Литейная форма

 

1. ЛИТЕЙНАЯ ФОРМА,содержащаяГ жесткий наружный металлический каркас и уплотненный огнеупорный материал, образующий полость литейНой фор1«1, отличаю ц аяс.я тем,что,с целью повышеШ я качества отливок, она снабжена упругими элементами, имекщими механизмы стопорения и расположенными между жестким наружным каркасом и огнеупорным материалом. 2. Форма по п. 1, о т л и ч а rota а я с я тем, что упругий элемент выполнен ткз полиуретана.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

IIWNI5f%

РЕСйУБЛИК

3(Я) В 22 С 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР д . Ю

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ae ToFCNOIINV СЗИДЕТЕЛЬсТВМ

СФФМйе.1 Юфит ем яам

21) 3313106/22-02

° ° .. 22) 04.06.81 (46) 30. 04. 83. Бюл. 9 16 (72) В.Л. Лапин и В.A. Ходыров (71) Республиканский институт повышения квалификации руководящих работ ников. и специалистов

° ° ° °

33) 621,744.3 088.8 .

56) 1. Патент Великобритании

Р 1344090, кл. В 3 Г, 1974. 2. Авторское свидетельство СССР

674821, кл. В 22 С 9/00, 1977 (прототип). (54) (57.)1. ЛИ 1 ВИНЬЯ ФОРИАсодеРкащаЯ жесткий наружный металлический каркас и уплотненный огнеупорный материал, образующий полость литейной формю, отличающаяся .тем,что,с целью повиаеййя качества отлйвок, она снабжена -упругими элементами, имеющими механизмы стопорения и расположенными между жестким наружным каркасом и огнеупорным материалом.

2. Форма по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что упругий элемент выполнен нз полиуретана.

1014628

Изобретение относится к отрасли литейного производства и может быть использовано для получения плотных отливок из чугуна с пластинчатым и шаровидным графитом без прибылей.

Недостатком обычных, широко распространенных литейных форм, является их нестабильность. В результате теплового взаимодействия формы с жидким и кристаллизующимся металлом прилегающие к поверхности отливки слои формы нагреваются, вследствие чего в них развиваются значительные напряжения сжатия. Кроме того, отливки из чугуна, особенно с шаровидной формой графита, склонны к значи- 15 тельному наружному, т. е. предусадочному, расширению, достигаемому в случае нестабильной (податливой) формы

4-6% в объеме. Последнее вызывает дифицит металла внутри кристаллизующей-20 ся отливки до конца ее затвердения.

В связи с этим для питания отливок приходится устанавливать прибыли, составляющие 50-100% от веса отливок.

Известна литейная форма, имеющая по крайней мере три огнеупорных слоя (1).

Огнеупорные слои обладают различными теплофизическими свойствами . по мере удаления от полости формы коэффициент теплового расширения каждого слоя увеличивается. В такой литейной форме формовочные смеси используются однократно и не обеспечивается противодавление на кристаллизующуюся отливку.

Наиболее близка. по своей технической сущности к предлагаемой литейная форма, включающая жесткий наружный металлический каркас и один или нес колько огнеупорных слоев, образующих 40 полость литейной формы. Известные формы снабжены компенсационными полостями с металлическими пластинами, позволяющими исключить тепловое расширение полости формы и несколько уменьшить величину предусадочного расширения (2 ).!

О формуле

<у>

Е =28 — +"Э, Еф

Однако использование известных форм из податливых формовочных материалов для чугунов с низким содержа нием (менее 3,4Ъ) углерода не позво ляет получать качественные отливки без прибылей.

Цель изобретения - повышение ка- 55 чества отливок.

Для достижения указанной цели литейная форма, содержащая жесткий наружный металлический каркас и уплотненный огнеупорный материал, образую;60 щий полость литейной формы, снабжена упругими элементами, имеющими механизмы стопорения и расположенными между жестким наружным каркасом и огнеупорным материалом. бс

Упругий элемент выполнен из поли-.. уретана.

