Литейная форма Советский патент 1988 года по МПК B22C9/08 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к конструкции литейных форм, преимущественно для массивных стальных отливок типа кузнечнь х штампов.

Цель изобретения - повышение качества массивных стальных отливок за счет улучшения шлакозадерживающей способности, облегчение отделения прибьши от отливки и уменьшение расхода металла.

На чертеже изображена конструкция литейной формы для изготовления мас- сивньпс стальных заготовок.

Конструкция содержит нижнюю 1 и верхнюю 2 полуформы с установленным в разъеме разделительном стержнем 3, в котором выполнены вертикальные питатели 4, рассредоточенные равномерно по площади стержня под прибьшью 5. Шлакоуловитель 6 выполнен охватьюаю- щим прибыль и отделен от нее слоем 7 теплоизолирующей.смеси. Разделительный стержень 3 по периметру питающего отверстия 8 снабжен выступающим вверх буртом 9, высота которого равна или несколько больше высоты шлакоуловителя 6 (примерно в 1,1-1,15 раза).

Между шлакоуловителем 6 и верти- кальными питателями 4 в стержне 3 выполнены дополнительные промежуточные питатели 10 в виде плоских каналов по числу вертикальных питателей. В зоне между буртом разделительного стержня и внутренней стенкой прибыли эти питатели имеют свободный выход в полость прибыли. Стояк 11 вьтолнен в верхней полуформе 2 над разделительным стерж нем 3,

Литейную форму заполняют металлом следующим образом.

Заливаемый через стояк 11 металл поступает в шлакоуловитель б и растекается по.обе стороны одновременно, охватьшая замкнутым кольцом прибыль 5 Из шлакоуловителя 6 он поступает в каналы промежуточных плоских горизонтальных питателей 10, через которые попадает в полость прибыли 5, а из нее - в вертикальные питатели 4, рассредоточенные по площади стержня 3, а фактически, по площади под прибылью 5. Далее металл поступает в полость 12 нижней полуформы 1, образующую отливку. По мере заливки, дойдя до разделительного стер5кня 3, нижняя часть которого оформляет верхнюю поверхность отливки, металл начинает подни

5

0 5

О 0

j 0

5

маться в пространство между стенкой прибыли и выступающим буртом 9 разделительного стержня, а также поступает в направлении снизу вверх через питающее отверстие 8 ло принципу сообщающихся сосудов, пока не заполнится полость прибьши.

При остьшании отливки теплоизолирующий слой смеси между шлакоуловителем и прибылью в значительной мере задерживает теплопередачу от зоны пи- тающего узла к остальной.массе формовочной смеси. Дополнительно к этому часть разделительного стержня вместе с выступающим буртом оказьшается окруженной металлом и также способствует замедлению теплопередачи.

По мере кристаллизации отливки в первую очередь затвердевает шлакоуловитель и те части промежуточных горизонтальных питателей, которые находятся в каналах верхней полуформы, так как имеют относительно тонкие сечения и малые массы.

Наиболее горячим остается питающий узел, так как он находится в центральной зоне между массивной отливкой и чуть мене массивной прибылью. В силу этого существенно улучшаются условия подпитки отливки из прибыли, в последнюю очередь затвердевает прибыль. Из-за происходящей усадки прибьши начинают возрастать напряжения разрыва в ранее затвердевших промежуточных и вертикальных пктателях, что приводит к образованию в. них горячих трещин.

После остьшания и выбивки отливки достаточно одного-двух ударов по-прибыли для ее отделения от, отливки по сечению питающего отверстия и вертикальным питателям. При этом от при- . были легко отделяются по тонким, плоским промежуточным питателям кольцевой шлакоуловитель вместе со стояком.

Выполнение шлакоуловителя охватывающим прибыль при. наличии слоя теплоизолирующей смеси создает условия продолжительного сохранения металла в питающем отверстии разделительного стержня в жидком состоянии, что улучшает качество отливки за счет эффективной подпитки из прибьши. Это ПОЗВО-ляет уменьшить диаметр питающего от верстия и, следовательно, облегчить условия ее отделения посредством отбивки, являющейся менее трудоемким способом.

Наличие по периметру питающего отверстия разделительного стержня выступающего вверх кольцевого бурта,

высота которого больше или равна высоте шлакоуловителя, обеспечивает предотвращение переливания металла через бурт в питающее отверстие и создает условия для свободного всплы- вания шлаковых включений в этой зоне по каким-либо причинам прежде не за- дег жанных в шлакоуловителе, обеспечивая чистоту заливаемого металла и, следовательно, требуемое высокое качество отливки.

Соотношение высоты пшакоуловителя и выступающего бурта от 1 до 1,15 выбрано эмпирическим путем исходя из условия- образования в полости прибыли объема металла для свободного всплы- вания шлака.

