Уплотнительный колпачок для герметизации стыков отверстий выпора литейной формы вакуумно-пленочной формовки Российский патент 2019 года по МПК B22C9/03 

Изобретение относится к области металлургии, а именно к литейному производству, в частности к изготовлению песчаных форм методом вакуумно-пленочной формовки, к уплотнительным колпачкам для герметизации стыков отверстий выпора литейной формы вакуумно-пленочной формовки и может быть использовано при производстве отливок из алюминиевых и других сплавов.

Известен уплотнительный колпачок для герметизации стыков отверстий выпора литейной формы вакуумно-пленочной формовки, выполненный из высоко эластичного термоэластопласта в виде полого корпуса с плоской торцевой частью и связанной с ней боковой конической частью, максимальный наружный диаметр боковой конической части которой соответствует максимальному диаметру отверстия выпора, (см. патент РФ №2616710, В22С 9/03, 20.06.2012.).

Однако, известный уплотнительный колпачок для герметизации стыков отверстия выпора литейной формы вакуумно-пленочной формовки при своем использовании имеет следующие недостатки:

- не обеспечивает значительное снижение трудоемкости при изготовлении песчаных литейных форм,

- не обеспечивает снижение времени подготовительных операций при изготовлении песчаной литейной формы,

- недостаточно повышает качество изготавливаемых отливок из алюминиевых и других сплавов.

- обладает недостаточной технологичностью как при своем изготовлении, так и в процессе практического использования.

Задачей изобретения является создание уплотнительного колпачка для герметизации стыков отверстия выпора литейной формы вакуумно-пленочной формовки.

Техническим результатом при использовании уплотнительного колпачка для герметизации стыков отверстия выпора литейной формы вакуумно-пленочной формовки является значительное снижение трудоемкости при изготовлении песчаных литейных форм, снижение времени подготовительных операций при изготовлении песчаной литейной формы с использованием уплотнительного колпачка, улучшение качества изготавливаемых отливок, а также повышение технологичности как при изготовлении уплотнительного колпачка, так и в процессе его практического использования.

Технический результат достигается тем, что предложен уплотнительный колпачок для герметизации стыков отверстий выпора литейной формы вакуумно-пленочной формовки, выполненный из высоко эластичного термоэластопласта в виде полого корпуса с плоской торцевой частью и связанной с ней боковой конической частью, максимальный наружный диаметр боковой конической части которой соответствует максимальному диаметру отверстия выпора, при этом колпачок выполнен из высоко эластичного термоэластопласта, выбранного из группы блок сополимер стирол-бутадиен-стирольный эластомер (SBS), или блок сополимер стирол-этилен-полипропилен-стирольный каучук (SEBS), или композиции на основе блок сополимера стирол-бутадиен-стирольный эластомера (SBS), содержащую 50 масс. % блок сополимера стирол-этилен-полипропилен-стирольного каучука (SEBS), или этиленвинилацетатный каучук (EVA) или термопластичную резину (TPR), максимальный наружный диаметр боковой конической части колпачка составляет 46-52 мм, наружный диаметр бурта торцевой части составляет 1,13-2,0 максимального наружного диаметра боковой конической части колпачка, толщина стенки боковой конической части составляет 1,0-2,5 мм, высота колпачка составляет 40-90 мм и толщина бурта торцевой части составляет 0,5-5,0 мм, при этом конусность боковой конической части колпачка соответствует конусности отверстия выпора и составляет от 1° до 5°, при этом высоко эластичный термоэластопласт уплотнительного колпачка имеет твердость по Шор А 60-75 единиц, прочность при растяжении 3,0-10,0 МПа, относительное удлинение при разрыве 350-650%, плотность - 0,9-1,5 г/см³, показатель текучести расплава (190°С/5,0 кг) - 2,0-70,0 г/10 мин.

Среди признаков, характеризующих предложенный уплотнительный колпачок для герметизации стыков отверстия выпора литейной формы вакуумно-пленочной формовки, существенными являются:

- выполнение колпачка из высоко эластичного термоэластопласта, выбранного из группы блок сополимер стирол-бутадиен-стирольный эластомер (SBS), или блок сополимер стирол-этилен-полипропилен-стирольный каучук (SEBS), или композиции на основе блок сополимера стирол-бутадиен-стирольный эластомера (SBS), содержащую 50 масс. % блок сополимера стирол-этилен-полипропилен-стирольного каучука (SEBS), или этиленвинилацетатный каучук (EVA) или термопластичную резину (TPR),

