SU1002083A1 - Способ изготовлени литейных стержней и форм - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области литейного производства и может быть использовано при изготовлении стержней и форм.

Известен способ изготовлени  оболочковых форм и стержней иэ сухих сыпучих формовочных смесей til- R получени  оболочковой полуформы песчано-смол ную смесь нанос т на металлическую модельную оснастку, нагретую до 220-280 с. В результате плавлени  смолы зерна песка слипаютс  друг с другом, формиру  оболочку. После удалени  излшдша песчано-смол ной смеси модельную оснастку с образовавшейс  на ней оболочкой помещают в печь с температурой 300-350 С. Св зующее в течение 45-90 с отверждаетс , переход  в твердое необратимое состо ние. Готовую оболочку . снимают с модельной оснастки и подают на сборку форм, где ее склеивают с другой оболочкой, полученной аналогично . Изготовление формы этим способом завершаетс  засыпкой наполнителем полученной оболочковой формы в специальной опоке.

Недостатком указанного способа  вл етс  высока  трудоемкость технологического процесса, особенно

на операци х удалени  оболочек из оснастки, их охлаждени , склейки и засыпки наполнителем. Кроме того, стержни из песчано-смол ных смесей обладают высокой газотворностью, что ухудшает санитарно-гигиенические услови  труда и не обеспечивает высокого качества отливок.

10

Известен способ изготовлени  металлооболочковых форм (облицованных кокилей), по которому использурт также сухие облицовочные песчаиосмол ные смеси С23.

5 Согласно этомуспособу вначале изготавл ют плакированную смесь, перемешива  наполнитель с термореактивной смолой, засыпгиот ее в бункер пескодувной машины и после ох2 лаждени  вдувают в зазор между кокилем и моделью, образу , тонкий облицовочный слой.

Недостатком этого способа  вл етс  также высока  газотворность стерж25 ней и форм, так как в качестве св зующих используютс  термореактивные смолы. Кроме того, пескодувныйспособ формовки имеет ограниченное применение , св занное со сложностью его

30 осуществлени . Существенное гаэотворности стержней обеспечиваетс  при изготовлении их по способу, соглас но которому формовочную смесь приготовл ют на основе водорастворимого св зующего и вдувают ее в оснастку с помощью перегретого пара с давлением 0,2-1,0 Мн/м После .выдержки смеси в оснастке в течени 120 си удалени  пара смесь отверж даетс  и готовый стержень извлекают из оснастки, охлаждают и подают на сборку форм Сз. Этот способ имеет тот же недостаток , что и способ С2, а именно ограниченность использовани , так как подачу смеси в оснастку производ т только наддувом. Использование же перегретого пара дл  наддува стержн  сопр жено с большими техническими трудност ми, пар при контакте с детал ми машины конденсируетс . Нагрев этих детале до температуры перегретого пара дл предотвращени  конденсации пара тр бует дополнительных энергозатрат, специальной огнеупорной смазки и д Эти недостатки сужают область испол зовани  способа и его технологичес кие возможности. Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  способу согласно которому смесь на водорастворимом св зующем нагреваю и подают в оснастку перегретым пар или сжатым воздухом С4. Недостатки известного способа: ограниченность номенклатуры изготов л емых стержней и форм по массе и по габаритным размерам из-за исполь зовани  только пескодувных машин. П подаче смеси в оснастку свободной засыпкой испар етс  влага. Частицы смеси при этом утрачивают способнос склеиватьс . При последующей продув ке смеси нагретым до воздухом или вакуумировани  склеивающа  спос ность ее частиц не восстанавливаетс По этой причине при подаче смеси в оснастку свободной засыпкой резко снижаетс  прочность стержней;.сложность осуществлени  способа, так как хранение нагретой до -ЭО-ИО С смеси в замкнутом объеме до подачи в оснастку св зано с большими техни ческими трудност ми, дл  этого требуетс  специальна  аппаратура, используема  в паровых котлах. Целью изобретени   вл етс  упрощение процесса изготовлени  стержней и форм и повышение их прочнос Цель достигаетс  тем, что в известном способе изготовлени  литей ных стержней и форм из сухих сыпучих смесей на основе водорастворимы св зующих, включающем нагрев смеси, подачу ее в оснастку, уплотнение и продувку растворителем св зующего, производ т нагрев смеси до 120-200°С в услови х контакта с атмосферой, а в качестве растворител  св зующего используют воду, причем воду нагревают до 50-95 0. Нагрев смеси в услови х контакта с атмосферой до 120-200 0 и введение в нее после уплотнени  воды позвол ют отказатьс  от сложной аппаратуры: парового котла, подвод щих трубопроводов высокого давлени  и другой/ что значительно упрощает процесс изготовлени  литейных стержней и форм. Предлагаемый способ позвол ет осуществл ть подачу смеси в оснастку свободной засыпкой, что увеличивает номенклатуру изготовл емых стержней и форм. Кроме того, повышаетс  прочность стержней и форм, так как при подаче в нагретую смесь воды восстанавливаетс  клеюща  спо-. собность св зующего. Нагрев вводимой в смесь воды до 50-85°С позвол ет интенсифицировать процесс отверждени  стержней и форм. На чертеже изображено устройство, с помощью которого реализуетс  предлагаемый способ, общий вид. На стол 1 лабораторного пресса устанавливают поддон 2, имеющий пробку 3, плотно замыкающую полость 4, уплотнительное кольцо 5, газопроницаемую пластину 6 с вентами 7, а штуцер 8 подключают к воздушной магистрали (на чертеже не показана). Затем вставл ют стальную гильзу 9, насыпают в нее навеску нагретой до определенной температуры (в пределах 120-200°С) смеси 10, устанавливают газопроницаемую пластину 11 с вентами 12 и стальную гильзу 13. Стол 1 пресса поднимают до упора гильзы 13 в траверсу 14 и производ т подпрессовку смеси. После этрго через пробку 3 в полость 4 ввод т воду и включают подачу сжатого воздуха через штуцер 8. Сжатый воздух, проход  через полость 4, увлекает за собой частицы воды, котора  при контакте с нагретой смесью 10 превращаетс  в пар. При этом пар, проход  через смесь, раствор ет пленки св зующего , в результате чего частицы смеси склеиваютс  между собой. После некоторой выдержки подачу сжатого воздуха перекрывают. Пример. Дл  проведени  сопоставительного анализа известного и предлагаемого способов изготавливают перемешиванием смеси следующего состава, вес.%: Песок марки К02 95,0 Вода 1,0 Жидкое стекло 4,О (ГОСТ 8266-56 )

