RU2089329C1

RU2089329C1 - Foundry mold

Info

Publication number: RU2089329C1
Application number: RU93017890A
Authority: RU
Inventors: М.С. Исламов; Н.Н. Сафронов
Original assignee: Камский политехнический институт
Priority date: 1993-04-06
Filing date: 1993-04-06
Publication date: 1997-09-10

Abstract

FIELD: foundry. SUBSTANCE: the offered foundry mold has molding box whose internal walls are expanding towards the surface of parting line. Molding sand is composed of mixture capable of relaxation of its initial looseness in time after pressing and has the following quantities of components, mas. %: iron dust from shot-blasters 5-85; liquid component in form of spent pickling solution 10-40; the balance, dust of furnace gases of electric steel melting furnaces. EFFECT: higher efficiency. 2 cl, 2 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к литейному производству, конкретнее к литейным формам для изготовления отливок в разовых формах, преимущественно для двухопочной формовки. The invention relates to foundry, and more particularly to foundry molds for the manufacture of castings in single forms, mainly for two-furnace molding.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому объекту является известная литейная форма, содержащая опоку и набивку из формовочной смеси. Набивка формы выполнена из формовочной смеси, содержащей песок, бетонит, воду. Closest to the technical nature of the claimed object is a well-known casting mold containing flask and packing from the molding mixture. The mold is made of a molding mixture containing sand, concrete, water.

Недостатком известной литейной формы является относительно низкое качество отпечатка модели вследствие слабого развитого бокового давления смеси в опоках постоянного сечения с вертикальными стенками, что снижает точность отливок, а также относительно высокая трудоемкость получения отливок, связанная с наличием операции выбивки формы из опоки. A disadvantage of the known casting mold is the relatively low quality of the model imprint due to the weak developed lateral pressure of the mixture in the flasks of constant cross section with vertical walls, which reduces the accuracy of castings, as well as the relatively high complexity of casting, associated with the operation of knocking the mold from the flask.

Задачей настоящего изобретения является повышение точности отливок и снижение трудоемкости их изготовления за счет устранения операции выбивки. The objective of the present invention is to improve the accuracy of castings and reduce the complexity of their manufacture by eliminating the knockout operation.

Согласно изобретению эта задача достигается тем, что внутренние стенки опоки выполнены расширяющимися к поверхности разъема формы, а формовочная смесь имеет состав, свойства которого обеспечивают релаксацию с течением времени своей первоначальной сыпучести после прессования. According to the invention, this task is achieved in that the inner walls of the flask are made expandable to the surface of the mold connector, and the molding mixture has a composition whose properties provide relaxation over time of its initial flowability after pressing.

В качестве формовочной смеси использована смесь пыли печных газов электросталеплавильных печей, 5-85% от общей массы наполнителя железной пыли из дробометных аппаратов и жидкой составляющей в виде отработанного травильного раствора (хлорного железа) в количестве 10-40% от массы наполнителя. As a molding mixture, a mixture of furnace gas dust from electric arc furnaces, 5-85% of the total mass of iron dust filler from shot blasting machines and a liquid component in the form of spent pickling solution (ferric chloride) in the amount of 10-40% by weight of the filler was used.

Смесь указанного состава в течение некоторого времени после замеса отвердевает, при этом повышается ее прочность в высушенном состоянии, эта прочность сохраняется определенное время, после чего смесь очень быстро саморазрушается, восстанавливая свою первоначальную сыпучесть. The mixture of the specified composition for some time after kneading hardens, while increasing its strength in the dried state, this strength remains for a certain time, after which the mixture very quickly self-destructs, restoring its original flowability.

Выполнение внутренних стенок опоки расширяющимися к разъему формы увеличивает при прессовании боковое давление смеси на модель, что повышает качество отпечатка, а следовательно, и точность отливки, а выполнение набивки формы из указанной выше смеси обеспечивает ее саморазрушение с течением времени, что и позволяет устранить операцию выбивки формы и, тем самым, снизить трудоемкость изготовления отливки. The implementation of the inner walls of the flask expanding towards the mold connector increases the lateral pressure of the mixture on the model during pressing, which increases the quality of the print and, consequently, the accuracy of casting, and the filling of the mold from the above mixture ensures its self-destruction over time, which eliminates the knock-out operation form and, thereby, reduce the complexity of manufacturing castings.

На фиг. 1 изображена предлагаемая форма в сборе; на фиг. 2 нижняя полуформа с модельной оснасткой. In FIG. 1 shows the proposed form assembly; in FIG. 2 lower half-form with model equipment.

Форма (фиг. 1) состоит из верхней 1 и нижней 2 опок, скрепленных между собой крепежными деталями 3, набивки 4 верхней полуформы, набивки 5 нижней полуформы. Сопряженные между собой полости 6 и 7 полуформ образуют полость формы. На фиг. 2 позициями обозначено: 8 модельная плита, 9 модель, 10 - наполнительная рамка, 11 прессовая колодка, 12 неуплотненная формовочная смесь. Полуформа показана в положении, при котором производится уплотнение смеси, на момент окончания уплотнения прессованием на прессовой формовочной машине. The form (Fig. 1) consists of upper 1 and lower 2 flasks fastened together by fasteners 3, packing 4 of the upper half-mold, packing 5 of the lower half-mold. The interconnected cavities 6 and 7 of the half-form form a cavity of the form. In FIG. 2 positions denote: 8 model plate, 9 model, 10 - filling frame, 11 press pads, 12 uncompacted molding mixture. The half-mold is shown in the position in which the mixture is compacted, at the time of completion of compaction by pressing on a compression molding machine.

