Кокиль для изготовления отливок сложной конфигурации из черных сплавов

 

Использование: изготовление отливок сложной конфигурации в металлических формах. Сущность изобретения: термоизоляционная облицовка 5 рабочей поверхности 3 кокиля 1 выполнена толщиной, составляющей Х р Л/Э/РЭ, где X - толщина облицовки элемента полости формы, м; Г-э - площадь теплоотводящей поверхности отдельного элемента полости литейной формы и размещенных в нем стержней, м ; ркоэффициент пропорциональности, равный 0,1...0,25 при УЭ/РЭ 0,125 м и 1,0...10,0 при V3/F3 0,125 м. При отношении V3/F3 0,125 м между поверхностью кокиля и облицовкой выполнен промежуточный слой из синтетического термостойкого каучука. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 22 D 15/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф

l О

ЪФ (21) 4818650/02 (22) 12,02.90 (46) 30.09.92. Бюл. N 36 (71) Центральный научно-исследовательский институт материалов (72) В.М. Тараскин (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 395168, кл, В 22 D 15/00, 1971, Авторское свидетельство СССР

N- 863175, кл. В 22 D 29/00, 1975. (54) КОКИЛЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВОК СЛОЖНОЙ КОНФИГУРАЦИИ ИЗ ЧЕРНЫХ СПЛАВОВ (57) Использование: изготовление отливок сложной конфигурации в металлических Ы .1 704798 А1 формах. Сущность изобретения; термоизоляционная облицовка 5 рабочей поверхности 3 кокиля 1 выполнена толщиной, составляющей Х= p Ч /F, где Х вЂ” толщина облицовки элемента полости формы, м; F3— площадь теплоотводящей поверхности отдельного элемента полости литейной формы и размещенных в нем стержней, м; p—

2. коэффициент пропорциональности, равный

0,1.„0,25 при Vg/Fg>0,125 м и !,0...10,0 при

V /F <0,125 м. При отношении V /F <0,125 м между поверхностью кокиля и облицовкой выполнен промежуточный слой из синтетического термостойкого каучука. 1 ил.

1764798

Изобретение относится к области литейного производства, в частности к литью в металлические формы с термоизоляционной облицовкой.

Известен кокиль с термоизоляционной облицовкой, который содержит вдувные отверстия для нанесения облицовки с расположенными в них пробками из отвердевшей облицованной смеси. Пробки для улучшения их удаления выполнены полыми.

Недостатком прототипа является то, что он позволяет осуществлять очистку только вдувных отверстий. Окончательная же очистка кокиля должна производиться на очистном устройстве, Целью изобретения является снижение трудоемкости очистки кокиля, Поставленная цель достигается тем, что в кокиле для изготовления отливок сложной конфигурации из черных сплавов, содержащем корпус с рабочей полостью и вдувными отверстиями, термоизоляционная облицовка выполнена толщиной, определяемой по формуле;

Ve х=р э где X — толщина облицовки элемента полости литейной формы, м;

V — объем элемента рабочей полости, М3 !

Fý — площадь теплоотводящей поверхности элемента рабочей полости и размещенных в ней стержней, м;

p — коэффициент пропорциональности, равный 0,1 — 0,25 при отношении >0,125

Vs э м, и 1,0 — 10,0 при отношении <0,125 м, Ve <

0э причем при коэффициенте, равном 1,010,0, между поверхностью кокиля и обли"цовкой выполнен промежуточный слой из синтетического термостойкого каучука.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображен кокиль 1 со вдувными отверстиями 2. На поверхности рабочей полости нанесен слой синтетического термостойкого каучука 4 и облицовка 5.

Кокиль работает следующим образом.

Облицовка различных частей кокиля, предназначенного для изготовления отливок сложной конфигурации из черных сплавов, выполняется толщиной пропорциональной отношению объема отдельного элемента литейной полости формы V, расположенной в данной части кокиля, к суммарной площади теплоотводящей поверхности элемента полости и размещенных в нем стержней Fa, причем коэффициент пропорциональности- задается в пределах либо

0,1 — 0,25 либо 1,0 — 10,0.

При толщинах облицовки 5 (см. чертеж), равных (0,1 - 0,25)х, под воздействием э

s теплоты, выделяемой залитым в литейную полость формы 6 металлом, происходит практически полное разупрочнение термоизоляционного слоя. После удаления из ко10 киля отливки и выталкивания из вдувных отверстий 2 пробок остатки облицовки легко счищаются струей сжатого воздуха, При применении облицовки толщиной э менее чем 0,1х „поверхность рабочей э полости 3 кокиля 1 начинает разогреваться до температур выше 700 С. При таких температурах происходит резкое падение стойкости кокиля, В случае применения

20 V облицовки толщиною более 0,25х она

Fs не прогревается до температур интенсивного разупрочнения, имеет существенную остаточную прочность и полностью не

25 удаляется струей сжатого воздуха.

