Способ изготовления крупногабаритных тонкостенных отливок сцециального назначения литьем по выплавляемым моделям

 

Использование: изобретение относился к литейному производству, в частности, к изготовлению крупногабаритных тонкостенных отливок специального назначения по выплавляемым моделям. Сущность изобретения: перед размещением в опоке оболочек форм, изготовленных на основе кристаллического кварца, днище опоки и ее боковые стенки футеруют теплоизоляционным огнеупорным наполнителем, а после установки форм в опоку зазор между литниковыми чашами форм и опокой герметизируют сверху плитой, выполненной из этого же огнеупорного наполнителя, с отверстиями под литниковые чаши, причем толщину наполнителя вычисляют по формуле в зависимости от температуропроводности материала наполнителя, показателя степени параболы распределения температурного поля в слое наполнителя и времени от выгрузки опок с формами из печи прокаливания .до заливки.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5f>P В 22 С 9/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) I . ., .4 1 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4842262/02 (22) 16 04 90 (46) 15,04.93. Бюл. М 14 (71) Производственное объединение "Южный" машиностроительный завод" (72) С.И.Репях, В,М.Ñìèðíîâ и П.В.Черевко (56) Инженерная монография "Литье ho выплавляемым моделям" под ред, Я.И.Шкленника и В.А.Озерова, M.: Машиностроение, 1961, с.211. фиг.148, Инженерная монография "Литье по вы, плавляемым моделям" под ред, Я.И.Шкленника и В.А.Озерова, М„Машиностроение, 1984, с.238, 234, 232. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ТОНКОСТЕННЫХ ОТЛИВОК

СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ ЛИТЬЕМ

ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ (57) Использование: изобретение относи-.ся к литейному производству, в частности, к

Изобретение относится к литейному производству,. в частности к изготовлению круп нога баритн ых то и ко стенных отливок специального назначения по выплавляемым моделям, Цель изобретения — повышение качества отливок эа счет снижения брака отливок по рыхлотам и усадочной пористости при сокращении времени пракаливания форм.

Достижение цели обеспечивается тем, что перед размещением в апоке оболочек форм, изготовленных на основе кристаллического кварца, днище опоки и ее боковые стенки футеру от теплоизаляционным огнеупорным наполнителем, а, после установки форм в апоку, зазор между литникавыми.БЛ2,, 1808463 Al изготовлению крупногабаритных тонкостенных отливок специального назначения по выплавляемым моделям, Сущность изобретения: перед размешением в апоке оболочек форм, изготовленных на основе кристаллического кварца, днище опоки и ее боковые стенки футеруют теплоизоляционным огнеупорным наполнителем, а после установки форм в опоку зазор междулитниковыми чашами форм и опокой герметнзируют сверху плитой, выполненной иэ этога

>ке огнеупорного наполнителя, с отверстиями под литникавые чаши, причем толщину наполнителя вычисляют по формуле в зависимости от температуроправодности, материала наполнителя, показателя степе- ) ни параболы распределения температурно-: го поля и слое наполнителя и времени от Я выгрузки спок с формами иэ печи прокалиВания до заливки.

Ф чашами форм и опокой герметизируют сверху плитой, выполненной из этога же огнеупорного напо>1нителя, с отверстиями пад литнйковые чаши. При этом толщину наполнителя вычисляют по формуле;

H =1,4(и(п+ 1) а ) Л, где Н вЂ” толщина слоя огнеупорного наполнителя в опаке, м;

n — показатель степени параболы распределения температурного поля в слое of.неупарнога наполнителя в опоке (и = 1...3); числовые значения величины ff зависят от природы материала и конфигурации слоя огнеупорного покрытия определяются экспериментальным путем;

1808463 а-коэффициенттемпературопроводности материала огнеупорного наполнителя, м/с; - время от выгрузки опок с формами из печи прокаливания до заливки их металлом, с. „ ,Пример. Из модельной композиции парафин-церезин синт.— Буроугольный воск-кубовый сстаток от термического крекинга парафина 70 — 12 — 13-5 (Р— 3) были из- 10 готовлены легкоплавкие модели тон-. костенных (толщина стенки 2-10 мм) крупногабаритных (длина 200-400 мм) отливок корпусного типа. Десятислойные оболочки форм изготавливали из кварцевого песка марок К016 и К04 с содержанием глинистой составляющей менее 0,57 (no массе) В качестве связующего суспензии использовали гидролизованный раствор этилсиликата40. В качестве наполнителя суспензии — пы- 20 левидный кварц марки Б (ГОСТ 9077-82), Сушку каждого слоя оболочки проводили в воздушно-аммиачной среде. Удаление моделей из оболочки форму осуществляли в среде перегретого до 160 -.180 пара при 25 его давлении 5 — 6 бар в течение 12 — 20 мин.