Формовочная смесь состоит из двух компонентов: наполнителя и жидкой составляющей. Наполнитель содержит в своем составе пыль печных газов электросталеплавильных печей и железную пыль из дробеметных аппаратов в количестве 5-85 мас. от общей массы наполнителя. Экспериментально установлено: при содержании железной пыли в наполнителе менее 5 мас. и более 85 мас. прочность на сжатие образцов из формовочной смеси (в высушенном состоянии) становится менее 1 МПа, что делает смесь непригодной к применению. Жидкая составляющая формовочной смеси представляет собой отработанный травильный раствор хлорного железа. Количество жидкой составляющей 10-40 мас. Если количество жидкой составляющей взято менее 10% или более 40% то смесь теряет формообразующую способность. В первом случае это связано с недостатком жидкой прослойки между частицами наполнителя, из-за чего механическая связь между частицами недостаточна, во втором случае жидкости столь много, что каждая частица наполнителя со всех сторон оказывается окруженной жидкой оболочкой и механическая связь между частицами существенно ослабевает вследствие передвижения смеси. The molding mixture consists of two components: a filler and a liquid component. The filler contains in its composition the dust of the furnace gases of electric arc furnaces and iron dust from shot blasting machines in the amount of 5-85 wt. from the total mass of the filler. It is experimentally established: when the content of iron dust in the filler is less than 5 wt. and more than 85 wt. the compressive strength of samples from the molding mixture (in the dried state) becomes less than 1 MPa, which makes the mixture unsuitable for use. The liquid component of the moldable mixture is a spent pickling solution of ferric chloride. The amount of liquid component is 10-40 wt. If the amount of the liquid component is taken less than 10% or more than 40%, then the mixture loses its forming ability. In the first case, this is due to the lack of a liquid layer between the filler particles, due to which the mechanical bond between the particles is insufficient, in the second case there is so much fluid that each filler particle is surrounded on all sides by a liquid shell, and the mechanical bond between the particles weakens significantly due to movement mixtures.

Засыпают формовочную смесь 12 в опоку 1 или 2 и с помощью прессовой колодки 11 производят уплотнение ее на прессовой формовочной машине (на чертежах не показано). При этом в массе смеси наряду с вертикальными сжимающими напряжениями развиваются и горизонтальные сжимающие напряжения (боковое давление), прижимающее смесь 12 к поверхности модели 9. В предлагаемой литейной форме боковое давление из-за наклона стенок опоки к направлению прессования значительно превышает боковое давление, возникающее в известных опоках с вертикальными стенками. Это повышенное боковое давление формирует более четкий и прочный отпечаток и обусловливает получение более качественной, более точной отливки. После прессования делают выдержку для отверждения полуформы и извлекают модель. Собирают форму из верхней и нижней полуформ и производят заливку, при этом момент начала заливки от изготовления литейной формы определяют из соотношения
t_н.з. ≅ t₁ + t₂ t_в
где t₁ продолжительность периода отверждения формовочной смеси в литейной форме;
t₂ продолжительность периода стабильного состояния прочности литейной формы;
t_в время нахождения залитого металла в литейной форме.The moldable mixture 12 is poured into the flask 1 or 2 and, using the press pad 11, it is compacted on a molding press machine (not shown in the drawings). At the same time, horizontal compressive stresses (lateral pressure) develop along with vertical compressive stresses in the mass of the mixture, compressing the mixture 12 to the surface of model 9. In the proposed mold, the lateral pressure due to the inclination of the flask walls to the pressing direction significantly exceeds the lateral pressure arising in famous flasks with vertical walls. This increased lateral pressure forms a clearer and more durable impression and leads to a better, more accurate casting. After pressing, a shutter speed is taken to cure the mold and the model is removed. The mold is assembled from the upper and lower half-molds and casting is made, while the moment of the start of casting from the manufacture of the mold is determined from the ratio
t _N.C. ≅ t ₁ + t ₂ t _in
where t _{1 the} duration of the curing period of the molding sand in the mold;
t _{2 the} duration of the period of stable state of strength of the mold;
residence time t _in the cast metal in the mold.

Экспериментальные значения продолжительности каждого периода для формовочной смеси различного состава приведены в таблице. The experimental values of the duration of each period for the molding sand of various compositions are given in the table.

После заливки отливка остается в литейной форме до саморазрушения формы, после чего отливка забирается для дальнейших технологических операций над ней, а смесь возвращается в технологический поток. Именно эффект саморазрушения формы позволяет устранить операцию ее выбивки, что очень важно для опок с наклонными стенками, выбивка которых обычными способами затруднена и трудоемка. After pouring, the casting remains in the mold until the mold breaks, after which the casting is taken for further technological operations on it, and the mixture is returned to the process stream. It is the effect of self-destruction of the form that eliminates the operation of knocking it out, which is very important for flasks with inclined walls, knocking out of which is difficult and time-consuming by conventional methods.

Claims

1. A mold containing a flask and a packing from the molding mixture, characterized in that the inner walls of the flask are made expandable to the surface of the mold connector, and the molding mixture has a composition whose properties provide relaxation over time of its initial flowability after pressing.

2. The mold according to claim 1, characterized in that the molding mixture has the following composition, wt.

Iron dust from shot blasting machines 5 85
Liquid component in the form of spent pickling solution 10 40
Dust of furnace gases from electric arc furnaces