SU850267A1

SU850267A1 - Method of producing moulds

Info

Publication number: SU850267A1
Application number: SU792781667A
Authority: SU
Inventors: Валентин Николаевич Иванов; Анна Давыдовна Чулкова; Юрий Борисович Булетов
Priority date: 1979-06-19
Filing date: 1979-06-19
Publication date: 1981-07-30

Description

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОРМ Изобретение относитс к литейному производству, а именно к способам изготовлени керамических форм по выплавл емым или посто нкыг моде.п м. Известен способ изготовлени форм включак днй нанесение огнеупорного . покрыти на выплавл емую или посто нную модель, удаление модели и прокаливание форм в окислительной атмосфера перед заливкой их металлом Д , Однако изготовленные в этих формах отлизки из черных металлов покрыты окалинЪй и имеют на своей поверхности слой глубиной до 1 мм, обедненнкй углеродом (обезуглероженный) и легиРУ1С1ДНМИ элементами. Этот слой образуетс из-за окислени углерода и легирующих элe seнтoв в поверхности отливок кислородом воздуха, содержащегос в порах форм и опорного напол нител . Отливки с обедненным поверхностным слоем имеют пониженную прочность , плохую обрабатываемость, скло ны к образованию трещин. Отливки из цветных металлов, например бронзы и латуни, покрыты слоем окислов, что снижает точность изделий и требует их дополнительной очистки. Известен способ, в котором дл предотвращени образовани окислов, а также обезуглерожекного и обедненного легирукэдими элементами сло форму, залитую металлом, обдувают углеводородным газом 2 |. , Известен также способ, в котором форму перед заливкой продувают инертным газом, Бытесн к дим воздух f3|. Однако при этом ухудшаютс услови труда, усложн етс технологический процесс, утрудн етс механизаци Известен способ, при котором ввод т углеродсодержащие материалы в суспензию 4 |. Однако это отрицательно сказываетс на свойствах суспензий и качестве поверхности получаег аах отливок. Известен способ изготовлени форм по Еыплавл екалм или посто нным модел м , согласно которому керамическую оболочку с предварительно удаленными модел ми устанавливают в опоку с опорным наполнителем и прокаливают в печи с окислительной атмосферой, и после извлечени из печи оболочку заливают металлом. Затем на зеркало металла в литниковой чаше или в открытой прибыли бросают древесный уголь, пропитанный машинным маслом или парафином , тут же опоку или форму накрывают крышкой. После охлаждени отливок крьдику удал ют. Продукты сгорани , происход щего при недостатке кислорода, создают защитную газовую среду,.преп тствующую окислению отливок при их охлаждении. Этим способо удаетс снизить толщину обеэуглероженного сло з.(54) METHOD OF MANUFACTURING FORMS The invention relates to a foundry, in particular, to methods for producing ceramic molds of melted or permanent mod. M. A method is known for manufacturing molds including day application of refractory. coatings on the melted or permanent model, removing the model and calcining the forms in the oxidizing atmosphere before pouring them with metal D, However, the extracts made of ferrous metals made in these forms are coated with scale and have a surface of carbon depleted in carbon (decarbonized) on its surface and the lesion of 1С1ДНМИ elements. This layer is formed due to the oxidation of carbon and alloying elements in the surface of the castings with oxygen from the air contained in the pores of the molds and the supporting floor of the filament. Castings with a depleted surface layer have reduced strength, poor workability, and are prone to cracking. Castings of non-ferrous metals, such as bronze and brass, are covered with a layer of oxides, which reduces the accuracy of products and requires additional cleaning. There is a known method in which, in order to prevent the formation of oxides, as well as a layer that is decarbonated and depleted in doped elements, the form is poured with metal and blown with hydrocarbon gas 2 |. There is also known a method in which the mold is rinsed with an inert gas before pouring. Bytoesn dim air f3 |. However, labor conditions deteriorate, the process becomes more complicated, and mechanization becomes difficult. A method is known in which carbon-containing materials are introduced into slurry 4 |. However, this has a negative effect on the properties of the suspensions and on the surface quality of the castings. A known method of making molds according to Epplavl or permanent models, according to which a ceramic casing with previously removed models is installed in a flask with a supporting filler and calcined in a furnace with an oxidizing atmosphere, and after being removed from the furnace, the casing is poured with metal. Then the charcoal impregnated with lube or paraffin is thrown on the metal mirror in the sprue cup or in the open profit, immediately covered with a cap. After cooling of the castings, the mold is removed. Combustion products occurring when there is a lack of oxygen create a protective gaseous environment that prevents the castings from oxidizing when they are cooled. This method reduces the thickness of the carbon-free layer.

