SU825268A1

SU825268A1 - Method of producing double-layer casting moulds

Info

Publication number: SU825268A1
Application number: SU762323912A
Authority: SU
Inventors: Хсеен Исмайлович Вишняков; Алексей Андреевич Семененко; Михаил Лазаревич Мотыль; Владимир Васильевич Гоцкало
Original assignee: Vnii Litejnogo Mash
Priority date: 1976-02-02
Filing date: 1976-02-02
Publication date: 1981-04-30

Description

Изобретение относится к литейному производству, а именно к способам, изготовления полупостоянных литейных форм.The invention relates to foundry, and in particular to methods for the manufacture of semi-permanent molds.

Известен способ изготовления двухслойной форьм, согласно которому облицовочный слой выполняют из песчано-смоляной смеси, а наполнительный - из жидкостекольной, отверждаемый продувкой углекислым газом [11· Известен также способ изготовления двухслойных форм, включающий формообразование облицовочного слоя из кварцевого песка, пульвербакелита и керосина и наполнительного слоя из крупнозернистого кварцевого сеска и жидкого стекла [2].A known method of manufacturing a two-layer mold, according to which the facing layer is made of sand-resin mixture, and the filling layer is made of liquid glass, cured by blowing with carbon dioxide [11 · There is also a known method of manufacturing a two-layer mold, including forming a facing layer of quartz sand, pulverbakelite and kerosene and filling a layer of coarse quartz cesc and liquid glass [2].

Для получения облицовочного слоя на модельную плиту, нагретую до 270280 С, наносят песчано-смоляную смесь для образования оболочки толщинойTo obtain a facing layer, a sand-resin mixture is applied to a model plate heated to 270280 ° C to form a shell

1,5-6 мкм, которая отверждается за счет тепла модельной плиты. Затем засыпается жидкостекольная смесь. После уплотнения и продувки углекислым газом полуформы‘снимают с модельной плиты, собирают и направляют на заливку.1.5-6 microns, which is cured by the heat of the model plate. Then the liquid-glass mixture is poured. After compaction and purging with carbon dioxide, the half-forms are removed from the model plate, assembled and sent for filling.

Недостаток указанных способов изготовления двухслойных форм - невоз можность многократного использования опорного наполнительного слоя. Это предопределяет повышенную трудоем, кость и удорожание процесса изготов⁵: ления форм в связи с необходимостью дробления, регенерации отработанных смесей и длительной операцией форми10 рования опорного наполнительного слоя Для каждой формы. Невозможность многократного использования наполни тельного слоя объясняется тем, что жидкостекольные смеси с кварцевым песком при заливке формы металлом подвергаются нагреву до различных 15 температур ^200-1200, 1300^oCj и имеют различную остаточную прочность.The disadvantage of these methods of manufacturing two-layer forms is the inability to reuse the support filler layer. This predetermines the increased labor, bone and cost of the manufacturing process ⁵ : molds due to the need for crushing, regeneration of the spent mixtures and the lengthy operation of forming the supporting filling layer for each mold. The inability to reuse the filling layer is explained by the fact that liquid glass mixtures with quartz sand, when casting metal, are heated to various temperatures of 15 ^ 200-1200, 1300 ^o Cj and have different residual strengths.

Известно, что жидкостекольные формы на основе цирконовых песков имеют остаточную прочность при тем20 пературах 100-1400°С выше, чем у смесей на кварцевых, шамотных и олевиниловых наполнителях. Наименьшая остаточная прочность смесей с цирконовым наполнителем соответствует температурам 400-700°С [зJ.It is known that liquid glass forms based on zircon sands have a residual strength at temperatures of 100–1400 ° C higher than that of mixtures based on quartz, chamotte, and olevinyl fillers. The smallest residual strength of mixtures with zircon filler corresponds to temperatures of 400-700 ° C [sJ.

Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления двухслойных форм, согласно которому наполнительный слой изготавливают из 30 смеси на основе высокоогнеупорного зернистого наполнителя (графито-шамотного^ , а облицовочный слой - из жидкостекольной смеси на цирконовой основе с последующей прокалкой облицовочного слоя при температуре до 380^рС С4].Closest to the proposed method is the manufacture of two-layer forms, according to which the filling layer is made of 30 mixtures based on highly refractory granular filler (graphite-chamotte ^, and the facing layer is made of a liquid glass mixture on a zircon base, followed by calcining the facing layer at temperatures up to 380 ^r C C4].

Однако срок службы такой двухслойной формы недостаточен и, кроме того, облицовочный слой является разовым.However, the service life of such a two-layer form is insufficient and, in addition, the facing layer is one-time.

Цель изобретения - увеличение срока службы наполнительного слоя полупостоянной литейной формы.The purpose of the invention is to increase the service life of the filling layer of a semi-permanent mold.

Поставленная цель достигается тем, что в двухслойной форме в качестве основы наполнительного слоя используют высокоогнеупорный зернистый наполнитель , не имеющий модификационных превращений до 1200°С, а прокалку · двухслойной формы осуществляют при 900т1050°С.This goal is achieved by the fact that in the two-layer form, as the basis of the filling layer, a highly refractory granular filler is used that does not have modification conversions up to 1200 ° C, and the calcination of the two-layer form is carried out at 900-150 ° C.

В качестве упомянутого высокоогнеупорного зернистого наполнителя используют циркон или дистен-силлиманит.As said high refractory particulate filler, zircon or distene sillimanite is used.

