SU973215A1 - Способ изготовлени литейных форм и стержней,отверждаемых в оснастке - Google Patents

Description

приводит к задолживанию оснастки и снижению производительности формовоч ных и стержневых участков. Известно, что живучесть холодноот верждающих смесей повышаетс  с уменьшением температуры окружающей среды и исходных материалов .1 } Р д способов изготовлени  форм и стержней основан на использовании прин ципа охлаждени  композиционных материалов . Известен способ изготовлени  литейных форм замораживанием р включающий нанесение формовочной смеси на модель и воздействие на нее хладаген том, имеющим температуру ниже и подаваемым непрерывно в полость модели . 8 данном случае замораживанием увлажненного песка достигаетс  конструкционна  прочность форм и стержней , которые собираютс  и заливаютс  металлом в замороженном состо нии 2j.. Однако данный способ применим дл  получени  лить  преимущественно цвет ных сплавов с ограничени ми по. сложности конструкции и массе отливок. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ изготовлени  литейных форм и стержней, заключающийс  в приготовлении облицовочной смеси путем перемешивани  огнеупорного наполнител , св зующего и отвердител  с одновременным охлаждением ее до температуры при которой происходит замедление хи мического взаимодействи  св зующего и отвердител  (О - , хранение готовой смеси в охлажденном состо нии , формообразование облицовочного сло  путем подачи охлажденной смеси в оснастку и отверждение его путем воздействи  на смесь теплоносител , в качестве которого в этом способе используетс  металлическа  оснастка, нагреваема  до , с последующим введением в оснастку наполнительной смеси | 3}Однако известный способ характери зуетс  сравнительно небольшой степенью охлаждени  композиционных мате риалов, что позвол ет хранить готовую смесь ограниченное врем  (.до 5,5 и не способствует коренному улучшени ее сыпучести. Нагрев оснастки до вносит ограничени  по габаритам изготавливаемых форм и стержней, поскольку дли средних.и крупных форм И стержней требуютс  слишком большие энергозатраты дл  нагрева оснастки до указанной температуры. Цель изобретени  - повышение живучести и сыпучести облицовочной смеси. Поставленна  цель достигаетс  тем, что, в способе изготовлени  литейных форм и стержней,.отверждаемых в оснастке , включающем приготовление облицовочной смеси путем перемешивани  огнеупорного наполнител , св зующего и отвердител  с одновременным охлаждением ее до температуры, при которой происходит замедление химического взаимодействи  св зующего и отвеодител , хранение готовой смеси в охлажденном состо нии, формообразование облицовочного сло  путем подачи охлажденной смеси в оснастку и от- . верждени  его путем воздействи  на смесь теплоносител  с последующим введением в оснастку наполнительной смеси, согласно изобретению охлаждают облицовочную смесь до (-2) - (-8)С, дополнительно производ т размол готовой смеси до зернистости исходного огнеупорного наполнител , а отверждение облицовочного сло  осуществл ют путем воздействи  теплоносител  с температурой 2.0-30 С с последующим введением в оснастку наполнительной смеси с температурой 20в качестве быстротвердеющих литейных св зующих используют жидкое стекло, преимущественно высокого модул , с органическими и неорганическими отвердител ми, синтетические смолы с катализаторами отверждени , сульфитно-дрожжевую бражку с .неорганическими отвердител ми, кислоты с металлическими окислами, соли с водой, цементы с водой и др. При выборе оптимальной температуры охлаждени  смеси учитываетс  живучесть и сыпучесть а также скорость отверждени  смеси после подачи в оснастку. При температуре ниже требуютс  повышенные энергозатраты на размораживание смеси в оснастке, что резко усложн ет технологический процесс изготовлени  форм и стержней. При температуре выше -2 С ухудшаетс  показатель сыпучести смеси, что приводит к ухудшению качества облицовомного сло . В услови х промышленного производства целесообразно оборудовать см шивающие бегуны охлаждающим устройством