Недостатки этого способа - неполное устранение обезуглероженного сло поскольку защитна газова атмосфера образуетс лишь через 2-4 мин после заливки форм, когда отливка уже частично окислена, а также ухудшение условий труда заливщиков из-за газовьаделений и необходимости манипул ций с гор чей формой.The disadvantages of this method are incomplete elimination of the decarburized layer, because the protective gas atmosphere is formed only 2-4 minutes after the casting of the molds, when the casting is already partially oxidized, as well as the deterioration of the working conditions of the builders due to gassing and the need to manipulate the hot mold.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому вл етс способ изготовлени форм, включающий нанесение огнеупорного покрыти на выплавл емую или посто нную модель, сушку покрыти , удаление модели и прокаливание форм. В известном способе дл исключени обезуглероженного сло в отливках в печи при прокаливании форм принудительно создают восстановительную атмосферу зндогазом б.The closest in technical essence and the achieved effect to the proposed is a method of making molds, including applying a refractory coating to a melted or permanent model, drying the coating, removing the model and calcining the forms. In a known method, in order to eliminate the decarburized layer in the castings in the furnace, during calcination of the molds, a reducing atmosphere is forcedly created with b.

Однако известный способ требует создани контролируемых условий . эндогазозой (восстановительной) атмосферы в печи, т.е. наличи дополнительных зндогазовых установок.However, the known method requires the creation of controlled conditions. endogazose (reducing) atmosphere in the furnace, i.e. availability of additional gas installation.

Цель изобретени - упрощение способа изготовлени форм.The purpose of the invention is to simplify the method of making molds.

Указанна цель достигаетс тем, что прокаливание формы осуществл ют в герметизированной опоке.This goal is achieved in that the calcination of the mold is carried out in a sealed flask.

Герметизаци опоки может быть осуществлена любыми известными средствами . Стык крышки с опокой может быть Зсшелан песчаным затвором или промазкой места стыка, при этом хот и будет несколько снижена герметизаци опоки, однако существенного вли ни на увеличение обезуглероженного сло отливки не произойдет, тлк как в замкнутом объеме опоки не будет свободного доступа воздуха.Sealing the flask can be carried out by any known means. The joint of the lid with the flask may be sandwiched or sanding the joint, while sealing the flask will be somewhat reduced, but there will not be a significant effect on the increase in the decarburized casting layer, as in a closed flask there will be no free access of air.

Если модели удалены из в расплаве модельной композиции, то керамическа оболочка пропитана модельным составом иего количества достаточно дл создани условий залитого в оболочку металла. Если модельный состав тщательно удален из формы (при выплавлении в воде) или отсутствует вовсе (керамическа форм изготовлена по посто нной или по солевой модели), то дл гарантированного создани восстановительной атмосферы в опоку под крышку может быть помещем углеродсодержащий материал , газифицируемый при температуре прокаливани , например модельный состав, парафин, уголь к т.д.If models are removed from a model composition in a melt, then the ceramic shell is impregnated with a model composition and its amount is sufficient to create the conditions for the metal poured into the shell. If the model composition is thoroughly removed from the mold (when melted in water) or absent altogether (the ceramic molds are made according to a constant or salt model), to ensure the creation of a reducing atmosphere, a carbon-containing material can be placed under the lid under the calcination temperature, for example model composition, paraffin, coal, etc.

