Способ изготовления оболочковых форм

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОЮЛОЧКОВЫХ ФОРМ, включающий погружение нагретой модельной плиты с моделями в псевдоожиженную сжатым воздухом смесь из песка, предварительно плакированного термореактив ньм связующим, вьдержку моделей в упомянутой смеси, формирование оболочек на моделях, их уплотнение с последующим извлечением модельной плиты с моделями и оболочками из смеси, отличающийся тем, что, с целью повьппения качества оболочковых форм путем устранения расслоения и обрывов смеси с моделей и увеличения плотности непосредственно прилегающей к модели рабочей части формы, нагретую модельную плиту погружают в псевдоожиженную смесь моделями вверх на глубину , соответствующую величине столба i смеси над моделями 0,3-0,6 м, после чего псевдоожижение прекращают и (Л вьщерживают модели в указанном полос жении до окончания формирования на них оболочек с последующим возобновлением псевдоожижения при извлечении модельной плиты с моделями и оболочками из смеси.

09) (И) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCH0MY CBNPETEflbCTBV

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3642015/22-02 (22) 16.09.83 (46) 23.01.85. Бюл. И 3 (72) А.В. Марьянский, В.С. Серебро . и Л.П. Колиенко (71) Научно-исследовательский институт специальных способов литья (53) 621.74.045(088.8) (56) 1. Патент ФРГ Ф 832937, кл. В 22 С 5/00, опублик. 1963.

2. Патент Англии Ф 1098661, кл. В 3 F, опублик. 1969.

3. Baxter R. S. и др. CheII

mouId manufacture using fluidized

feeds. Proc. Int Conf prod. Eng

Nert DeIhi, 1977, voI. 2. (54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ, включающий ногружение нагретой модельной плиты с моделями в псевдоожиженную сжатым воздухом смесь из песка, предвари-! тельно плакированного термореактив4(51) В 22 С 9/00 В 22 С 13/08 ным связующим, выдержку моделей в упомянутой смеси, формирование оболочек на моделях, их уплотнение с последующим извлечением модельной плиты с моделями и оболочками из смеси, отличающийся тем, что, с целью повыщения качества оболочковых форм путем устранения расслоения и обрывов смеси с моделей и увеличения плотности непосредственно прилегающей к модели рабочей части формы, нагретую модель ную плиту погружают в псевдоожиженную смесь моделями вверх на глубину, соответствующую величине столба смеси над моделями 0,3-0,6 м, после

-чего псевдоожижение прекращают и выдерживают модели в указанном положении до окончания формирования на них оболочек с последующим возобновлением псевдоожижения при извлечении модельной плиты с моделями и оболочками из смеси.

113552б

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при изготовлении оболочковых форм иэ сыпучих плакированньм смесей с термореактивными связующими.

Известен способ изготовления оболочковых форм, в котором применяется в основном Кронинг-процесс, заключающийся в том, что песчаносмоляную смесь наносят на нагретую tÎ модель методом свободной засыпки путем поворота модельной плиты вместе с заполненным смесью бункером (1j .

Недостатками этого способа являются образование зон низкого уплотне- 15 ния смеси на отдельных участках оболочки (" теневой эффект"), когда на пути падающей смеси при бункеровании оказываются протяженные вертикальные стенки модели, а также обры- 20 вы и сколы полуотвердевшей оболочки с модельной плиты вследствие перемещения по ней столба остальной смеси в период возвращения бункера в исходное положение, а также из-за 25 нагрева рамки бункера.

Известен также способ изготовления оболочковых форм, согласно которому нагретую модельную плиту погружают моделями вниз в контейнер с 5б псевдоожиженной сжатым воздухом песчано-смоляной смесью и выдерживают до образования необходимой толщины оболочки на ее рабочей поверхности, после окончания формирования оболоч- ки подачу воздуха в контейнер прекращают и извлекают из него модельную плиту с наросшей оболочкой )2) .