- максимальный наружный диаметр боковой конической части колпачка составляет 46-52 мм, наружный диаметр бурта торцевой части составляет 1,13-2,0 максимального наружного диаметра боковой конической части колпачка, толщина стенки боковой конической части составляет 1,0-2,5 мм, высота колпачка составляет 40-90 мм и толщина бурта торцевой части составляет 0,5-5,0 мм, при этом конусность боковой конической части колпачка соответствует конусности отверстия выпора и составляет от 1° до 5°,

- высоко эластичный термоэластопласт уплотнительного колпачка имеет твердость по Шор А 60-75 единиц, прочность при растяжении 3,0-10,0 МПа, относительное удлинение при разрыве 350-650%, плотность - 0,9-1,5 г/см³, показатель текучести расплава (190°С/5,0 кг) - 2,0-70,0 г/10 мин.

Экспериментальные исследования предложенного уплотнительного колпачка для герметизации стыков отверстия выпора литейной формы вакуумно-пленочной формовки показали его высокую эффективность. Было установлено, что использование предложенного уплотнительного колпачка для герметизации стыков отверстия выпора литейной формы вакуумно-пленочной формовки обеспечило значительное снижение (на 24-37%) трудоемкости при изготовлении песчаных литейных форм с использованием предложенного уплотнительного колпачка, обеспечило сокращение времени подготовительных операций (на 18-24%) при изготовлении песчаной литейной формы, достигнуто повышения качества изготавливаемых отливок, а также достигнуто повышение технологичности как при изготовлении предложенного уплотнительного колпачка, так и в процессе его практического использования.

Сущность предложенного уплотнительного колпачка для герметизации стыков отверстия выпора литейной формы вакуумно-пленочной формовки поясняется чертежом, где на фиг. 1 показан общий вид колпачка.

Предложенный уплотнительный колпачок для герметизации стыков отверстия выпора литейной формы вакуумно-пленочной формовки выполнен в виде полого корпуса с плоской торцевой частью 1 и связанной с ней конической частью 2, являющейся боковой стенкой. Наружный максимальный диаметр боковой стенки 2 колпачка составляет 46-52 мм и соответствует максимальному диаметру отверстия выпора или прибылей верхней полуформы герметизируемой вакуумно-пленочной литейной формы. Наружный диаметр бурта торцевой части 1 колпачка составляет 1,13-2,0 наружного максимального наружного диаметра конической боковой стенки 2 и равен 52,0-104 мм. Толщина конической боковой стенки 2 составляет 1,1-2,0 мм. Высота колпачка Н составляет 40-90 мм и толщина бурта торцевой части составляет 0,5-5,0 мм. При этом конусность боковой конической стенки 2 колпачка соответствует конусности отверстия выпора или прибылей и составляет от 1° до 5°.

Уплотнительный колпачок выполнен из высоко эластичного термоэластопласта, выбранного из группы блок сополимер стирол-бутадиен-стирольный эластомер (SBS), или блок сополимер стирол-этилен-полипропилен-стирольный каучук (SEBS), или композиции на основе блок сополимера стирол-бутадиен-стирольный эластомера (SBS), содержащую 50 масс. % блок со-полимера стирол-этилен-полипропилен-стирольного каучука (SEBS), или этиленвинилацетатный каучук (EVA) или термопластичную резину (TPR).

Максимальный наружный диаметр боковой конической части колпачка составляет 46-52 мм, наружный диаметр бурта торцевой части составляет 1,13-2,0 максимального наружного диаметра боковой конической части колпачка, толщина стенки боковой конической части составляет 1,0-2,5 мм, высота колпачка составляет 40-90 мм и толщина бурта торцевой части составляет 0,5-5,0 мм, при этом конусность боковой конической части колпачка соответствует конусности отверстия выпора и составляет от 10 до 5°.

При этом высоко эластичный термоэластопласт уплотнительного колпачка имеет твердость по Шор А 60-75 единиц, прочность при растяжении 3,0-10,0 МПа, относительное удлинение при разрыве 350-650%, плотность - 0,9-1,5 г/см³, показатель текучести расплава (190°С/5,0 кг) - 2,0-70,0 г/10 мин.

Технология изготовления предложенного уплотнительного колпачка для герметизации стыков отверстия выпора литейной формы вакуумно-пленочной формовки является традиционной и не требует применения специфического технологического оборудования.

Используют предложенный уплотнительный колпачок для герметизации стыков отверстия выпора литейной формы вакуумно-пленочной формовки следующим образом.

