Предлагаемое изобретение относится к стержням и формам для стальных болванок и других тяжелых стальных отливок и имеет целью дать возможность изготовления из песка или тому подобных материалов стержней и стенок форм, в особенности для полых стальных болванок; отливок и т.п.
Уже предлагалось применять питатель, состоящий из рабочей внутренней части на тонкого листового металла, окруженной свободно набитым песком или другим теплоизоляционным материалом, и помещать внутри полов отливки закрытую коробку из листового железа, содержащую не металлическое или кремнистое тело. Известен также способ отливки легких трубчатых изделий, например железных труб, в песочных формах вокруг наполненной песком внутренней оболочки из тонкой листовой стали или железа. До настоящего времени не было, однако, возможно применять песочные формы для тяжелых отливок, при литье которых давление расплавленного металла превышает сопротивление стенок песочной формы.
Согласно предлагаемому изобретению, для тяжелых стальных отливок применяются стержни и формы со стенками из песка или т.п. огнеупорного материала, спекающегося приблизительно при температуре плавления стали, причем вначале эти стенки поддерживаются и защищаются от непосредственного сопротивления с жидким металлом щитом из листового металла, который сплавится со сталью. Этот щит может не расплавиться, но если отливка производится в таких условиях, при которых расплавление его окажется возможным, то он благодаря своей толщине расплавится только после того, как защищаемый им песок или т.п. спечется под действием жара расплавленного металла. Как в том случае, когда щит расплавляется, так и в том случае, когда он остается не расплавленным, он усиливает стенки песочной формы и стержня и давление жидкого металла начинает передаваться непосредственно на них только к тому времени, когда они будут в состоянии выдерживать его. В песок можно вставить разрушающее форму приспособление, при извлечении которого песочные стенки распадаются и, если дело идет о стержне, не оказывают сопротивления усадке отливки. Таким приспособлением может служить литник или канал, через который производится заливка.
Для отливки полой болванки, открытой с обоих концов, согласно изобретению применяется стержень со щитом в виде полого цилиндра из листового металла, покоящегося в форме на литейной доске и имеющего общую ось с литником, причем кольцевой зазор между щитом и литником заполняется песком или тому подобным огнеупорным материалом. Литник или канал может быть снабжен фланцем или выступающими в боковом направлении лапами, которые служат для увеличения устойчивости литника и для разрушения формы при извлечении последнего.
Если полая отливка должна быть на одном конце закрытой, то щиту придают форму сосуда или гильзы с закрытым концом, наполняют его песком или тому подобным огнеупорным материалом и подвешивают его в форме или устанавливают в ней каким-либо другим образом так, чтобы закрытый конец щита приходился внизу, выше основания формы, а открытый - наверху выше верхней стороны отливаемого тела.
Если предлагаемые стержни и формы применяются для литья плоских заготовок, то форму можно разделить на два отделения щитом в виде перегородки из листового металла и наполнить одно отделение сухим песком или тому подобным огнеупорным материалом, в который можно вставить приспособление для разрушения формы. В основании отделения, содержащего песок или т.п., можно предусмотреть отверстие, закрываемое имеющим соответственную форму концом штанги.
Сложную отливку можно получить, заливая спереди в первое отделение формы, а затем предварительно удалив песок, - во второе.
На чертеже фиг. 1 изображает предлагаемую форму и стержень в вертикальном разрезе; фиг. 2 - то же, вид сверху; фиг. 3 - то же, но в видоизменении; фиг. 4 - другую форму выполнения стержня; фиг. 5 - форму для сложных отливок и фиг. 6 - разрез по лини 6-6 на фиг. 5.
На фиг. 1 и 2 показан способ применения предлагаемого изобретения для отливки полой, открытой с обоих концов стальной болванки. Изложница 10 из обычно применяемого для этой цели материала (чугунная) стоит на литейной доске 11. Посередине изложницы предусмотрен литник 12, соединенный с кирпичами литникового хода 13 в плит 11.
При литнике показанного здесь типа в кольцевое пространство между приспособлением 15 и внутренний трубой 16 из огнеупорного материала насыпают сухой зернистый материал 14.
Щит в виде полого кожуха 17 из листового металла с одной осью с литником 12, покоится на литейной доске 11, а кольцевое пространство между кожухом 17 и приспособлением. 15 литника наполняют сухим песком 18 или другим соответственным огнеупорным материалом, который может быть нагрет. Этот материал должен обладать способностью спекаться приблизительно при температуре плавления заливаемой стали.
Камни литникового хода 13 снабжены требующимся количеством путцев 19 между формой 10 и кожухом 17. Расплавленный металл, заливаемый сверху через литник 12, отформовывается таким образом в полую болванку между формой 10 и центральным стержнем, состоящим из песочной стенки, усиленной кожухом 17 и защищаемой им от непосредственного соприкосновения с расплавленным металлом.