Недостатком данного способа является пониженная плотность оболочки 4О из-эа формирования ее в среде движущихся под воздействием воздуха частиц смеси. Поэтому таким способом можно получить лишь относительно тонкие оболочки с толщиной стенки не более б-8 мм. 45

При изготовлении оболочковых полуформ большей толщины пониженная плот" ность оболочки приводит к ее расслоению и частичному обвалу с модельной плиты при. извлечении из контейнера. 5О

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления оболочковых форм, согласно которому нагретую модельную плиту 55 с моделями, закрепленными на ней в положении "вниз", погружают в псевдоожиженный сжатый воздухом слой смеси из песка, предварительно нлакированного термореактивным связующим, выдерживают модели в упомянутой смеси с целью формирования на них оболочки, причем за несколько секунд до окончания цикла формирования оболочки расход воздуха на "ожижение" резко увеличивают. Последняя операция производится с целью уплотнения образовавшейся оболочки, после чего извлекают модельную плиту с оболочками из упомянутой смеси (31 .

Недостатком известного способа является то,. что при резком увеличение подачи воздуха происходит отрыв еще не затвердевших наружных слоев оболочки по краям моделей, особенно при сложной их конфигурации. Кроме того, известный способ не позволяет повысить плотность непосредственно прилегающего к модели рабочего слоя оболочки, поскольку к моменту увеличения подачи воздуха он уже находится в твердом состоянии. Уплотняются главным образом, только наруж" ные (нерабочие) слои оболочки.

Целью изобретения является повышение качества оболочковых форм путем устранения расслоения и обрывов смеси с моделей и увеличения плотности непосредственно прилегающей к модели рабочей части, формы.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления оболочковых форм, включающему погружение нагретой модельной плиты с моделями в псевдоожиженную сжатым воздухом смесь из песка, предварительно плакированного термореактивным связующим, выдержку моделей в упомянутой смеси, формирование оболочек на моделях, их уплотнение, с последующим извлечением модельной плиты с моделями и оболочками иэ смеси, нагретую модельную плиту погружают в псевдоожиженную смесь моделями вверх на глубину, соответствующую величине столба смеси над моделями 0,3-0,6 мм, после чего псевдоожижение прекращают и выдерживают модели в указанном положении до окончания формирования на них оболочек с поспедующнм возобновлением псевдоожижения при извлечении модельной плиты с моделями и оболочками иэ смеси.

Сущность способа заключается в том, что после прекращения подачи .

3 1135 воздуха слой смеси оседает и давит своим весом на модельную плиту и модели. Таким образом, весь цикл формирования оболочки происходит под прессующим воздействием находящегося над ней неподвижного столба сме" си, вследствие чего обеспечивается высокая плотность и прочность оболочки по всей ее толщине. В результате улучшения качества рабочей поверхности оболочки и устраняются ее обрывы и расслоение.

Высота неподвижного столба смеси над моделями должна находится в пределах 0,3-0,6 м, что соответствует таковой в бункерах машин, работающих по Кронинг-процессу. При этом усилие гравитационного прессования, например, в случае использования песчано-смоляной формовочной смеси сос- 2, тавляет 4,4-8,8 кПа. Столб смеси ниже 0,3 м недостаточен для качественного уплотыеиия оболочки„ а выше 0,6 м нецелесообразен вследствие больших затрат циклового времени на погружение и подъем модельной плиты °

Повторное псевдоожижение слоя по окончании формирования оболочки необходимо для облегчения удаления из него модельной плиты.

После извлечения модельной пли- ты со сформировавшейся оболочкрй иэ повторно псевдоожиженного формовочного слоя на наружной поверхности оболочки остается небольшое избыточное количество неотвердевшей смеси. Удаление этих излишков производится либо сеыпанием их обратно в контейнер путем поворота модель40 ной плиты моделями вниз, либо обдувом наружной поверхности оболочки сжатым воздухом. Б случае использования формовочных составов с ферромагнитными наполнителями удалить

45 излишки смеси можно с помощью магнитной шайбы.