При прокаливании форм в гермеизированной опоке удаление органиеских остатков из формы происходит ри местном недостатке кислорода. В езультате создаютс услови дл их озгонки и деструкции с образованием иролитического углерода, осаждаюегос на поверхности огнеупорных астиц, образуквдих форму. Кроме того, восстановительной атмосфере, обраующейс под крышкой из-за окислени органических продуктов при недостатке кислорода, происходит частичное восстановление окислов, содержащихс в форме, например окислов железа. При заливке форм металлом кислород, поступакщий в форму, расходуетс на окисление пиролитического углерода, восстановление окислов, дожигание окиси углерода.When calcining molds in a hermetized flask, removal of organic residues from the mold occurs due to local lack of oxygen. As a result, conditions are created for their recovery and destruction with the formation of irolitic carbon, which is deposited on the surface of the refractory particles, forming a shape. In addition, the reducing atmosphere that forms under the lid due to the oxidation of organic products with a lack of oxygen, partially reduces the oxides contained in the form, such as iron oxides. When metal forms are poured, oxygen entering the form is consumed for the oxidation of pyrolytic carbon, the reduction of oxides, the afterburning of carbon monoxide.

Пример 1. Керамическую форг у , изготовленную по посто нной модели (Шоу-процесс) и заформованную в опоке, котора загерметизирована, прокаливают в печи с окислительной атмосферой 4 ч при 950с. Предваритель-. но под крышку опоки помещают промасленную ветошь.. После извлечени из печи непосредственно перед заливкой крьвику снимают и форму заливают сталью 40Л. Металлографическим исследованием обезуглероженный слой на полученной отливке не обнаружен.. Недолива и газовых раковин на отливках нет.Example 1. A ceramic forg made of a permanent model (show process) and molded in a flask that is sealed is calcined in a furnace with an oxidizing atmosphere for 4 hours at 950 s. Preliminary - but an oiled rag is placed under the cover of the flask. After being removed from the furnace, just before pouring, the key is removed and the mold is filled with 40L steel. Metallographic examination of the decarburized layer on the resulting casting was not found .. There is no shorting and there are no gas holes on the castings.

Пример 2, Керамическую форму изготовл ют по выплавл емым модел м . Материал моделей . Модели удал ют из формы в расплаве модельной композиции. Форму устанавливают в опоку, засыпают кварцевым, песком и накрывают крышкой. Форму прокаливают 6 ч при 920-950°С. После извлечени из печи прокаливани непосредственно перед заливкой крышку снимают с опоки. Форму заливгиот сталью 4ОХ. Металлографическим исследованием обезуглероженный слой на отливке не обнаружен. Недолива и газовых раковн на отливках нет.Example 2 A ceramic mold is fabricated according to melted patterns. Material models. Models are removed from the mold in a melt of a model composition. The form is set in a flask, covered with quartz sand, and covered with a lid. The form is calcined for 6 hours at 920-950 ° C. After being removed from the calcination furnace, just before pouring, the cap is removed from the flask. The form zagliot steel 4OH. Metallographic study of the decarburized layer on the casting was not found. There are no under-filling and gas pots on the castings.

Пример 3. Форму изготавливают известным способом. Керамическую форму изготавливают по посто нной модели (Шоу-процессом), устанавливают в опоку. Опорньий наполнитель кварцевый песок. Форму прокаливают в течение 4 ч в окислительной атмосфере при 950° С, затем зали,вают сталью 40Л.Example 3. The form is made in a known manner. The ceramic form is made according to a constant model (by the show process), set in a flask. Oporny filler quartz sand. The mold is calcined for 4 hours in an oxidizing atmosphere at 950 ° C, then filled with 40L steel.

