SU1666264A1 - Способ изготовлени литейных форм из холоднотвердеющих смесей - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к литейному производству, а именно к способам изготовлени  литейных форм и стержней из холоднотвердеющих смесей (ХТС). Цель изобретени  - повышение размерной точности формы. Согласно изобретению способ, предусматривающий приготовление формовочной смеси путем подачи огнеупорного наполнител , дозировани  жидких компонентов в огнеупорный наполнитель и их перемешивани , заполнение опоки смесью, формообразование путем вибрационного уплотнени  смеси в опоке с моделью при заданном ускорении горизонтальных колебаний, заключаетс  в том, что приготовление формовочной смеси осуществл ют в опоке путем одновременного дозировани  жидких компонентов - св зующего и отвердител  - в огнеупорный наполнитель, подаваемый в опоку, и вибрационного перемешивани  компонентов смеси за счет возвратно-поступательного перемещени  опоки в горизонтальной плоскости, а процесс вибрационного уплотнени  формовочной смеси осуществл ют одновременно с процессом вибрационного перемешивани  в две стадии: стадию предварительного уплотнени  провод т при ускорении горизонтальных колебаний G_г = (3...6)^.G в течение 60...180 с, а стадию окончательного уплотнени  провод т при ускорении горизонтальных колебаний G_г = (1,8...2,5)^.G, где G = 9,81 н/см² - ускорение силы т жести. При этом дозирование жидких компонентов в огнеупорный наполнитель, подаваемый в опоку, осуществл ют посредством решетчатого трубопровода с отверсти ми. Реализаци  изобретени  позвол ет повысить размерную точность модельного опечатка формы в 3...4 раза, за счет этого сократить припуска на обработку отливок и уменьшить потери металла. 1 з.п.ф-лы, 4 ил., 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к литейному производству, в частности, к способам сме- сеприготовлени  и изготовлени  литейных форм из холоднотвердеющих смесей (ХТС) с помощью вибрационного уплотнени .

Известен способ виброперемешивани  формовочных и стержневых смесей в вибромельнице, при котором смесь перемешивают вследствие круговых колебаний.

Цель изобретени  - повышение размерной точности формы.

Сущность изобретени  состоит в том, что приготовление формовочной смеси осуществл ют в опоке путем одновременного дозировани  жидких компонентов - св зующего и отвердител  - огнеупорный наполнитель , подаваемый в опоку, и вибрационного перемешивани  компонентов смеси за счет возвратно-поступательного перемещени  опоки со смесью в горизонтальной плоскости, а процесс вибрационного уплотнени  формовочной смеси осуществл ют одновременно с процессом вибрационного перемешивани  в две стадии: стадию предварительного уплотнени  провод т при ускорении горизонтальных колебаний Gr (3...6) g в течение 60...180 с, а стадию окончательного уплотнени  провод т при ускорении горизонтальных колебаний Gr (1,8,..2,5) g в течение 10...20 с, где g 9,8 i м/с2 - ускорение силы т жести, причем дозирование жидких компонентов в огнеупорный наполнитель, подаваемый в опоку, осуществл ют посредством решетчатого трубопровода с отверсти ми.

На фиг. 1 приведена схема устройства дл  осуществлени  описываемого способа уплотнени  форм и стержней из ХТС; па фиг. 2 показано оптимальное распределение плотности формовочной смеси, полученное в результате вибрационного уплотнени ; на фиг. 3 - фрагмент решетчатого трубопросода, с помощью которого в струю огнеупорного наполнител  ввод т жидкостекольную композицию и жидкий от- вердитель; на рис. 4 - крива  максимального уплотнени  и достигаемого предела прочности смеси на сжатие в зависимости от ускорени  горизонтальных колебаний, показаны режимы уплотнени  и виброперемешивани .

Огнеупорный наполнитель 1 подаетс  к опоке ленточным транспортером 2 и попадает в воронку 3 с установленным в ней устройством, например решетчатым трубопроводом 4, с помощью которого в струю огнеупорного наполнител  ввод т жидкий отвердитель и жидкостекольную композицию в необходимых пропорци х. После этого смесь поступает из воронки 3 в опоку 5 с установленной в ней моделью 6. Опоку располагают на плите 7, котора  установлена на упругих опорах 8. Снизу в центре плиты прикреплен инерционный вибровозбудм- .тель горизонтальных колебаний 9, снабженный тиристорным приводом.

После заполнени  опоки исходной смесью включаетс  тиристорный привод и устанавливаетс  в режим виброперемешивани  с ускорением горизонтальных колебаний Gr (3...6) g. При этом в смеси про вл ютс  турбулентные процессы, и смесь интенсивно перемешиваетс  до однородного состо ни . Через 1...3 мин ускорени  горизонтальных колебаний плавно снижают до нижнего предела виброперемешивани  - Зд (фиг. 3), где начинаетс  предварительное уплотнение смеси, а затем устанавливают режим уплотнени  с ускорен

нием горизонтальных колебаний Gr (1,8...2,5)g. При этом происходит окончательное уплотнение смеси и оптимальное распределение материала формы в плане,

как показано на фиг. 2. Наиболее уплотненный слой 10 (плотностью р 1,55...1,60 г/см3) расположен вблизи поверхности модели , у вертикальных стенок опоки и у плиты . Остальна  масса формовочной смеси

11, заполн юща  опоку, имеет пониженную плотность/о 1,42...1,47 г/см3, что способствует направленному газовому потоку при заливке и улучшает последующую выбивку .