Для предотвращения налипания смеси на нерабочие поверхности модельной плиты их следует при погружении 50 в контейнер защищать охлаждаемым кожухом.

П р и.м е р . Из холодно-плакированной песчано-смоляной смеси на основе кварцевого леска К016 и тер- 55 мореативного связующего СФП-011Л в количестве 5% от массы смеси изго-. тавливают оболочковые формы цля от526 ливки корпусов гидрораспределителей, имеющих Форму параллелепипеда габаритами 100 х 70 х 90 мм. Модельная оснастка состоит из модельной плиты габаритами 500Х 400 х 35 мм с установленными на ней четырьмя моделями и плиты с системой толка« телей для съема оболочки.

Оболочковые полуформы получают путем погружения нагретой до 500520 К модельной оснастки в псевдоожиженный слой смеси. Для сравнения условий формообразования по известным и предлагаемому способам проводят три серии опытов.

В первой серии модельную оснастку погружают моделями вниз в псевдоожиженный слой смеси до уровня модельной плиты и выдерживают в таком положении в течение 30 с при расходе сжатого воздуха 0,002 м /с.

Э

Затем подачу воздуха прекращают и извлекают оснастку с наросшей оболочкой из слоя. При этом происходит частичное отслаивание наружных частей оболочки и обрыв их с моделей под действием собственного веса.

В второй серии (воспроизведение известного способа) выдержку моделей в смеси производят в течение

25 с при расходе воздуха 0,002 и /с (минимальное псевдоожнжение), а затем — в течение еще 5 с при резко увеличенном до 0,015 м /с расходе воздуха. Далее подачу воздуха прекращают и извлекают оснастку из смеси. Расслаивания оболочки в данном случае не происходит, однако имеет место отрыв наружных слоев оболочки в районе ребер моделей, происходивший в период резкого увеличения расхода воздуха.

В третьей серии (воспроизведение предлагаемого способа) модельную оснастку в защитном стальном кожухе погружают моделями вверх на дно псевдоожнженного слоя смеси с расходом воздуха 0,002 м /с, после чего у подачу воздуха в слой прекращают.

Высота неподвижного столба смеси над моделями составляет при этом

0,4 м. Через 26 с после погружения (продолжнтельности погружения и подъема. оснастки составляют 2 с каждая) слой смеси снова псевдоожижают и извлекают из него оснастку, обдувая наружную поверхность оболочки

1135526

Составитель С. Тепляков

Редактор О. Черниченко Техред M.Ïàðîöàé КорректорА.Тяско

Заказ 10147/5 Тираж 746

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 сжатым воздухом. Никаких нарушений целостности оболочки при таком способе формообразования не наблюдают.

Во всех сериях опытов извлеченную оснастку с оболочкой направляют 5 в электропечь для доотверждения, после чего с помощью системы толкателей производят съем полуформ и оценку их качества.

Толщина нерасслоившихся участков оболочки в первой и второй сериях составляет 10-12 мм, а в третьей серии — 14-16 мм, что связано с большей скоростью нарастания оболочкового слоя при прессовании его неподвиж- 15 ным столбом смеси. Шероховатость рабочей поверхности оболочковых полуформ в сериях 1 и 2 составляет

R 100 - R 125, а в серии 3 — Rg 63 (при шероховатости моделей К„ 2,5). m

Таким образом, использование прецлагаемого способа изготовления оболочковых форм обеспечивает по сравнению с известными способами устранение расслоения и обрывов смеси с модельной плиты, уплотнение и улучшение чистоты поверхности рабочего слоя оболочки, а также ускорение формирования оболочки.

В результате, брак изготовления оболочковых форм может быть снижен с 5% (средняя величина брака при использовании существующих способов формообразования) до 2%, т.е . значительно уменьшаются потери идущей в отвал формовочной смеси.

Экономический эффект от внедрения предлагаемого способа составля" ет 249 тыс. руб.