Для того чтобы обеспечить полное разупрочнение облицовки, отношение объема отдельного элемента полости литейной формы V> к площади его теплоотводящей повер30 хности F должно быть больше 0,125 м. э

Максимальная величина отношения в

Fa случае использования коэффициента пропорциональности rp в пределах 0,1 — 0,25 не

35 ограничена.

Для снижения трудоемкости очистки различных частей кокиля при отношении объема расположенных в них элементов литейной полости формы V к теплоотводящей поверхности элементов полости и размещенных в них стержней F> менее 0,125 м необходим другой подход.

Прочность адгезионного взаимодействия облицовки 5 с поверхностью рабочей полости 3 кокиля 1 возможно существенно снизить, если между ними выполнить периодически возобновляемый промежуточный слой 4 из разделительного состава, Наиболее целесообразно его выполнять из синтетического термостойкого каучука (СКТ-P), который является наиболее экономичным разделительным составом, обеспечивает максимальное количество съемов (до 50) после разового покрытия литейной оснастки.

Для эффективной работы разделительного состава необходимо, чтобы температура рабочей поверхности кокиля не превышала температуры его термостойкости. Для син. тетического термостойкого каучука послед1764798 няя соответствует350 С, у других широко распространенных разделительных составов она на 50 — 100 С ниже. Чем выше термостойкость разделительного состава и, следовательно, допустимая температура 5 нагрева поверхности кокиля, тем тоньше требуется слой облицовки для ее обеспечения, Надежная работа синтетического термостойкого каучука как разделителя обеспечивается, если облицовка выполнена 10 толщиною Х, равной или превышающей 1,0х

Vs х, для надежной работы других раздели э тельных составов толщина облицовки Х должна быть по крайней мере вдвое толще 15 э

Х 2 х . В этой связи экономически

Fa более целесообразно использовать в качестве разделителя синтетический термостойкий каучук. 20

При заданной толщине облицовки

> Vs

Х1,,0 х до заливки литейной полости

Fe формы 6 металлом облицовка надежно удерживается на поверхности рабочей полости 3 на пробках образуемых во вдувных отверстиях 2 кокиля 1 и той частью облицовки, которая контактирует с рабочей поверхностью 3 кокиля 1 не покрытой разделительным составом из синте- 30 тического термостойкого каучука 4, После заливки формы металлом, разупрочнения облицовки толщиной, равной (0,1„.0,25) х

Vs х, и выталкивания пробок из вдувных 35 э отверстий 2, под действием струи сжатого воздуха легко удаляется и та часть облицовки, которая нанесена на поверхность рабочей полости 3 кокиля 1 покрытой разделительным слоем синтетического тер- 40 мостойкого каучука 4.

При массовом изготовлении отливок из черных сплавов толщина облицовки кокиля обычно не превышает 0,025 м, Применение более толстой облицовки существенно уве- 45 личивает расход смеси. Минимальное зна э чение отношения, исходя из условий

Fs заполняемости элемента полости формы металлом, равно 0,0025 м. Отсюда максимальное значение коэффициента пропорциональности р равно 10.

Таким образом, в случае использования облицовки толщиной Х, равной 0,25 — 1,0, от55 ношения объема отдельного элемента литейной полости формы V> к площади теплоотводящей поверхности элемента полости и размещенных в нем стержней F примыкающая к поверхности кокиля облицовка сохраняет значительные прочностные свойства (до 2,5-3,0 МПа) и имеет существенную прочность сцепления (до 1,0 МПа), вследствие чего трудоемкость очистки кокиля от отработанной облицовки весьма значительна и ее удаление необходимо проводить механическим способом (например, скалыванием облицовки) с последующим обдувом кокиля сжатым воздухом.

При толщинах облицовки, равных (0,1—

Vs

0,25)х, обеспечивается полное разуп э рочнение всей толщи облицовки, при толщинах облицовки больше 1,0х обесFa печивается низкая (0,02 МПа) прочность сцепления облицовки с поверхностью кокиля, покрытой слоем синтетического термостойкого каучука.

Использование изобретения обеспечивает снижение трудоемкости очистки различных частей кокиля при получении отливок сложной конфигурации.

Формула изобретения

Кокиль для изготовления отливок сложной конфигурации из черных сплавов, содержащий корпус с рабочей полостью и вдувными отверстиями и термоизоляционную облицовку, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости очистки кокиля, термоизоляционная облицовка выполнена толщиной, определяемой по формуле:

x=p.

Vэ э где Х вЂ” толщина облицовки элемента рабочей полости, м;

Va — объем элемента рабочей полости, з.

F> — площадь теплоотводящей поверхности элемента рабочей полости, м; р — коэффициент пропорциональности, равный 0,1 — 0,25 при отношении V >0,125 м, и 1,0 - 10,0 при отношении Vg/Fa<0,125 м, причем при коэффициенте р, равном 1,010, между поверхностью кокиля и облицовкой выполнен промежуточный слой из синтетического термостойкого каучука.