или охлаждать готовую смесь не посредственно на выпуске. Ввиду того , что после выпуска из бегунов охлажденна  смесь образует смерзшиес  конгломераты, целесообразно использовать спаренные бегуны, из которых вторые  вл ютс  размалывающими, причем размол смерзшейс  смеси осущест вл етс  до зернистости, соответствую щей зернистости исходного песка. Температура теплоносител  при отверждении смеси в оснастке { 20-30С выбрана, исход  из условий достижени  манипул торной прочности в корот кий промежуток времени (не более 5 мин При температуре теплоносител  ниже скорость размораживани  смеси м соответственно ее отверждени  (путем активизации отверд1 гел  при повышении температуры становитс  недостаточной , что отрицательно сказываетс  на производительности процесса. При температуре теплоносител  выше скорость отверждени  увеличиваетс , однако при.этом возрастают энергозатраты на нагрев теплоносител  и те усложн етс  технологи  процесса . Источником теплоносител   вл етс  сама оснастка, нагреваема  до 20-30 В сочетании с нагревом оснастки может использоватьс  также продувка воздухом, нагретым до той же температуры (20-30С) . . После схватывани  облицовки и уда лени  формирующего ее (в пространст .ве над моделью) жакета или кожуха ввод т наполнительную смесь 20-30с.. Наполнительную смесь, нагретую до более высокой температуры, трудно использовать из-за ее пылеобразовани . За счет теплосодержани  напол нительной смеси происходит окончательное отверждение облицовочного сло . Смесъ приготавливают следующим образом. Используют песчано-смол ную холоднотвердеюущую смесь следующего состава, мас.|: Песок марки К02 9б,5 Мочевино-формальдегидна  смола Ml9-62 (гост 1J4231-69)2,0 80%-на  -орто фосфорна  кислота1 ,5 Приготовление смеси производ т в лабораторных бегунах, перемешива  компоненты с. Сразу после приготовлени  смесь охлаждают в холодильнике при заданной температуре 1 ч и размалывают до сыпучего состо ни , после чего снова помещают в холодильник . Дл  оценки прочности на сжатие используют стандартные цилиндрические образцы диаметром 50 мм и высотой 50 мм, предварительно уплотн емые с помощью лабораторного копра. Сыпучесть определ ют просеиванием смеси на стандартном сите 0,5 Г мин. За показатель сыпучести принимаетс  количество смеси, прошедшее через сито 05 (в процентах к исходному количеству). За показатель живучести принимаетс  врем , в течение которого смесь приобретает прочность 1 кгс/см(на отжатие. В таблице приведены результаты испытани  .смеси вышеуказанного состава . Из таблицы следует, что предлагаемый .способ обеспечивает получение облицовочной смеси с более высокой сыпучестью и живучестью, что важно при изготовлении крупногабаритных облицованных кокилей, стержней . Врем  живучести практически не ограничено , так как при минусовой температуре отверждени  смеси не происходит . Достигаема  через 5 мин контакта с оснасткой прочность  вл етс  достаточной (при температуре оснастки ) с точки зрени  требований , предъ вл емых к манипул торной прочности. Пример. Изготовление крупногабаритной формы в опоках размером 1«00x800x300 мм с облицовкой из песчано-смол ной смеси указанного выше состава. С помощью спаренных бегунов, из которых вторые  вл ютс  размалывающими и оборудованы охлаждающим устройством , производитс  приготовление , охлаждение до -5С и размол смеси до фракции песка.На вибростол 1 (фиг./ устанавливают подмодельную плиту 2 с моделью 3 и кожухом . В зазор 5 между моделью 3 и кожухом k через отверстие 6 подают формовоч79 ную смесь 7. Включают вибратор (на чертеже не показан) , 7 под дей ствием гравитационных сил и вибрации заполн ет зазор 5 и уплотн етс . Пос ле выдержки 1-2 мин температура смеси 7 повышаетс  в результате контакта с оснасткой, имеющей плюсовую температуру, что фиксируют термопарой 8. При температуре смеси кожух Ц снимают а вместо него устанавливают опоку 9(фиг.2 и сто к 10 литниковой системы. Затем в опоку 9 подают наполнительную смесь 11, в ка честве которой используют отработанную смесь . Производ т уплотнени полуформы. Облицовочна  