Перед установкой оболочек форм в опоки внутреннюю поверхность опоки футеровали слоем огнеупорного наполнитепя толщиной

35-40 мм. В качестве огнеупорного напал- 30 нителя использовали смесь шамотной крошки с размером частиц 0,5 — 1,5 мм с 23 {по массе) жидкого стекла. Сушку слоя наполнителя осуществляли на воздухе при

25-30 С в течение 24 ч (в качестве огнеупор- 35 ного наполнителя для опок были использованы также плиты из пенодиатомита и пеношамота).

После установки в футерованные опоки оболочек форм последние герметизировали 40 сверху плитой из того же огнеупорного наполнителя с отверстиями под литниковые чаши, чтобы устранить зазор между литниковыми чашами форм и опокой, Опоки с формами загружали в электро- 45 печь прокаливания типа Н-75 при температуре

730-750 С, выдерживали при этой температуре в течение 2-х ч с последующим нагревом . форм до 940-980 С со скоростью 150 С/ч.

В процессе нагрева форм контролиро- 50 вали их температуру в 6-ти точках хромельалюмелевыми термопарами в комплекте с потенциометром КСП-4. Установлено, что температурная анизотропия форм исчезает при их выдержке в печи прокаливания в 55 течение 0,5 ч.

После выема 0lloK иэ печи прокаливания формы залили сталью марок 10Х18Н9Л и ОЗХ14Н7МЛ при температуре металла

1580 -1640 С. Контроль температуры форм от выгрузки до заливки металлом показал, что градиент температур через 8 мин, после выема из печи составил 30-40 С.

Результаты контроля длительности прокаливания и качества отливок приведены в таблице.

Использование предложенного способа изготовления форм позволяет: — уменьшить продолжительность прокалки оболочек форм, а, следовательно, расход электроэнергии на данной операции; — снизить градиент температур по телу, оболочки формы, а, следовательно, уменьшить термические напряжения в ней; — повысить качество ответственных тонкостенных отливок за счет сокращения брака по усадочным дефектам, окисным пленам и питтинговой коррозии.

Формула изобретения

Способ изготовления крупногабаритных тонкостенных отливок специального назначения литьем по выплавляемым моделям, включающий нанесение на модель огнеупорного покрытия на основе кристаллического кварца, его сушку, удаление модели из оболочки формы, установку оболочки в опоку с зазором, заполнение зазора между оболочкой формы и стенкой опаки огнеупорным наполнителем, прокаливание формы и заливку в нее расплава металла, отличающийся тем, что, с целью повышения качества отливок за счет снижения брака отливок по рыхлотам и усадочной пористости при сокращении времени прокаливания форм, опоку, перед размещением в ней оболочек форм, футеруют теплоизоляционным огнеупорным наполнителем вдоль ее днища и боковых стенок, а после установки форм зазор между литниковыми чашами форм и опокой герметизируют сверху плитой, выполненной из этого же огнеупорного наполнителя, с отверстиями под литниковые чаши, причем толщину наполнителя определяют по формуле

Н =1,4 fn (и+1) à P, где Н вЂ” толщина слоя огнеупорного неполнителя в опоке, м; и — показатель степени параболы распределения температурного поля в слое огнеупорного наполнителя в опоке (n = 1...3); а — коэффициент температуроп роводности материала огнеупорного наполнителя, м/с;

t — время от выгрузки опок с формами из печи прокаливания до заливки, с.

Составитель Н.Рошан

Техред М.Моргентал

Корректор С.Юска. Редактор

Производственно-издательский. комбинат "Патент, г. Ужгород. чл,Гагарина, 101

Заказ 1237 Ти ра Подписное .

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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