Литейная многослойная оболочковая форма
Владельцы патента RU 2763359:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Комсомольский-на-Амуре государственный университет" (ФГБОУ ВО "КнАГУ") (RU)
Изобретение относится к области литейного производства. Литейная многослойная оболочковая форма для изготовления металлических отливок по выплавляемым моделям содержит тонкостенные облицовочный, внутренние промежуточные и наружный внешний слои. Внутренние промежуточные слои выполнены с использованием материалов, пластичность которых при воздействии температуры прокаливания оболочковой формы и температуры заливаемого жидкого металла выше пластичности материалов облицовочного и наружного слоев. При воздействии температуры прокаливания оболочковой формы и температуры заливаемого жидкого металла внутренние промежуточные слои переходят из твердого состояния в пластичное. Обеспечивается повышение трещиностойкости литейной многослойной оболочковой формы, что гарантирует ее использование без опорного наполнителя.
Изобретение относится к области производства, в частности, к литейным многослойным оболочковым формам для изготовления металлических отливок по выплавляемым моделям.
Литейная многослойная оболочковая форма состоит из тонкостенных многочисленных облицовочных, промежуточных и наружного слоев. При этом промежуточные внутренние слои оболочковой формы, кроме облицовочного и наружного слоев оболочки выполнены из материалов, приобретающих повышенную пластичность от воздействия температур прокаливания и жидкого металла при заливке, по отношению к пластичности материалов облицовочного и наружного слоев.
Наиболее близкой к заявляемой литейной многослойной оболочковой форме является литейная многослойная оболочковая форма (Репях С.И. «Технологические основы литья по выполняемым моделям» Днепропетровск: Лира, 2006. - с. 535-537), содержащая пористые внутренние керамические слои с меньшей плотностью.
Недостатком такой известной литейной многослойной оболочковой формы является ее низкая прочность и трещиностойкость.
Технический результат, получаемый при осуществлении заявленной литейной многослойной оболочковой формы, заключается в повышении ее трещиностойкости и гарантии заливки таких форм жидким металлом без опорного наполнителя.
Заявляемая литейная многослойная оболочковая форма характеризуется следующими существенными признаками.
Ограничительные признаки: литейная многослойная оболочковая форма состоит из многочисленных тонкостенных слоев (оболочек).
Отличительные признаки: внутренние промежуточные слои выполнены с возможностью перехода из твердого состояния в пластичное при воздействии температуры прокаливания оболочковой формы и температуры заливаемого жидкого металла, при этом внутренние промежуточные слои выполнены с использованием материалов, пластичность которых при воздействии температуры прокаливания оболочковой формы и температуры заливаемого жидкого металла выше пластичности материалов облицовочного и наружного слоев.
Причинно-следственная связь между совокупностью признаков заявляемой литейной многослойной оболочковой формы и достигаемым техническим результатом заключается в следующем.
При прокаливании оболочковых форм в меньшей степени и заливке жидкого металла в многослойную оболочковую форму в большей степени наружный слой формы подвергается значительным растягивающим напряжениям, а облицовочный слой - значительным сжимающим напряжениям. Поэтому, наличие внутренних промежуточных слоев в структуре оболочки из материалов, приобретающих повышенную пластичность в результате воздействия температур прокаливания и жидкого металла при заливке, по отношению к пластичности материалов облицовочного и наружного слоев способствует релаксации напряжений в них. Под термомеханическим воздействием при прокаливании оболочковых форм промежуточные внутренние слои оболочки деформируются или сначала вязко (для одних материалов), или сразу пластически (для других материалов), а при заливке жидкого металла в форму деформируются уже только пластически.
Все это в совокупности делает такую оболочковую форму более устойчивой к тепловому и механическому удару от заливаемого в нее жидкого металла, а значит, сокращает потери форм из-за их растрескивания при прокаливании и заливке жидким металлом.
Работа такой литейной формы. Оболочковая форма перед заливкой жидким металлом нагревается при прокаливании, после чего жидкий металл заливается в такую литейную многослойную оболочковую форму и охлаждается путем отвода тепла от затвердевающей отливки через все слои оболочки. Первым соприкасается с жидким металлом внутренний облицовочный слой оболочки, который разогреваясь, начинает увеличиваться в объеме. Второй и все последующие внутренние промежуточные слои так же разогреваясь с той же интенсивностью, как и облицовочный слой так же увеличиваются в объеме. Наружный слой тоже нагревается, но с меньшей интенсивностью и меньшим увеличением объема. А главное под воздействием высокой температуры материал промежуточных слоев переходит из твердого в пластичное состояние, что обеспечивает равномерную релаксацию напряжений, как по толщине оболочки, так и по всей ее поверхности. Это в совокупности и приводит к снижению величины сжимающих и растягивающих напряжений от высоких температур при прокаливании и заливке жидкого металла, а значит повышению трещиностойкости.
Литейная многослойная оболочковая форма для изготовления металлических отливок по выплавляемым моделям, содержащая тонкостенные облицовочный, внутренние промежуточные и наружный внешний слои, отличающаяся тем, что внутренние промежуточные слои выполнены с возможностью перехода из твердого состояния в пластичное при воздействии температуры прокаливания оболочковой формы и температуры заливаемого жидкого металла, при этом внутренние промежуточные слои выполнены с использованием материалов, пластичность которых при воздействии температуры прокаливания оболочковой формы и температуры заливаемого жидкого металла выше пластичности материалов облицовочного и наружного слоев.