На фиГ. 1 изображена предлагаемая литейная форма; на фиг. 2 — разрез

A-A на фиг. 1.

Литейная форма состоит из жесткого наружного каркаса (опоки) 1, огнеупорного материала 2, полости 3 формы, упругих элементов 4, расположенных между корпусом 5 и крышкой 6, стопорного устройства, состоящего, например, из винта 7 и гайки 8.

После заливки жидкого металла в полость 3 формы и образования корочки затвердевшего металла сжатые упругие элементы, путем перемещения гайки 8 по винту 7 освобождают от стопорения и они начинают оказывать давление через крышку 6 и далее формовочный материал 2 на кристаллизующуюся отливку. Это давление препятствует наружному, т. е. предусадочному, расширению отливки. При этом внутри кристаллизующейся отливки уже не возникает дефицита питания и создается внутреннее давление в результате выделения графита. Отливки можно получать без прибылей.

Сжатые упругие элементы могут устанавливаться в процессе формовки, после формовки в специальные полости, полученные при формовке, или могут быть закреплены стационарно на жестком металлическом каркасе (опоке).

Они могут применяться как для создания противодавления в целом на отливку, так и на отдельные ее узлы, наиболее склонные к усадке.

В качестве материала для упругого элемента прецпочтительно применять полиуретан, например, марки СКУ-7л.

Выбор полиуретана в качестве материала для упругого элемента обусловлен тем, что его модуль упругости (7080 кгс/см ). близок к модулю деформации формовочных смесей (80-.

800 кгс/cM2) . Это позволяет производить регулирование упругого элемента в широких пределах.при сравнительно небольшой его толщине (10-20 мм).

Для получения качественных отливок из чугуна с шаровидным графитом

;без прибылей необходимо создавать давление на поверхности кристаллизующейся отливки равное 2-8 кг/см, Верхний предел рекомендуется для отливок с жесткой конфигурацией поверхности, например, типа сферы или цилиндра, нижний — для отливок с менее жесткой конфигурацией поверхности, например, типа плиты;

Расчет толщины упругого элемента и величины его сжатия перед установкой в форме можно производить по

1014628

Составитель A. Колесников

Редактор Л. Филь Техред М.Коштура Корректор И. Шулла

Заказ 3080/8 Тираж 813 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 где Е„ э — величина сжатия упругого элемента, см;

2-8 — величина давления, передаваемого на поверхность кристаллизующейся отливки, кгс/см ;

5 д,8" — соответственно толщина упругого элемента и слоя формовочной санси между отливкой и упругим элемен" том см 10

E„, Š— соответственно модуль упругости .упругого элемента и модуль деформации формовочной смеси, .Klc/см .

Оптимальная суммарная площадь по- 15 ,,верхностей упругих элементов, обращенных к отливке, .составляет 0,2-0,8 от площади поверхностей отливки, расположенных напротив. При отношении меньшем 0,2 существенного эффекта еще не наблюдается, а при отношении большем.0,8 значительно усложняется эксплуатация литейных форм.

Предлагаемая конструкция литейных форм может применяться при различных видах литья и формообразования. При литье по выплавляемым моделям с засыпкой керамической оболочки сыпучим наполнителем передача давления от упругого элемента на кристаллизующуюся отливку осуществляется через"наполнитель.,При литье в податливые формы, например в песчано-глинистые формы по-сырому, давление на кристаллизующуюся отливку передается непосредственно через формовочную смесь.

При литье в сравнительно неподатливые формы пространство между упругим элементом и полостью форьы желательно оформпять отдельным песчаным стерж нем, через который давление от упругого элемента будет передаваться на кристаллизующуюся отливку.

Применение литейных форм по данному изобретению позволяет получить экономический эффект благодаря исключению прибылей 9,6 руб.на 1 т отливок..

Кроме того, исключение прибыли обеспечивает более высокую скорость кристаллизации отливки и, следовательно, более высокие и однородные механические свойства чугунных отливок.