ЛИТЕЙНАЯ ФОРМА Российский патент 1997 года по МПК B22C9/00 

Изобретение относится к литейному производству, конкретнее к литейным формам для изготовления отливок в разовых формах, преимущественно для двухопочной формовки.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому объекту является известная литейная форма, содержащая опоку и набивку из формовочной смеси. Набивка формы выполнена из формовочной смеси, содержащей песок, бетонит, воду.

Недостатком известной литейной формы является относительно низкое качество отпечатка модели вследствие слабого развитого бокового давления смеси в опоках постоянного сечения с вертикальными стенками, что снижает точность отливок, а также относительно высокая трудоемкость получения отливок, связанная с наличием операции выбивки формы из опоки.

Задачей настоящего изобретения является повышение точности отливок и снижение трудоемкости их изготовления за счет устранения операции выбивки.

Согласно изобретению эта задача достигается тем, что внутренние стенки опоки выполнены расширяющимися к поверхности разъема формы, а формовочная смесь имеет состав, свойства которого обеспечивают релаксацию с течением времени своей первоначальной сыпучести после прессования.

В качестве формовочной смеси использована смесь пыли печных газов электросталеплавильных печей, 5-85% от общей массы наполнителя железной пыли из дробометных аппаратов и жидкой составляющей в виде отработанного травильного раствора (хлорного железа) в количестве 10-40% от массы наполнителя.

Смесь указанного состава в течение некоторого времени после замеса отвердевает, при этом повышается ее прочность в высушенном состоянии, эта прочность сохраняется определенное время, после чего смесь очень быстро саморазрушается, восстанавливая свою первоначальную сыпучесть.

Выполнение внутренних стенок опоки расширяющимися к разъему формы увеличивает при прессовании боковое давление смеси на модель, что повышает качество отпечатка, а следовательно, и точность отливки, а выполнение набивки формы из указанной выше смеси обеспечивает ее саморазрушение с течением времени, что и позволяет устранить операцию выбивки формы и, тем самым, снизить трудоемкость изготовления отливки.

На фиг. 1 изображена предлагаемая форма в сборе; на фиг. 2 нижняя полуформа с модельной оснасткой.

Форма (фиг. 1) состоит из верхней 1 и нижней 2 опок, скрепленных между собой крепежными деталями 3, набивки 4 верхней полуформы, набивки 5 нижней полуформы. Сопряженные между собой полости 6 и 7 полуформ образуют полость формы. На фиг. 2 позициями обозначено: 8 модельная плита, 9 модель, 10 - наполнительная рамка, 11 прессовая колодка, 12 неуплотненная формовочная смесь. Полуформа показана в положении, при котором производится уплотнение смеси, на момент окончания уплотнения прессованием на прессовой формовочной машине.

Формовочная смесь состоит из двух компонентов: наполнителя и жидкой составляющей. Наполнитель содержит в своем составе пыль печных газов электросталеплавильных печей и железную пыль из дробеметных аппаратов в количестве 5-85 мас. от общей массы наполнителя. Экспериментально установлено: при содержании железной пыли в наполнителе менее 5 мас. и более 85 мас. прочность на сжатие образцов из формовочной смеси (в высушенном состоянии) становится менее 1 МПа, что делает смесь непригодной к применению. Жидкая составляющая формовочной смеси представляет собой отработанный травильный раствор хлорного железа. Количество жидкой составляющей 10-40 мас. Если количество жидкой составляющей взято менее 10% или более 40% то смесь теряет формообразующую способность. В первом случае это связано с недостатком жидкой прослойки между частицами наполнителя, из-за чего механическая связь между частицами недостаточна, во втором случае жидкости столь много, что каждая частица наполнителя со всех сторон оказывается окруженной жидкой оболочкой и механическая связь между частицами существенно ослабевает вследствие передвижения смеси.

Засыпают формовочную смесь 12 в опоку 1 или 2 и с помощью прессовой колодки 11 производят уплотнение ее на прессовой формовочной машине (на чертежах не показано). При этом в массе смеси наряду с вертикальными сжимающими напряжениями развиваются и горизонтальные сжимающие напряжения (боковое давление), прижимающее смесь 12 к поверхности модели 9. В предлагаемой литейной форме боковое давление из-за наклона стенок опоки к направлению прессования значительно превышает боковое давление, возникающее в известных опоках с вертикальными стенками. Это повышенное боковое давление формирует более четкий и прочный отпечаток и обусловливает получение более качественной, более точной отливки. После прессования делают выдержку для отверждения полуформы и извлекают модель. Собирают форму из верхней и нижней полуформ и производят заливку, при этом момент начала заливки от изготовления литейной формы определяют из соотношения
t_н.з. ≅ t₁ + t₂ t_в
где t₁ продолжительность периода отверждения формовочной смеси в литейной форме;
t₂ продолжительность периода стабильного состояния прочности литейной формы;
t_в время нахождения залитого металла в литейной форме.

Экспериментальные значения продолжительности каждого периода для формовочной смеси различного состава приведены в таблице.

После заливки отливка остается в литейной форме до саморазрушения формы, после чего отливка забирается для дальнейших технологических операций над ней, а смесь возвращается в технологический поток. Именно эффект саморазрушения формы позволяет устранить операцию ее выбивки, что очень важно для опок с наклонными стенками, выбивка которых обычными способами затруднена и трудоемка.

Изобретение относится к литейному производству. Сущность изобретения: литейная форма содержит опоку, внутренние стенки которой выполнены расширяющимися к поверхности разъема форм, а формовочная смесь выполнена из смеси, обладающей свойством релаксации с течением времени своей первоначальной сыпучести после прессования, и содержит, мас.%: железную пыль из дробеметных аппаратов 5-85, жидкую составляющую в виде отработанного травильного раствора 10-40, пыль печных газов электросталеплавильных печей - остальное. 1 з. п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

1. Литейная форма, содержащая опоку и набивку из формовочной смеси, отличающаяся тем, что внутренние стенки опоки выполнены расширяющимися к поверхности разъема формы, а формовочная смесь имеет состав, свойства которого обеспечивают релаксацию с течением времени своей первоначальной сыпучести после прессования. 2. Литейная форма по п.1, отличающаяся тем, что формовочная смесь имеет следующий состав, мас.

Железная пыль из дробеметных аппаратов 5 85
Жидкая составляющая в виде отработанного травильного раствора 10 40
Пыль печных газов электросталеплавильных печей Остальноеь