛВМ, выбиваемость трудоемкость удаления стержней, а также длительность, трудоемкость и стоимость их изготовления, выраженные в процентах по отношению к значениям соответствующих параметров для прототипа, принятых за 100% Кроме того, для обоснования оптимальности выбранного диапазона значений остаточного воздушного давления в оснастке определяли глубину пропитки связующим раствором плакированного наполнителя, выражая ее в процентах к прототипу, размерную точность (отклонение от номинальных размеров в) и максимально достижимый класс сложности по номенклатуре кабинетных художественных отливок. The technological properties of the rods served as indicators for comparison: crumbling (GOST 23409.9-78) and flexural strength of samples at various stages of the production of the computer, knockability, the laboriousness of removing the rods, and the duration, laboriousness, and cost of their manufacture, expressed as a percentage in relation to the values of the corresponding parameters for the prototype, taken as 100%. In addition, to substantiate the optimality of the selected range of residual air pressure values in the equipment, the impregnation depth of the binder solution was determined by the creation of a clad filler, expressing it as a percentage of the prototype, dimensional accuracy (deviation from the nominal dimensions c) and the maximum achievable complexity class according to the nomenclature of cabinet art castings.
Технологические свойства стержней (форм) по предлагаемому способу и прототипу приведены в таблице. The technological properties of the rods (forms) of the proposed method and prototype are shown in the table.
Результаты испытаний показывают, что предлагаемый способ позволяет исключить осыпаемость стержней, обеспечить неограниченный во времени срок их хранения (без изменения технологических свойств), добиться повышения в 1,5 - 2,5 раза прочность стержней, в особенности в горячем состоянии при температурах прокалки керамических форм, элементами которых они являются, увеличить более чем в 1,5 раза выбиваемость и уменьшить на 40 -50% длительность, трудоемкость и стоимость изготовления стержней при сохранении ими высокой размерной точности. The test results show that the proposed method eliminates the crumbling of the rods, provides an unlimited time storage period (without changing the technological properties), to increase the strength of the rods by 1.5 - 2.5 times, especially in the hot state at the temperature of calcination of ceramic molds the elements of which they are, increase the embossability by more than 1.5 times and reduce the duration, laboriousness and cost of manufacturing the rods by 40-50% while maintaining high dimensional accuracy.
В результате улучшается качество и снижается трудоемкость получения отливок. Повышение стабильности изготовления стержней достигается соблюдением оптимального диапазона значений воздушного разряжения в оснастке 1,01 -0,05 МПа, обеспечивающих возможность управления процессами пропитки (увеличение по сравнению с прототипами более чем в 1,5 -2,0 раза глубины пропитки) плакированного наполнителя связующим раствором и его равномерного отверждения. Это позволяет качественно изготавливать стержни повышенных классов сложности (1 и 2), в особенности для художественных и других тонкорельефных отливок со сложными полостями и конфигурацией. As a result, quality is improved and the complexity of producing castings is reduced. Improving the stability of the manufacture of rods is achieved by observing the optimal range of values of air discharge in the equipment 1.01-0.05 MPa, providing the ability to control the impregnation processes (increase in comparison with prototypes by more than 1.5-2.0 times the depth of impregnation) of the clad filler with a binder solution and its uniform curing. This allows high-quality manufacturing of rods of increased complexity classes (1 and 2), especially for art and other thin-relief castings with complex cavities and configurations.
Учитывая геометрическую точность и улучшенную выбиваемость получаемых стержней и форм, предлагаемый способ может быть с успехом применен для получения рабочих колес насосов, литых пресс-форм, радиаторов и других ответственных отливок. Given the geometric accuracy and improved knockout of the resulting rods and molds, the proposed method can be successfully applied to obtain the impellers of pumps, cast molds, radiators and other critical castings.
Claims (4)
1350 кг/м3 и модулем 2,6 3,0.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a solution of liquid glass with a density of 1250 is introduced as a gelling binder into the evacuated snap-in filled with a clad gel-forming filler.