В процессе изготовления литейных форм для последующего использования по технологии вакуумно-пленочной формовки выполняют технологическую операцию разрезания ручным методом с использованием ножа полимерной пленки над местом расположения модели выпора. Затем в образовавшееся после извлечения из песчаной формы модели выпора отверстие (место нарушение вакуумной полимерной пленки) вставляют предложенный уплотнительный колпачок и забивают его киянкой до упора, прижимая полимерную пленку к поверхности литейной формы. Подготовленная литейная форма подается под заливку металлом.

Реализация предложенного уплотнительного колпачка для герметизации стыков отверстий вакуумно-пленочной литейной формы при производстве отливок из алюминиевых и других поясняется следующими примерами.

Пример 1. Уплотнительный колпачок для герметизации стыков отверстия выпора литейной формы вакуумно-пленочной формовки выполнен из блок сополимера стирол-бутадиен-стирольного эластомера (SBS) в виде полого корпуса с плоской торцевой частью 1 и связанной с ней конической частью 2, являющейся боковой стенкой. Наружный максимальный диаметр боковой конической стенки 2 колпачка составляет 46 мм и соответствует максимальному диаметру отверстия выпора или прибылей верхней полуформы герметизируемой вакуумно-пленочной литейной формы. Наружный диаметр бурта торцевой части 1 колпачка 52 мм, что составляет 1,13 наружного максимального диаметра боковой конической стенки 2. Толщина боковой конической стенки 2 составляет 1,0 мм. Высота колпачка Н составляет 40 мм и толщина бурта торцевой части составляет 0,5 мм. При этом конусность боковой конической стенки 2 колпачка соответствует конусности отверстия выпора или прибылей и составляет от 1°.

Пример 2. Уплотнительный колпачок для герметизации стыков отверстия выпора литейной формы вакуумно-пленочной формовки выполнен из блок сополимера стирол-этилен-полипропилен-стирольного каучука (SEBS) в виде полого корпуса с плоской торцевой частью 1 и связанной с ней конической частью 2, являющейся боковой стенкой. Наружный максимальный диаметр боковой конической стенки 2 колпачка составляет 52 мм и соответствует максимальному диаметру отверстия выпора или прибылей верхней полуформы герметизируемой вакуумно-пленочной литейной формы. Наружный диаметр бурта торцевой части 1 колпачка 78 мм, что составляет 1,5 наружного максимального диаметра боковой конической стенки 2. Толщина боковой конической стенки 2 составляет 1,5 мм. Высота колпачка Н составляет 58 мм и толщина бурта торцевой части составляет 0,5 мм. При этом конусность боковой конической стенки 2 колпачка соответствует конусности отверстия выпора или прибылей и составляет от 2°.

Пример 3. Уплотнительный колпачок для герметизации стыков отверстия выпора литейной формы вакуумно-пленочной формовки выполнен из композиции на основе блок сополимера стирол-бутадиен-стирольный эластомера (SBS), содержащей 50 масс. % блок сополимера стирол-этилен-полипропилен-стирольного каучука (SEBS) в виде полого корпуса с плоской торцевой частью 1 и связанной с ней конической частью 2, являющейся боковой стенкой. Наружный максимальный диаметр боковой конической стенки 2 колпачка составляет 48 мм и соответствует максимальному диаметру отверстия выпора или прибылей верхней полуформы герметизируемой вакуумно-пленочной литейной формы. Наружный диаметр бурта торцевой части 1 колпачка 96 мм, что составляет 2,0 наружного максимального диаметра боковой конической стенки 2. Толщина боковой конической стенки 2 составляет 2,0 мм. Высота колпачка Н составляет 64 мм и толщина бурта торцевой части составляет 1,0 мм. При этом конусность боковой конической стенки 2 колпачка соответствует конусности отверстия выпора или прибылей и составляет от 1°.

Пример 4. Уплотнительный колпачок для герметизации стыков отверстия выпора литейной формы вакуумно-пленочной формовки выполнен из этилен-винилацетатного каучука (EVA) в виде полого корпуса с плоской торцевой частью 1 и связанной с ней конической частью 2, являющейся боковой стенкой. Наружный максимальный диаметр боковой конической стенки 2 колпачка составляет 50 мм и соответствует максимальному диаметру отверстия выпора или прибылей верхней полуформы герметизируемой вакуумно-пленочной литейной формы. Наружный диаметр бурта торцевой части 1 колпачка 64 мм, что составляет 1,28 наружного максимального диаметра боковой конической стенки 2. Толщина боковой конической стенки 2 составляет 1,0 мм. Высота колпачка Н составляет 62 мм и толщина бурта торцевой части составляет 1,5 мм. При этом конусность боковой конической стенки 2 колпачка соответствует конусности отверстия выпора или прибылей и составляет 1°.

