Способ изготовления разовых стержней для литья под давлением

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 0 А (51)4 В 22 С 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ф с

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3638951/22-02 (22) 27.05.83. (46) 30.03.86. Бюл. И 12 (72) М.Ф. Макельский, О.В. Волынкин и А.Л. Воронов (53) 621.743 ° 043(088.8) (56) Заявка Японии 1(50-13738, кл.. 11 А 21, 1975.

Патент Японии Ф 52-30452, кл. 11 А 21, 1977.

Заявка Японии 9 51-41797, кл. 11 А 213, 1976, (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РАЗОВЫХ

СТЕРЖНЕЙ ДЛЯ ЛИТЬЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ из песчано-смоляных смесей, включающий засыпку технологической оснастки смесью, тепловое отверждение, упрочняющую пропитку, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повьппения прочности стержней, снижения трудоем.кости их изготовления и улучшения условий труда, упрочняющую пропитку производят после отверждения смеси, а в качестве упрочняющего покрытия используют азотно-, азотистокислую соль- калия или натрия или их смесь в соотношении 1:(1-3).

1 220840

Температура плавления, С

271

317

297

)37

143

205

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано в литье под давлением пластмасс, сплавов цветных металлов, чугунов и стали.

Целью изобретения является повышение прочности стержней, снижение трудоемкости их изготовления и улучшение условий труда за счет значительного увеличения прочности стержней, поверхность которых упрочняется расплавами солей натрия и калия.

Выбор соли для пропитки стержней производится с учетом недопустимости ее выплавления и вытекания из знаков стержня во время его пребывания в пресс-форме.

Нарушение этого принципа может приводить к загрязнению разъема пресс-формы и ответных знаков стержня в ней и в связи с этим создавать брак отливок из-за неправильной установки стержней и выброса металла по разъему.

Для обеспечения указанного условия температура плавления соли должна быть равна или выше температуры пресс-формы. В то же время температура плавления соли не должна превышать порог безопасного нагрева отливки, за пределом которого газовые раковины и поры в теле отливки создают поверхностные вэдутия. В таблице приведены рекомендации режима литья под давлением. . Ниже приведены рекомендуемые температуры плавления азотно- и азотистокислых солей натрия и калия, а также их смесей:

Состав солей

100%NaNO

100%NaNO

100%КИО

10OXKNO

45XNaNOg+55XKN0

45XNaNOq+55%KN0>

25XKNO +75XNaNO>

50%ИаЛОз +50XKNOъ

50%ИаЛО з+50%ИаЛО

25% ИаЛО +25%ЛаЛО +

50XKNO 175

53%KNO +40XNaNO +

7%ЛаЛОз 140

Учитывая, что в процессе производ- ,ства могут возникнуть трудности в

50 обеспечении согласования температур плавления соли и нагрева пресс-формы, а также для расширения использования легкоплавких солевых композиций стержни, прошедшие пропитку солью, дополнительно покрывают термостойкой литейной краской, предпочтительно быстросохнущей.

Пропитку стержней расплавом соли предусматривается производить сразу после их теплового отверждения. При этом, если температура стержня равна или больше температуры плавления соли, продолжительность пропитки находится в пределах 5-15 с. В случае, если температура стержня меньше, чем температура плавления соли, продолжительность пропитки отрабатывается опытным путем или определяется расчетом по времени проникновения в стержень изотермы с температурой, равной температуре плавления соли.

Анализ и соответствующие расчеты силового взаимодействия заливаемого металла со стержнем при литье под давлением. показали следующее.

В подавляющих вариантах конструкций форм в период заполнения стержни испытывают напряжения от давления металла во много раз меньше прочностных в ззможностей термореактивных стержневых смесей; В конце заполнения формы на стержни действует конечное давление, которое может достигать более 2000 кгс/см4, создавая в них напряжения во много раз больше прочностных возможностей стержневых смесей.

