ЛИТЕЙНАЯ ФОРМА Российский патент 1998 года по МПК B22C9/00 

Изобретение относится к литейному производству, а именно к литью в песчаные формы для получения отливок из цветных сплавов.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является литейная форма, содержащая верхнюю и нижнюю полуформы и песчаный стержень, предназначенный для оформления внутренней полости отливки. Для обеспечения необходимой газопроницаемости в стержне предусмотрена полость, заполненная наполнителем и сообщенная с атмосферой посредством канала и отводного патрубка, который при необходимости может быть подключен к отсасывающему устройству (см. книгу Медведев Я.И. Газы в литейной форме. - М.: Машиностроение, 1965, стр. 217, фиг. 108).

Недостатком известной литейной формы является то, что она не позволяет использовать песчаные стержни с оптимальной толщиной стенок по всему его профилю, способных пропускать через себя в полном объеме газы, образующиеся при заливке в форму жидкого сплава, и выдерживать при этом высокие термические, динамические и статические нагрузки, действующие на стержень в процессе литья. Чтобы выдерживать указанные нагрузки, толщина стенок стержня должна быть достаточно большой, так как в противном случае может произойти его разрешение, проникновение через место разрушения жидкого сплава в полость сбора газов и, как следствие, - брак литья. Однако с увеличением толщины стенок стержня существенно снижается эффективность отвода (фильтрации) газов за счет увеличения времени их прохождения через стержень в предусмотренную в нем полость и тем самым не обеспечивается отвод газов из отливки в полном объеме, следствием чего является низкое качество отливки. Это объясняется тем, что некоторый объем газов, оставаясь на границе контакта "жидкий сплав - песчаный стержень", создает там избыточное давление и проникает в жидкий сплав, образуя при кристаллизации отливки литейные дефекты в виде газовых пузырей, рыхлот, пористости и т.п. Кроме того, в процессе заливки жидкого сплава из-за выгорания связующих материалов смеси стержня происходит выкрашивание его фракций, которые попадают в полость сбора газов и далее в отсасывающее устройство, засоряют его, снижая эффективность отвода газов, и усугубляют тем самым литейные дефекты, указанные выше.

Следует также отметить, что недостатком известного технического решения является и то, что увеличение толщины стенок стержня связано со значительным расходом материалов стержневой смеси, что повышает себестоимость литейной формы.

Особенно существенно указанные выше недостатки проявляются при использовании песчаных стержней сложной конфигурации, имеющих различные толщины стенок по всему профилю.

Технический результат, который может быть достигнут от использования предложенного технического решения, заключается в том, что оно, повышая эксплуатационную надежность песчаного стержня, позволяет одновременно уменьшить его толщину стен, чтобы повысить эффективность процесса фильтрации газов, образующихся в процессе литья и, как следствие, повысить качество отливки. Предложенное техническое решение позволяет повысить качество отливки также и за счет исключения прорыва жидкого сплава в полость сбора газов в случае разрушения стержня, а также попадания в нее и в отсасывающее устройство продуктов разрушения стержня. Кроме того, предложенное техническое решение позволяет снизить себестоимость литейной формы за счет зкономии материалов стержневой смеси.

Указанный технический и экономический эффект достигается за счет того, что литейная форма, содержащая две полуформы и песчаный стержень для оформления внутренней полости отливки, имеющий полость для сбора газов, сообщенную с атмосферой, снабжена несущим каркасом, установленным в полости стержня с возможностью контакта с ним по всему его контуру и выполненным в виде металлических ребер жесткости, обтянутых стеклотканью и закрепленных на основании, которое сопряжено с большей знаковой поверхностью стержня, причем ячейки стеклоткани имеют размеры меньше, чем размеры песчаной фракции стержня.

На чертеже изображена литейная форма в разрезе.

Литейная форма содержит две полуформы 1 и 2 и установленный в ее донной части песчаный стержень 3, имеющий полость 4 для сбора газов, в которой установлен несущий каркас 5, контактирующий со стержнем 3 по всему его контуру. Каркас 5 представляет собой металлические ребра 6 жесткости П-образной формы, закрепленные на основании 7, которое сопряжено со знаковой частью 8 стержня 3 и имеет отверстие 9, сообщающее полость 4 через отводной патрубок 10 с атмосферой. Ребра жесткости 6 обтянуты стеклотканью 11, размеры ячейки которого меньше, чем размеры фракции стержневой смеси. При необходимости отводной патрубок 10 может быть подключен через резиновый шланг 12 и отсасывающему устройству (на чертеже не показано).

В процессе заливки литейной формы жидким сплавом, например магниевым, при температуре 740^oC происходит его взаимодействие с поверхностью песчаного стержня 3 и, как следствие, выгорание связующих материалов стержневой смеси. Образующиеся при этом в зоне границы "жидкий сплав - стержень" газы создают избыточное давление и под действием его перемещаются через стержень 3 и ячейки стеклоткани 11 несущего каркаса 5 в зону наименьшего сопротивления - полость 4 сбора газов и далее через отверстие 9 в основании 7 и патрубок 10 уходят в атмосферу. При необходимости для повышения эффективности отвода газов перед заливкой расплава в литейную форму включается отсасывающее устройство. Несущий каркас 5 предохраняет стержень 3 от разрушения, повышая тем самым его эксплуатационную надежность. Это дает возможность использовать стержень меньшей толщины с тем, чтобы обеспечить через него отвод образующихся в процессе литья газов в полном объеме и таким образом повысить качество отливки. При этом фракции стержня, образующиеся по мере выгорания связующих стержневой смеси, не попадают в полость 4 сбора газов и в отсасывающее устройство, так как оседают на стеклоткани 11 каркаса 5, благодаря чему обеспечивается эффективный отсос газов в течение всего времени работы отсасывающего устройства, что также способствует повышению качества отливки. В случае разрушения стержня 3 несущий каркас 5 препятствует утечке расплава в полость 4, исключая тем самым возможный брак отливки.

Изобретение относится к литейному производству, а именно к литью в песчаные формы для получения отливок из цветных сплавов. Литейная форма снабжена несущим каркасом, установленным в полости стержня с возможностью контакта с ним по всему его контуру. Каркас выполнен в виде металлических ребер жесткости, обтянутых стеклотканью и закрепленных на основании, которое сопряжено с большей знаковой поверхностью стержня. Обеспечивается возможность использования песчаных стержней меньшей толщины, при этом повышается их надежность и эффективный отвод газов. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Литейная форма, содержащая верхнюю и нижнюю полуформы, песчаный стержень для оформления внутренней полости отливки, имеющий полость для сбора газов, сообщенную с атмосферой, отличающаяся тем, что она снабжена несущим каркасом, установленным в полости стержня с возможностью контакта с ним по всему его контуру. 2. Литейная форма по п. 1, отличающаяся тем, что несущий каркас выполнен в виде металлических ребер жесткости, обтянутых стеклотканью и закрепленных на основании, которое сопряжено с большей знаковой поверхностью стержня, причем ячейки стеклоткани имеют размеры меньше, чем размеры фракции стержня.