Пример 5. Уплотнительный колпачок для герметизации стыков отверстия выпора литейной формы вакуумно-пленочной формовки выполнен из термопластичной резины (TPR) в виде полого корпуса с плоской торцевой частью 1 и связанной с ней конической частью 2, являющейся боковой стенкой. Наружный максимальный диаметр боковой конической стенки 2 колпачка составляет 48 мм и соответствует максимальному диаметру отверстия выпора или прибылей верхней полуформы герметизируемой вакуумно-пленочной литейной формы. Наружный диаметр бурта торцевой части 1 колпачка 60 мм, что составляет 1,25 наружного максимального диаметра боковой конической стенки 2. Толщина боковой конической стенки 2 составляет 1,5 мм. Высота колпачка Н составляет 78 мм и толщина бурта торцевой части составляет 3,5 мм. При этом конусность боковой конической стенки 2 колпачка соответствует конусности отверстия выпора или прибылей и составляет 1°30'.

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при производстве отливок из алюминиевых и других сплавов. Уплотнительный колпачок выполнен в виде полого корпуса с плоской торцевой частью и связанной с ней боковой конической частью, максимальный наружный диаметр которой соответствует максимальному диаметру отверстия выпора. Колпачок выполнен из высокоэластичного термоэластопласта, выбранного из группы, включающей блок-сополимер стирол-бутадиен-стирольный эластомер (SBS), блок-сополимер стирол-этилен-полипропилен-стирольный каучук (SEBS), композиции на основе блок-сополимера стирол-бутадиен-стирольный эластомера (SBS), содержащей 50 мас. % блок-сополимера стирол-этилен-полипропилен-стирольного каучука (SEBS), этиленвинилацетатный каучук (EVA) и термопластичную резину (TPR). Максимальный наружный диаметр боковой конической части колпачка составляет 46-52 мм, наружный диаметр бурта торцевой части составляет 1,13-2,0 максимального наружного диаметра боковой конической части колпачка, толщина стенки боковой конической части составляет 1,0-2,5 мм, высота колпачка составляет 40-90 мм и толщина бурта торцевой части составляет 0,5-5,0 мм. Конусность боковой конической части колпачка соответствует конусности отверстия выпора и составляет от 1 до 5°, причем высокоэластичный термоэластопласт уплотнительного колпачка имеет твердость по Шор А 60-75 единиц, прочность при растяжении 3,0-10,0 МПа, относительное удлинение при разрыве 350-650%, плотность - 0,9-1,5 г/см³, показатель текучести расплава (190°С/5,0 кг) - 2,0-70,0 г/10 мин. Изобретение обеспечивает значительное снижение трудоемкости и времени подготовительных операций при изготовлении песчаной литейной формы с использованием уплотнительного колпачка, улучшение качества изготавливаемых отливок, а также повышение технологичности как при изготовлении уплотнительного колпачка, так и в процессе его практического использования. 5 пр., 1 ил.

Уплотнительный колпачок для герметизации стыков отверстий выпора литейной формы вакуумно-пленочной формовки, выполненный из высокоэластичного термоэластопласта в виде полого корпуса с плоской торцевой частью и связанной с ней боковой конической частью, при этом максимальный наружный диаметр боковой конической части колпачка соответствует максимальному диаметру отверстия выпора, отличающийся тем, что колпачок выполнен из высокоэластичного термоэластопласта, выбранного из группы, включающей блок-сополимер стирол-бутадиен-стирольный эластомер (SBS), блок-сополимер стирол-этилен-полипропилен-стирольный каучук (SEBS), композиции на основе блок-сополимера стирол-бутадиен-стирольного эластомера (SBS), содержащей 50 мас.% блок сополимера стирол-этилен-полипропилен-стирольного каучука (SEBS), этиленвинилацетатный каучук (EVA) и термопластичную резину (TPR), максимальный наружный диаметр боковой конической части колпачка составляет 46-52 мм, наружный диаметр бурта торцевой части составляет 1,13-2,0 максимального наружного диаметра боковой конической части колпачка, толщина стенки боковой конической части составляет 1,0-2,5 мм, высота колпачка составляет 40-90 мм и толщина бурта торцевой части составляет 0,5-5,0 мм, причем конусность боковой конической части колпачка соответствует конусности отверстия выпора и составляет от 1 до 5°, при этом высокоэластичный термоэластопласт уплотнительного колпачка имеет твердость по Шор А 60-75 единиц, прочность при растяжении 3,0-10,0 МПа, относительное удлинение при разрыве 350-650%, плотность 0,9-1,5 г/см³ и показатель текучести расплава (190°С/5,0 кг) 2,0-70,0 г/10 мин.