По истечении надлежащего промежутка времени после литья, зависящего от массы отливки, приспособление 15 вытягивают, давая стенкам формы развалиться. Наружный металлический кожух литника можно снабдить фланцем или выступающими лапами 20, увеличивающими его устойчивость на литейной плите 11 и ломающими песочную стенку 18 при извлечении литника.
Форма кожуха 17 может изменяться в зависимости от условий работы, а его толщина определяется массой и температурой приходящего с ним в соприкосновение металла, его собственной точкой плавления и температурой спекания песочной стенки 18. Например, для отливки весом от 7 до 20 т можно применять кожух из листовой мягкой стали толщиной в 1/6 дюйма. Для отливки в 5 т можно применять кожух 17 из листовой мягкой стали калибра 26.
Независимо от того, полностью ли или частично расплавляется кожух 17 во время заливки, он может быть так выполнен, чтобы распределять передаваемое на песочную стенку 18 давление расплавленного металла (предупреждая этим разрушение песочных стенок) до тех пор, пока песок не спечется, так что сможет сопротивляться давлению без помощи щита.
В видоизмененной форме выполнения, изображенной на фиг. 3, литник 12 помещается вне изложницы 10 и в песочную стенку 18 внутри кожуха 17 вставлена штанга 21, служащая для разрушения песочных стенок, так что при вытягивании ее после заливки песочные стенки 18 распадаются и не оказывают сопротивления усадке отвердевающей болванки. Литник 12 может питать более, чем одну форму. На фиг. 3 один литник питает две формы. Расплавленная сталь подводится в форму снизу через литниковый ход 13 с каналами 19, расположенными в кольцевом пространстве между кожухом 17 и формой 10.
Если окажется желательным, штангу 21 можно снабдить боковыми выступами, обеспечивающими разрушение песочных стенок при ее вытягивании.
Если один конец полой отливки должен быть закрытым, то щит может быть выполнен, как изображено на фиг. 4, т.е. в виде сосуда или гильзы из листового металла, состоящей из кожуха 17 и закрытого конца 22. Этот кожух поддерживает песочную стенку 18, которая может либо заполнять щит, либо помещаться в кольцевом пространстве между кожухом 17 и помещенной в нем штангой 21. Весь стержень, включая кожух 17, поддерживающий песочную стенку 18 и заключающий в себе штангу 21, поддерживается или подвешен в форме 10, сходной с изображенной на фиг. 3, причем закрытый конец 22 кожуха находится на требуемом расстоянии от основания формы, а верхний открытый конец над верхней стороной отливки.
В видоизмененной форме выполнения, изображенной на фиг. 5 и 6, предназначающаяся для плоских или сложных болванок чугунная изложница 10 разделена на два отделения кожухом 17, выполненным в виде перегородки из листового металла. Одно из этих отделений содержит сухой песок или тому подобный огнеупорный материал, образующий вместе с кожухом 17 стенку формы. В песочную стенку 18 вставлена штанга 21 с запорным концом 23, закрывающим отверстие 24 в основании отделения, содержащего песок.
Другое отделение может, конечно, быть использовано для отливки и, если требуется сложная отливка, то песочная стенка 18 может быть по истечении желаемого промежутка времени после заливки разрушена и удалена через отверстие 24. Затем отверстие 24 закрывают сравнительно короткой пробкой и отливают во втором отделении вторую часть болванки, которая приварится к первой.
Предлагаемое изобретение применимо для стержней для отливок всех видов, в особенности там, где стержень не должен оказывать сопротивления усадке отливки.
1. Стержни и формы для стальных болванок и других тяжелых отливок, выполненные из песка или другого огнеупорного материала, спекающегося, приблизительно, при температуре плавления стали, отличающиеся тем, что для первоначального поддерживания и защиты песка от непосредственного соприкосновения с жидким металлом применен кожух 17 из листового металла, сплавляющийся со сталью, причем толщина кожуха выбрана такая, чтобы он расплавлялся только после спекания песка (фиг. 1).
2. Форма выполнения стержней и форм по п. 1, отличающаяся тем, что в песок вставлено приспособление 15 (фиг. 1), которое предназначено для разрушения при извлечении песчаного стержня.
3. Стержень или форма по п. 2, отличающиеся тем, что приспособлением для разрушения стержня или формы служит литник 12, через который производится заливка.
4. Видоизменение стержня по п. 1 для полых болванок с дном, отличающееся тем, что он состоит из кожуха с закрытым концом 22 (фиг. 4), наполненного песком.
5. Форма по п. 1 для плоских болванок, отличающаяся тем, что кожух 17 выполнен в виде стенки (фиг. 5) с заполнением песком одной половины формы, снабженной штангой 21, служащей для разрушения песчаной стенки, и затвором отверстия 24, предназначенного для выпуска песка после разрушения стенки, с целью заливки металлом и этой половины формы.