1350 kg / m 3 and a module of 2.6 3.0.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95117441A RU2086341C1 (en) | 1995-10-10 | 1995-10-10 | Method of manufacture of foundry cores and molds on cold equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95117441A RU2086341C1 (en) | 1995-10-10 | 1995-10-10 | Method of manufacture of foundry cores and molds on cold equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2086341C1 true RU2086341C1 (en) | 1997-08-10 |
| RU95117441A RU95117441A (en) | 1997-08-27 |
Family
ID=20172820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU95117441A RU2086341C1 (en) | 1995-10-10 | 1995-10-10 | Method of manufacture of foundry cores and molds on cold equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2086341C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2443499C1 (en) * | 2010-11-29 | 2012-02-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (ГОУ ВПО "ЮУрГУ") | Method of preparing granular materials for investment casing of ceramic moulds and cores |
| RU2465092C1 (en) * | 2011-03-17 | 2012-10-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method of cladding refractory granular materials |
| RU2529603C1 (en) * | 2013-04-26 | 2014-09-27 | Автономная некоммерческая организация высшего профессионального образования "Белгородский университет кооперации, экономики и права" | Method to produce casting ceramic moulds by investment patterns for geometrically complex casts |
-
1995
- 1995-10-10 RU RU95117441A patent/RU2086341C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Патент СССР N 1838026, кл. B 22 C 9/00, 1993. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2443499C1 (en) * | 2010-11-29 | 2012-02-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (ГОУ ВПО "ЮУрГУ") | Method of preparing granular materials for investment casing of ceramic moulds and cores |
| RU2465092C1 (en) * | 2011-03-17 | 2012-10-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method of cladding refractory granular materials |
| RU2529603C1 (en) * | 2013-04-26 | 2014-09-27 | Автономная некоммерческая организация высшего профессионального образования "Белгородский университет кооперации, экономики и права" | Method to produce casting ceramic moulds by investment patterns for geometrically complex casts |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR900001344B1 (en) | Making method for the casting mold | |
| CN1033147C (en) | Mold core for investment casting and process thereof | |
| EP0255577A1 (en) | Method of producing mold for slip casting | |
| US4530722A (en) | Binder and refractory compositions and methods | |
| US3692551A (en) | Core for use in pressure molding | |
| US4921038A (en) | Process for preparing mold for investment casting | |
| RU2039629C1 (en) | Method of antigravity casting of molten metal and device for its carrying out | |
| CA2105372A1 (en) | Non-porous carbon molding (foundry) sand and method of casting | |
| CN109434012A (en) | A kind of lost foam casting process of high-mechanical property casting | |
| US3686006A (en) | Refractory cores and methods of making the same | |
| HU208270B (en) | Lose-pattern, pressure precision casting method | |
| RU2086341C1 (en) | Method of manufacture of foundry cores and molds on cold equipment | |
| JPH01154846A (en) | Method of casting metal in air gap section of sand mold easy to be fluidized and firmly cured | |
| US4664948A (en) | Method for coating refractory molds | |
| US4605057A (en) | Process for producing core for casting | |
| GB2155484A (en) | Binder and refractory compositions | |
| GB2148760A (en) | Casting metal in a sand backed shell mould | |
| CA1078132A (en) | Method of making ductile iron treating agents | |
| US10046382B2 (en) | System and method for forming a low alloy steel casting | |
| RU1838026C (en) | Method of making casting cores and molds with use of cold fitting | |
| RU171686U1 (en) | PROFIT MODEL ON THE BASIS OF FOAM POLYSTYRENE FOR CASTING ON GASIFIED MODELS | |
| JP3074004B2 (en) | Manufacturing method of ceramic products | |
| TW453918B (en) | A method of precise casting of shell | |
| JPH09174194A (en) | Manufacture of mold and method for distingrating mold obtained by this method | |
| SU876288A1 (en) | Method of preparing moulds for casting and head filler for moulding |