После за ивки на зеркало чаши помещают ветошь, смоченную машинным маслом , и опоку накрывают крышкой таким образом, чтобы образовалс песчаный затвор за счет опорного наполнител . Врем от начала заливки до вакрывани опоки крышкой составл ет 2 мин. Металлографическим исследованием полученной отливки установлено, что обезуглероженный и обедненный углеродом слой на ней составл ет 0,3-0,4 мм Исследовани и производственное опробование показывают, что эффектив ность предлагаемого способа выражаетс в повышении на 15-20% прочности отливок, улучшении их обрабатываемос ти, сокращении на 50% брака по гор чим трещинам, повышении точности отливок , улучшении качества их поверхности . Отсутствие обезуглерожеиного сло позвол ет снизить припуски на механическую обработку, исключить no ледукхпую цементацию дл насьадени поверхностного сло углеродом. Стоимость цементации одной тонны отливок составл ет 40-50 р. формула изобретени Способ изготовлени форм, включгио щий нанесение огнеупорного покрыти на выплавл емую или посто нную модель , сушку покрыти , удаление модели и прокаливание форм, о т л и I чающийс тем, что, с целью упрощени способа, прокаливание осуществл ют в герметизированной опоке, Источники ин4)ормации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Литье по выплавл емым модел м. Под ред. Я.И. Шкленника и В.А. Озерова . Изд 2-е, перераб. и доп. М., Машиностроение, 1971, с. 36-37. 2.Авторское свидетельст во СССР 505493, кл. в 22 С 3/00, 1974. 3.Патент Австрии № 286517, кл. В 22 D 1/00, 1970. 4.Литье по выплавл емым модел м. Под ред. Я.И. Шкленника и В,А. Озерова . Изд 2-е, перераб. и доп. ,К., Машиностроение, 1971, с. 198. 5.Иванов В.Н. и За.рецка Г.М, Литье в керамические формы. М., Машиностроение, 1975, с, 101. 6.Авторское свидетельство СССР по за вке 2812701/02, кл. В 22 С 9/12, 1979.After willowing, a rag moistened with machine oil is placed on the bowl's mirror, and the cuff is covered with a lid so that a sand plug is formed at the expense of the support filler. The time from the start of pouring until the flask is covered with a lid is 2 minutes. A metallographic study of the casting found that a decarburized and carbon-depleted layer on it is 0.3-0.4 mm. Research and production testing shows that the effectiveness of the proposed method is expressed in an increase of 15-20% in the strength of castings, improving their machinability. , reducing by 50% rejects for hot cracks, improving the accuracy of castings, improving the quality of their surface. The absence of a non-carbon-free layer makes it possible to reduce the allowances for machining, to exclude no ice-cementation for nadiad the surface layer with carbon. The cost of cementation of one ton of castings is 40-50 r. The invention The method of making molds, including applying a refractory coating on a melted or standing model, drying the coating, removing the model and calcining the molds, is made because, in order to simplify the process, the calcination is carried out in a sealed flask, Sources of information 4) taken into account during the examination 1. Casting on melted models. Ed. ME AND. Shklennik and V.A. Ozerov. Ed 2nd, Pererab. and add. M., Mechanical Engineering, 1971, p. 36-37. 2. Author's testimony of the USSR 505493, cl. 22 C 3/00, 1974. 3. Austria Patent No. 286517, cl. B 22 D 1/00, 1970. 4. Molding on melted models. Ed. ME AND. Shklennik and B, A. Ozerov. Ed 2nd, Pererab. and add. , K., Mechanical Engineering, 1971, p. 198. 5.Ivanov V.N. and Za.retsk GM, Casting in ceramic molds. M., Mashinostroenie, 1975, p. 101. 6.Authorial certificate of the USSR for application No. 2812701/02, cl. B 22 C 9/12, 1979.

Claims

Claim

A method of manufacturing molds, including applying a refractory coating to a lost or permanent model, drying the coating, removing the model and calcining the molds, characterized in that, in order to simplify the method, the calcination is carried out in a sealed flask.