смесь 7 при этом окончательно отверждаетс . После этого полуформу снимают с модели 3, удал ют сто к 10 литниковой системы , а полуформу направл ют на сбор ку с другой полуформой, изготовленной аналогично. Дл  изготовлени  облицовочного сло  7 могут быть использованы и дру гие составы смесей, охлажденные до минусовых температ о перед подачей в оснастку. П р и м а р 2, ИсготоЕзление крупногабаритного облицовочного кокил  размером l800xl800x60Q мм. С помощью оборудовани , как в при мере 1, изготовл ют быстротвердеющую смесь, охлажденную до и размоло тую до величины фракции песка. Состав смеси приведен выше. На вибростол 1 (фиг.З) устанавливают подмодельную плиту 2 с элемен- том литниковой системы 3 и моделью 4 Устанавливают кокиль 5, имеющий в отличие от модели шероховатую поверхность дл  лучшего сцеплени  с об лицовочной смесью.Устанавливают стер жень 6 литниковой системы. В зазор 7 между моделью 4 и кокилем 5 через по лость 8 открытой прибыли, выпс лненной стержнем 9, подают сыпучую охлажденную смесь 10. Включают вибростол 1. Под действием гравитационных сил и вибрации облицовочна  смесь заполн ет зазор 7 и уплотн етс в нем. Температура облицовочной смеси в результате контакта с оснасткой , имеющей плюсовую температуру, повышаетс . При температуре смеси (что фиксируют- термопарой 11) излишек смеси 10 удал ют, освобожда  полость прибыли 8. Вибрацию стола 1 прекращают , а облицовочный кокиль снимают с модели k и направл ют на 5В сборку с другим кокилем, подготовленным аналогично. П р и м е р 3- Изготовление крупногабаритного .облицованного стержн  размером 1200x1200x500 мм. Поддон 1, служащий дл  сборки формы, устанавливают в горизонтальное положение (фиг.. Устанавливают стержень 2, изготовленный из обычной жидкостекольной смеси, причем внешние размеры стержн  выполн ют на 20 мм меньшими по отношению к номинальным размерам. Устанавливают кокиль 3, размеры внутреннего контура которого соответствуют номинальным размерам стержн  2. В зазор 4 между стержнем 2 и кокилем 3 через полость 5 подают облицовочную смесь 6, охлажденную до температуры . Включают вибратор ( на чертеже не показан . Облицовочна  смесь 6 под действием гравитационных сил и вибрации заполн ет полость 5 и уплотн етс  в ней. После выдержки в уплотненном состо нии 10 мин облицовочна  смесь размораживаетс  и отверждаетс . После этого кокиль 3 поднимают. Отвердевший же слой облицовочной смеси в результате усадочных сил прочно скрепл етс  со стержнем 2. Пример . Изготовление стержней пескодувным способом. Охлажденную до -5 С сыпучую песчано-смол ную смесь подают в теплоизолированный бункер, примыкающий к пескодувной машине. Рабочую камеру пескодувной машины и подводимый к ней сжатый воздух охлаждают до -8°С. С помощью известных устройств охлажденную смесь подают в стержневой  щик, имеющий температуру при давлении сжатого воздуха 0,5 МПа. Уплотненный стержень продувают сжатым воздухом, имеющим температуру 22°С и давление 0,1-0,2 МПа. При продувке стержень размораживаетс , его температура повышаетс  до 10-22 С, св зующее и катализатор (отвердительр вступают в химическое взаимодействие и стержень отверждаетс . Предлагаемый способ изготовлени  литейных форм и стержней обеспечивает получение смесей с высокой живучестью и сыпучестью, что значительно расшир ет область использовани  способа изготовлени  литейных форм и стержней из быстротвердеющих смесей; позвол ет значительно интенсифицировать процесс отверждени 

997321510

стержней, так как допускает вводить - ва  при этом неограниченную живу.в смесь высококонцентрированный катализатор (отвердитель, обеспечи .честь смеси в замороженном состо нии .

Прочность на сжатие в охлажденном состо нии (исходна ), кгс/см

Живучесть, мин

Сыпучесть Д

Прочность на сжатие, кгс/см после контакта с оснасткой в течение

Claims (3)

1.Жуковский С. С., Л сс А. М. Формы и стержни из .холоднотвердеющих смесей.М..Машиностроение,1978,с.ИЗ.

2.Авторское свидетельство СССР N- , кл. В 22 С 9/00, 1971.

3.За вка Японии № 53-113717, кл. 11 А 231, опублик. 1978.