SU1217558A1 - Способ формовки и нагрева в опоках многослойных оболочковых форм - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к литейном производству и может быть исполь- завано при производстве отливок по выплавл емым модел м.

Цель изобретени  - обеспечение разной скорости охлаждени  по высоте залитой металлом оболочки, а также усиление разницы скорости ох- (лаждени  по высоте залитой металлом оболочки.

На чертеже приведена схема формовки .

Оболочковую форму 1 в опоке 2 за сьтают до основани  прибыли наполнителем из теплопроводного материала , например, .чугунной дробью 3. От основани  прибыли оболочковую форму засыпают наполнителем из низкотеплопроводного материала, например , шамотной кроткой 4. Между этими сло ми наполнител  укладывают теплоизолирующую прокладку 5. Кроме того, по периметру прибьшей устанавливают высокотемпературные- нагреватели 6, которые обогревают прибыльные части оболочки 7 до заливки в них жидкого металла,

Двуслойньм наполнитель при фор- моке оболочек в опоке позвол ет обеспечить ускоренный отвод тепла от тела отливки через форму, котора  состоит из теплопроводного материала , а именно чугунной дроби. (Коэффициент теплопроводности чугунной дроби Л 38-40 Вт/см-К). В то же врем  металл прибыли находитс  в жидком состо нии достаточно длительное врем , так как передача тепла от прибыли к наполнителю из шамотной крошки ( Л шамотной крошки - 0,7 Вт/см-К) осуществл етс  замедленно из-за Низкой теплопроводности наполнител , что обеспечивает питание стальных отливок и уменьшает брак по пористости и рых- лотам.

Дл  создани  температурного градиента по высоте керамических оболочек и между сло ми наполнител  кладут-разделительную прокладку из теплоизол ционного материала, например асбеста. Изолиругада  прокладка усиливает эффект различной теплопроводности слоев наполнител  и обеспе . чивает услови  различной скорости охлаждени  оболочки и тела отливки и ее прибыльной части.

175582

Наличие нагревательных элементов, расположенных по периметру прибылей, увеличивает температурный градиент по высоте оболочки и создает услови 

- наиболее эффективного использовани  прибьшей. Нагрев зоны, примыкающей к прибыл м, осуществл етс  в период подогрева всей опоки с керамическими формами до заливки жидкого метал )Q ла, Из-за низкой теплопроводности напонительного сло , примыкающего к приб лым и состо щего из шамотной крошки, дополнительный обогрев этой зоны обеспечивает сохранение тепла

15 S прибыльной части в период заливки металла в форму и затвердевани  отливки . Металл в прибьши сохран етс  в жидком состо нии более длительное врем , что обеспечивает устойчивое питание отливки в течение всего периода ее затвердевани .

Оболочку до основани  прибыли формуют в дробь размером 0,5-1,5 мм, что обусловлено теплопроводностью

25 наполнител  в зависимости от размера дроби. Так, с увеличением размера чугунной дроби более 1,5 мм, увеличиваетс  площадь пустого пространства между шариками, котора  вьфа- жаетс  формулой

SnycT О ,86R где R - радиус шарика или дроби,

SnvicT площадь пустого пространства.

С увеличением воздушного пространства в наполнителе уменьшаетс 

35 коэффициент теплопроводности среды, состо щей из чугунной дроби и воздуха , и отвод тепла от отливки уменьшаетс . Минимальный размер дроби 0,5 мм выбран из услови  технологии изготовлени  чугунной дроби. Так изготовить чугунную дробь менее 0,5 мм на современных установках не представл етс  возможным.

Прибыльную часть оболочки формуют

шамотной крошкой, размер зерен которой 2,0-2,5 мм. Это обусловлено тем, что раздел ют два материала наполнител  (дроби и шамотной крошки ) после их использовани  на одном

50 сите с размером  чейки 1,,8 мм. Кроме того, использование шамотной крошки более 2,5 мм не создает достаточного уплотнени  керамической формы, а увеличение пространства

55 не уменьшает теплопроводность сло  с шамотной крошкой.

Способ осуществл ют следующим образом.