Превращение пористого стержня в монолитный за счет его пропитки солью является наиболее простым и технологичным способом его усиления, гарантирующим сопротивляемость высоким давлениям металла в форме без деформации и разрушений. Согласно данному способу изготовления стержней целесообразно применять малопрочностные смеси, обеспечивающие стержням при извлечении из оснастки после отверждения манипуляторную прочность в пределах 8-12 кгс/см при разрыве (при нормальной температуре).

Применение таких стержней дает экономию дорогостоящего связующего и облегчает решение задач по их удалению из отливок и созданию нормаль1220840 труда.

Для выбивки стержней отливки сразу после извлечения из пресс-формы загружают в термостат с температурой, достаточной для разупрочнения термореактивного связующего и расплавления солей пропитки. В этих условиях аэотнокислые соли разлагаются с выделением свободного кислорода, интенсифицирующего разупрочнение стержней.

Окончательное удаление стержней может производиться за счет вымывания водой или галтовкой. Вымывание более эффективно, так как разупрочненные стержни быстро впитывают воду и в виде шликера выливаются из отливки.

Пример 1. Изготавливается тонкостенная отливка из цинкового сплава ЦАМ4-3. Температура прессформы в районе расположения ответных знаков стержня не превьппает

140 С. Стержень, оформляющий полость в отливке толщиной 20 мм, изготавливается из термореактивной песчаной смеси, связующим в которой служит карбамидофурановая смола КФ 40, существенно разупрочняющая при температуре в пределах 250 С.

Отвержденные стержни с температурой на поверхности около 180 С погружаются в расплав смеси из равных количеств азотнокислого натрия и азотистокислого калия с температурой ппавления 143 С и перегретого до 160 С. После 5 с выдержки стержни извлекаются и после охлаждения до нормальной температуры направляются для изготовления отливок. Для удаления стержней из отливок их в течение часа выдерживают в термоста- . о те при 250 С, после чего охлаждают в воде.

Пример 2. Изготавливается тонкостенная отливка из алюминиевого сплава Al . Температура прессформы поддерживается в пределах

200 С. Стержень, оформпяющий полость в отливке толщиной 200 мм, изготавливается иэ смеси и при режимах, укаСоставит

Редактор Н. Слободяник Техред М.

Мат ери ал отливок ь

Температура, С пресс-фор- солевой мы композиции

Пластмассы и цинковые сплавы

140- 250

120-140

Алюминиевые

180-250

250-350 и магниевые сплавы

Медные спла5р вы

280-330 330-450 ель В. Шувалов

Моргентал Корректор С. Черни

Заказ !524/14 Тираж 757 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ных санитарно-гигиенических условий занных в примере 1. Его пропитку производят тем же расплавом, что и в примере 1. После пропитки и охлаждения стержень покрывают самовысыхающей тальковой краской на лаке К0-0168, после чего направляют для изготовления отливок. Разупрочнение стержня в отливке ведется аналогично примеру 1.

Пример 3. Изготавливается !

О фасонная отливка из латуни ЛС59 ° Температура пресс-формы подцерживается в пределах 300 С. Стержень, оформляющий полость в отливке толщиной 20 мм, изготавливается из смеси в виде кварцевого песка плакированного фенолформальдегидной смолой. Отвержденные стержни с температурой на поверхности

200"С пропитываются азотнокислым калием {т. пл. 337 С) перегретым до

350-360 С. Согласно расчету выдержка стержня в расплаве до его полной пропитки составляет 3 мин.

Разупрочнение стержня в отливке производится его прогревом в течение о чала в .термостате при 420 С.

Использование способа обеспечивает получение высокопрочных стержней, способных выдерживать обжатия давле;нием металла в форме, достигающим в

3б литье под давлением 2000 кгс/см и более. Способ характеризуется пониженным расходом термореактивного свя" зующего, облегченной выбиваемостью стержней из отливок и высокой производительностью.