Вертикальные питатели, вьтолненные в разделительном стрежне непосредст- венно под прибылью, дольше сохраняют металл в жидком состоянии, чем промежуточные питатели в каналах верхней полуформы, так как они находятся между массивными частями горячего металла.

Необходимость размещения горизонтальных промежуточных питателей между шлакоуловителем и массивной прибылью обусловлена тем, что создаются условия для возникновения в них горячих трещин при кристаллизации отлив- ки. Сечение питателей выбрано из ус- ловия, при котором суммарная площадь сечения шлакоуловителя равна суммарной площади всех питателей при отношении питателя к его высоте в пределах 1:(0,5-.0,6).

Пример. Испытания приводили при получении отливки щтамповой вставки, имеющей габариты: 290 220 «130 мм

вес 65 кг, вес прибыли 35, кг, вес литниковой системы 3 кг из стали НИ-13. ,

Высота бурта промежуточного стержня и шлакоуловителя равны и составляют 20 мм.

Площадь элементов литниковой системы: вертикальных питателей 3,7 см (8 шт. диаметром 8 мм кдждый); промежуточных питателей 4,8 см (8 шт. сечением 10«б мм каждый) шлакоуло- вителя 4,8 см (2 шт. сечением 12 2Q мм ), стояка 5,9 см (диаметр 28 мм); питающего отверстия раздели15

Q 20

. 25

05944

тельного стержня 16,5 см (диаметр 46 мм).

Нижнюю и верхнюю полуформы изготавливали виброуплотнением с продувкой углекислым газом из жидкостеколь- ной формовочной смеси следующего состава, мас.%:

Песок кварцевьй Основа Жидкое стекло модуля 2,4 и плотностью

1,48 г/смЗ .4,8 Едкий натр

20%-ный1,0

Рабочую поверхность нижней полуформы облицовывали слоем толщино й 2-3 мм огеливаемой суспензии пылевидного кварца в этилсиликате следующего состава, вес.ч.: Гидролизонанный этилсиликат1

Прокаленный пылевидный кварц 2;4 В качестве теплоизолирующей смеси для прибьши использовали состав, мас .%:

Зернистый шамот (0,160,2 мм)Основа

Асбокрошка4,0

Жидкое стекло модуля 2,84 и

30

плотностью 1,48 г/см 7,5

Вода3,0

Толщина слоя 20-40 мм.

После заливки, охлаждения и выбивки производили оценку качества отливок по литой поверхности и плотности металла под прибылью визуально, а также оценивали трудоемкость отбивки прибылей по числу ударов.

Качество отливок, полученных при использовании литейных форм данной конструкции, соответствует техническим условиям, в них не обнаружено за- соров и шлаковых включений/

Прибыли у отливок отбиваются 1-2

ударами.

Формула изобретения

Литейная форма для изготовления преимущественно отливок типа кузнечных штампов, содержащая верхнюю и нижнюю полуформы с установленным по . разъему разделительным стержнем с пи51405944

тающим отверстием, стояк, шлакоулови- тупающим вверх буртом, расположенным тель, питатели и прибыль с облицовоч- по периметру питающего отверстия и ным слоем теплоизолирующей смеси, имеющим высоту, большую или равную отличающаяся тем, что, с высоте шлакоуловителя, и с промежу- целью повышения качества отливок за точными питателями в виде плоских счет улучшения щлакозадерживающей каналов с выходом в полость прибыли, способности, облегчения отделения при- ограниченную ее боковой поверхностью были от отливки и уменьшения расхода и буртом разделительного стержня, металла на прибыль, шлакоуловитель ю соединяющими шлакоуловитель с пита- выполнен охватывающим прибыль, а раз- талями, выполненными в разделительно -, делительный стержень выполне н с вые- стержне под прибьшью4

Изобретение относится к литейному производству, в частности к конструкциям литейной формы для получения массивных стальных отливок типа кузнечных штампов. Цель изобретения - повышение качества отливок за счет улучшения шлакозадерживающей способности, облегчение отделения прибыли от отливки и уменьшение расхода металла на прибыль. Литейная форма содержит нижнюю 1 и верхнюю 2 полуформы с уотановленным по разъему разделительным стержнем 3, в котором вьтолнены вертикальные питатели 4, рассредоточенные равномерно по площади стержня под прибьшью 5. Шлакоуловитель 6 выполнен охватывающим прибьшь и отделен от нее слоем теплоизолирующей смеси 7. Разделительный стержень 3 по периметру питающего отверстия 8 снабжен выступающим вверх буртом 9, высота которого равна 1-1,15 высоты шлакоуловителя. Между шалкоулов.нтелем 6 и вертикальными питателями 4 в стержне 3 выполнены дополнительные промежуточные питатели 10 в виде плоских каналов по числу вертикальных питателей. Стояк I1 вьтолнен в верхней полуформе над разделительным стержнем. 1 ил. а S &1