Решетчатый трубопровод, показанный

на фиг. 3, состоит из двух р дов перекрещивающихс  металлических трубок, в которые по шлангам подаютс  жидкостекольна  композици  и жидкий отвердитель. В трубках просверлены отверсти  в отношении 10:1 дл  жидкостекольной композиции и от-. . вердител , чтобы выдержать в смеси соответствующее процентное отношение данных компонентов, которые подают в решетчатый трубопровод с посто нным расходом .

Песок, свободно просыпа сь через решетчатый трубопровод, смачивают жидкостекольной композицией и жидким отвердителем и засыпают свободной подачей в опоку.

После заполнени  опоки включают тиристорный привод и устанавливают режим

виброперемешивани . На фиг. 4 приведен график уплотнени  формовочной смеси при различных режимах горизонтальных колебаний .

Через 60... 180 с происходит достижение оптимального перемешивани  формовочной смеси, причем во врем  перемешивани  происходит процесс интенсивного отверждени  св зующего, т.к. св зующее и отвердитель равномерно распределены в массе огнеупорного наполнител  и вступают между собой в контакт.

После окончани  процесса виброперемешивани  при снижении ускорени  гори- зонтальных колебаний до Зд начинаетс  уплотнение смеси, которое завершаетс  на менее энергоемком режиме ускорений.

Смесь имела следующий состав (мас.ч.): кварцевый песок - 100, жидкостекольна  композици  (М 2,2...2,5 р 1,46...1,48 г/см3) - 3,5 пропиленкарбонат - 0,35.

Продолжительность перемешивани  60..:180 с по описываемому способу обосновываетс  минимально необходимым временем дл  получени  равномерного распределени  ингредиентов (при этом среднеквадратичное отклонение должно быть 0), причем разброс по времени св зан с физическими свойствами св зующего . Например, дл  смеси с жидким стеклом требуетс  большее врем  перемешивани  (около 180° с), так как оно имеет большее поверхностное нат жение (71,9 мН/м) и плотность (1,46 г/см и в зкость (150° С) по сравнению с масл ными св зующими, например, с олифой (28,9 мН/м; 45° С, 0,96 г/см3 соответственно), дл  которой требуема  продолжительность составл ет 60...70 с. Превышение оптимального времени перемешивани  дл  различных св зующих нецелесообразно, так как приводит к увеличению энергоемкости процесса .

Обусловленные пределы по времени уплотнени  обосновываютс  тем, что выход за нижний предел (10 с) ведет к недоуллотне- нию смеси, так как недостаточно врем  дл  получени  устойчивой структуры (переукладки частиц смеси), что установлено экспериментально дл  различных смесей.

Превышение верхнего предела (20 с) нецелесообразно , поскольку в дальнейшем не происходит увеличение плотности смеси, а энергоемкость возрастает. Выбор интервала 10...20 с св зан с различной способностью св зующих к виброуплотнению, завис щему от их физических свойств (поверхностное нат жение, в зкость, плотность св зующего).

Необходимыми услови ми создани  режима виброперемешивани  (турбулентный режим)  вл ютс  по экспериментальным данным следующие: - частота в интервале от 1300 до 2000 об/мин - разница вертикальных амплитуд колебаний в центре и на краю (у стенки опоки) вибростола не менее 15%. При этом параметры ускорений колебаний составл ют (3...6) д. На заключительной стадии виброуплотнени  выбираютс  менее энергоемкие режимы с ускорением колебаний (1,8...2,5) д.

Результаты сравнительных испытаний приведены в таблице.

Реализаци  изобретени  позвол ет повысить размерную точность модельного отпечатка формы в 3...4 раза, за счет этого сократить припуски на обработку отливок и уменьшить потери металла. Другим преимуществом описываемого способа  вл етс  возможность качественного получени  любых форм, в том числе и крупных при ограниченной (2,..5 мин) живучести ХТС.

Claims (2)

1.Способ изготовлени  литейных форм из холоднотвердеющих смесей, включающий приготовление формовочной смеси путем подачи огнеупорного наполнител  дозировани  жидких компонентов в огнеупорный наполнитель и их перемешивани , заполнение опоки смесью и формирование

путем вибрационного уплотнени  смеси в опоке с моделью при заданном ускорении горизонтальных колебаний, отличающийс  тем, что, с целью повышени  размерной точности формы, приготовление

формовочной смеси осуществл ют в опоке путем одновременного дозировани  жидких компонентов - св зующего и отвердите- л  - в огнеупорный наполнитель, который подают в опоку, и перемешивают компоненты смеси путем возвратно-поступательного перемещени  опоки с моделью в горизонтальной плоскости в две стадии: стадию предварительного уплотнени , которую провод т при ускорении

горизонтальных колебаний при Gr (3...6) g в течение 60...180 с, и стадию окончательного уплотнени , которую провод т при ускорении горизонтальных колебаний при Gf (1,8...2,5) g в течение 10...20 с, где g 9,81

м/сг - ускорение силы т жести, при этом перемешивание и уплотнение осуществл ют одновременно.

2.Способпоп,1,отличающийс  тем, что дозирование жидких компонентов

в огнеупорный наполнитель осуществл ют через взаимопересекающиес  трубопроводные отверсти .

50

Фиг. f

В

U

и

/ /

мнмондшэомдпж

WS999L

Ј гпф

ft

ftQ

U

и

/

г Мф

п Режим оплот- Ретин видропе- Плотность- .-.г...