30

40

3

в опоку засьшают чугунную дробь размером 0,5-1,5 мм на высоту 40- 50 мм. Затем на дробь устанавливают оболочки и засьшают их дробью до основани  прибыльных частей оболочки . Уплотн ют дробь .вибрированием в течение 0,2-0,5 мин. Затем на дробь в опорку кладут слой теплоизолирующей прокладки (асбестовый лист По периметру прибылей устанавливают нагревательные элементы (спиральные пластинчатые или силитовые) и засьшют шамотную крошку с размером зерна 2,0-2,5 мм до верхнего уровн  опоки Вибрированием опоки в течение 0,2- 0,5 мин уплотн ют наполнитель.

Результаты опробовани  способа при изготовлении отливки кольца с наружным диаметром 320 мм и внутренним 200 мм, высотой 30 мм из сплва с применением прибылей шаровых и призматических приведены в таблице.

Применение опорных наполнителей, :когда прибыльна  часть оболочки за- формована в менее теплопроводный материал (шамотный наполнитель), а тело отливки - в более теплопрово ньй наполнитель (дробь) , уменьшает усадочную пористость и рыхлоту в отливках в месте перехода от тепла отливки к прибыли с 8,0-28,0 до 7,2-8,0% при уменьшении призматической прибьши с 16,0 до 5,0 кг по сравнению с прототипом, когда формуют всю оболочку в опорный наполни17558

тель (песок) , а в прибьиьной части имеетс  газотворный материал.

Дополнительный обогрев оболочек до 1100-1200°С электронагревател ми

5 прибыльной части оболочки перед их заливкой увеличивает температур- рый градиент по высоте оболочки, что улучшает питание отливок и уменьшает усадочную рыхлоту и порис10 тость в отливках с 7,2-8 до 5,2- 5,9% при использовании призматической прибьши и с 7,6 до 3% при использовании шаровой прибыли. Это позвол ет уменьшить вес металла

15 на прибыль (на примере призматической прибыли) в 3 раза.

Применение предлагаемой формовки и нагрева многослойных оболочковых форм по вьшлавл емым модел м, когда 20 оболочку до основани  питающей системы формуют в высокотеплопроводньй материал (дробь) , прибыльную часть оболочки засыпают низкотеплопровод- ньм материалом (шамотом), при этом

25 они разделены теплоизол ционной прокладкой , дл  создани  температурного градиента по высоте оболочки и обеспечени  питани  стальных отливок , позвол ет уменьшить брак по

30 пористости и рыхлотам на 12% и расход металла на прибыль в 3 раза. Дополнительный обогрев прибыльной части оболочек увеличивает температурный градиент и уменьшает брак

JC отливок. Экономический эффект составл ет 170 тыс. руб.

Claims (4)

1. СПОСОБ ФОРМОВКИ И НАГРЕВА В ОПОКАХ МНОГОСЛОЙНЫХ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ, получаемых по выплавляемым моделям, включающий установку в опоку оболочки с литниково-питающей системой, имеющей в прибыльной части газотворные элементы для ее обогрева, с последующим прокаливанием в печи, отлич ающийся тем, что, с целью обеспечения разной скорости охлаждения по высоте залитой металлом оболочки, в качестве опорного наполнителя используют материалы с теплопроводностью А= 30-40 Вт/см·К и теплопроводностью Д = 0,7 Вт/см х х К при этом материалом с высокой теплопроводностью А= 30-40 Вт/см·К засыпают многослойную оболочковую форму до основания питающей системы, а материалом с теплопроводностью

А = 0,7 Вт/см·К засыпают только питающую систему многослойной оболоч ковой формы и отделяют их друг от друга асбестовым листом.

2. Способ поп. ^отличающийся тем, что в качестве опор ного материала с теплопроводностью А = 30-40 Вт/см·К используют чугунную дробь диаметром 0,5-1,5 мм.

3. Способ по π. 1, отличающийся тем, что в качестве опорного материала с теплопроводностью А= 0,7 Вт/см·К используют шамотную крошку с размером зерна 2,0-

2,5 мм.

4. Способ поп. ^отличающийся тем, что, с целью увеличения разницы скоростей охлаждения по высоте залитой металлом оболочки, по периметру прибыльной части оболоч ки устанавливают электронагреватели.