Смесь нагревают в открытой емкости до 100, 120, 150, 180, 200 и. и, не охлажда , подают в экспериментальную оснастку, где производ т уплотнение с помощью лабораторного пресса при давлении 0,2 Мн/м. В полость 4 подают воду, которую предварительно нагревают до температуры 25, 50, 80 и 95°С. Посл /этого включают подачу сжатого воздуха с давлением 0,1 Мн/м. После выдержки в течение 120 с подачу сжатого воздуха перекрывают. Полученый образец смеси 10 извлекают из гильзы 9, выдерживают на открытом воздухе, после чего подвергают испытанию на сжатие с помощью лабораторного прибора модели 052 М.

В качестве экспериментальных стержней использовали стандартные образцы диаметром 50 мм и высотой 50 мм.

В табл. 1 приведены показатели прочности образцов, изготовленных сопоставл емыми способами при подаче смеси в оснастку свободной засыпкой .

Нагрев подаваемой в смесь воды до 50-95 0 способствовал повышению прочности смеси в заданных интервалах времени вьщержки, о чем свидетельствуют данные табл. 2.

Анализ .результатов, приведенных в табл. 1, показывает, что способ по прототипу не обеспечивает полуТемпература смеси, С

в исходном состо нии

прототипу

0,05 100 0,0

120

по предлагаемому способу

чение стержней . достаточной прочности . Это ограничивает технологические возможности способа, так как около 80% стержней и форм изготовл ют в насто щее врем  с помощью встр хивающих формовочных машин, прессовых линий, пескометов и други где используют подачу смеси свободной засыпкой.

I Оптимальным  вл етс  нагрев смес до 120-200°С, так как при более низкой температуре в результате замедлени  процесса растворени  пленок св зующего прочность образцов не дотигает требуемой величины. Нагрев смеси выше 200°С нецелесообразен, так как повышени  прочности образцов при этом не наблюдаетс .

Использование предлагаемого способа изготовлени  литейных стержней и форм позвол ет значительно упростить технологический процесс, так как он не требует специального пескодувно-парового оборудовани  и аппаратуры. Прочность стержней при этом возрастает. Снижаетс  также энергоемкость технологического процесса: при использовании парювой маигины дл  подачи смеси в оснастку возникают большие тепловые потери.

Ожидаемый экономический эффект от использовани  предлагаемого способа только на одном предпри тии с условным годовым выпуском лить , равным 50 тысч тонн, составит около 164 тыс. руЬлей.

Таблица 1

Прочность на , кгс/см

через 3 ч

через 1 ч

через 0,5ч

5,6

5,6 0,0 0,0

Пр.имечание: В данных экспериментах температурой 25°С использовали воду с

Claims (4)

1. Формула изобретени  1. Способ изготовлени  литейных стержней и форм из сухих сыпучих смесей на основе водорастворимых св эук цих , включающий нагрев смеси, подачу ее в оснастку, уплотнение и продувку растворителем св зукнцего, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  процесса изготовлени  и повышени  прочности изготавливаекых стержней и форм, нагрев смеси производ т до 120-200с в услови х контакта с атмосферой, а в качестве растворител  св зующего используют воду.

   Таблицаа
2. 2. Способ ПОП.1, отличающийс  тем, что воду нагревают до 50-95°С.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   . 1. Прос ник Г.В. Изготовление оболочковых форм и стержней. М., Высша  школа, 1978.

   2.Литейное производство, 9, 1977, с. 21-22 и 2, 1974, с. 12-13
3. 3.Авторское свидетельство СССР 722656, кл. В 22 С 15/24, 1978.
4. 4.Патент США 4196768,

   кл. В 22 С 9/02, опублик. 1979,

   /Ч

   8