Увеличение остаточной прочности смесей с высокоогнеупорным наполнителем объясняется тем, что при температурах, превышающих температуру плавления связующего (жидкого стекла) на 100-200°С, вязкость его расплава уменьшается, а это способствует более равномерному распределению и уменьшению толщины пленки связующего, покрывающей зерна наполнителя. Уменьшение толщины пленки связующего приводит к уменьшению объемных напряжений в ее массе и увеличению когезионных сил. Более равномерное распределение и большая поверхность контакта связующего с зернами наполнителя способствует увеличению адгезионных сил. Оба эти процессы при отсутствии интенсивных объемных изменений наполнителя, характерных для наполнителя - кварцевого песка, 'приводят к увеличению остаточной прочности смесей. Чем выше температура, тем меньше вязкость расплава связующего и больше остаточная прочность.The increase in the residual strength of mixtures with highly refractory filler is explained by the fact that at temperatures exceeding the melting temperature of the binder (liquid glass) by 100-200 ° C, the viscosity of its melt decreases, and this contributes to a more uniform distribution and decrease in the thickness of the binder film covering the filler grains. A decrease in the thickness of the binder film leads to a decrease in bulk stresses in its mass and an increase in cohesive forces. A more uniform distribution and a larger contact surface of the binder with the filler grains contributes to an increase in adhesive forces. Both of these processes, in the absence of intense volumetric changes in the filler, characteristic of the filler — quartz sand — lead to an increase in the residual strength of the mixtures. The higher the temperature, the lower the viscosity of the melt binder and the greater the residual strength.

Пример. Для изготовления двухслойной формы в качестве облицовочной смеси используют плакированную смесь следующего состава, вес.%: песок 1К016А - 93,0; связующее |ПК-1О4 - 4,о; ацетон - 3,0. Из этой смеси гравитационным способом получают на горячей модели облицовку толщиной 4-5 мм (время выдержки смеси на модели -5с). Затем на горячую модель с оболочкой устанавливают формовочную камеру (жакет) и засыпают ее жидкостекольной смесью состава, вес.%: дистен-силлиманитовый песок или цирконовый песок 94,0; жидкое стекло (уд.вес. 1,46, модуль 2,75) 6,0. После упрочнения наполнительно,го слоя двухслойную полуформу снима4Example. For the manufacture of a two-layer mold, a clad mixture of the following composition is used as a facing mixture, wt.%: Sand 1K016A - 93.0; binder | PK-1O4 - 4, o; acetone - 3.0. From this mixture, by gravity, a cladding with a thickness of 4-5 mm is obtained on a hot model (the exposure time of the mixture on the model is -5 s). Then, a molding chamber (jacket) is mounted on a hot model with a shell and it is filled with a liquid-glass mixture of the composition, wt.%: Distene-sillimanite sand or zircon sand 94.0; liquid glass (specific weight 1.46, module 2.75) 6.0. After hardening the filling layer, the two-layer half-form

1ют с модели толкателями и подверга'ют обжигу при температуре на 100200°С выше, чем температура плавления жидкого стекла, т.е. при 9001050°С (размеры полуформы 170Х-90* 60 мм). При этих температурах смола выгорает, оболочка разрушается, а наполнительный слой упрочняется. В указанном интервале тепловой обработки остаточная прочность смесей большая и находится в пределах 550650 lbf/in^·. Охлажденный наполнительный слой полуформл устанавливают на модельную плиту, и через отверстия в наполнительном слое в полость между -ним и моделью, нагретой до 280-300^&С, вдувают песчано-смоляную смесь. Через 5 с толкателями двухслойную форму снимают с модели. Толщина облицовочного слоя составляет 4-5 мм. Облицовка повторяет конфигурацию только модели. Две полуформы скрепляют и заливают чугуном марки СЧ15-32 при 1330-1360°С. После заливки половинки формы разнимают, а оставшийся от облицовки слой песка и отливку удаляют. Полуформы после охлаждения устанавливают на горячую модельную плиту, вдувают песчано-смоляную смесь, и весь цикл до получения отливки повторяют снова. Отливка представляет собой симметричную ступенчатую пробу толщиной 20 и 40 мм. После 30 заливок наполнительный слой не имеет трещин и повреждений и пригоден для дальнейшего использования. Поверхность отливок не имеет пригара и других дефектов.They are pushed with the model and subjected to firing at a temperature of 100200 ° C higher than the melting point of liquid glass, i.e. at 9001050 ° C (half-mold dimensions 170X-90 * 60 mm). At these temperatures, the resin burns out, the shell collapses, and the filling layer hardens. In the specified interval of heat treatment, the residual strength of the mixtures is large and is in the range 550650 lbf / in ^ ·. The cooled infill layer poluforml mounted on the pattern plate and through holes in the fill layer into the cavity between -nim model and heated to 280-300 ^° C, blown sand and resin mixture. After 5 with pushers, the two-layer form is removed from the model. The thickness of the facing layer is 4-5 mm. The lining repeats the configuration of the model only. Two half-molds are fastened and poured with cast iron of grade СЧ15-32 at 1330-1360 ° С. After pouring, the halves of the mold are opened, and the sand layer and casting remaining from the lining are removed. After cooling, the molds are mounted on a hot model plate, the sand-resin mixture is blown, and the whole cycle is repeated again until the casting is obtained. The casting is a symmetrical step sample with a thickness of 20 and 40 mm. After 30 fillings, the filling layer has no cracks and damage and is suitable for further use. The surface of the castings has no stick and other defects.

Предлагаемый способ позволяет многократно использовать опорный наполнительный слой, а также снизить трудоемкость изготовления и стоимость форм и отливок.The proposed method allows you to reuse the support filling layer, as well as reduce the complexity of manufacturing and the cost of molds and castings.

Claims

1. US patent number 3683995, KL.164-36,1965.Nagoja, 1965, No. 4, p. 116-126. I

2. Sosnenkr M.N. Modern casting molds. M., Mashinstroenie,: 4. USSR Copyright Certificate, p. 91. No. 272494, cl. In 22 C 1/00, 1968.