Способ изготовления литейных оболочковых форм по постоянной модели Советский патент 1980 года по МПК B22C9/00 B22C9/12 B22C1/16 

; . I . Изобретение относится к области лТР тайного производства, а именно к способам изготовления литейных оболочковых форм па постоянной модели при использовании смесей с водными органическими связующими. Известен способ изготовления оболочковых ({юрм путем погружения разогретой металлической модели в смесь, находящуюся в емкости. Слой смеси, прилетающнй к поверхности модели, под воздействием тепла затвердевает, образуя прочнутЬ оболочку {1 . Характерным для storo спосо ба является необходимость исгюльзставиг дорогостоящих песчано-смопяных смесей и неуправляемость процесса формирования оболочки. Наиболее батзким к вэо етению по технической сущности и достигаемому результату является спосс изготовления оболочковых форм путем формирования обо лочки за счет тепловой энергии электрического поля. При использовании этого способа нагрев формообразующей поверх-кости осуществляется электрическими спиралями, расположенными либо непосредст венно под формообразующей ооверхностыо либо в полости нагревательной плиты.Металлическая модель, гретая вп тряческими спиралями до температуры твердения связующего веществе, погружается в емкость, заполненную смесью, О&мчио в качестве связующих веществ вспользуют смолы, например . При погруже-. НИИ разогретой модели в смесь провбходнт .затвердеванве связующего за счет теплового воздействия в сло$ас, прилегающих к рабочей поверхноств модели. После необходимой модель извлекапт- ся из емкости со смесью. На рабочей поверхности моделш образуется прочная оболочка, толщина Kotopoft зависят от тем пературы поверхвостн н времени . Половины формы отделаются от поверхности модели и затем соединяются, образуя форму . Данный способ xapeKTepHsyeiw ся высокой стоимостью связующего, неуправляемостью процесса в неравномерным распреоелением температур на модельной ппнтв и моделях, в результате чего отдельные части оболочки имеют различную толщину. На вертикальных и маклонных / частях модели оболочка в 1,5-чЗ раза тонь ше, чем на горизонтальных участках модель ной плитыtHeyпpaвляeмocть процесса приводит к тому, что необходимая толшина оболрчксфой формы определяется этими тонки ми сечениями; в толстых сечемиях, особенно по разъему формы, образуется неiHHHaiB толщина сечения обэлочкй, что требует повышенного расхода смеси, ,Кроме того, Harpeib массивной Шделй и лр модельной плиты требует значительного расхода электрической энергии. Данный способ не позволяет изготавливать оболоч ковые формы из смесей на водных связующих веществах, таким как жидкое стекло, сульфитно-спиртовая барда и т.д. Целью изобретения является ускорение форм фования оболочки заданной толщины и ее полное обезвоживание,, Для достижения поставленной цели пре лагается способ изготовления литейных оболочковых форм по постоянной модели при использовании смесей с водными связуюшими, включающий погружение металлической модели в ме таллическую емкость со смесью, формирование оболочки за счет тепловой энергий электрического поля и последующее извлечение модели вмес те с оболочкой, отличительный признак ко торого заключается в том, что воздействуют на смесь постоянным электрическим йолем с напряженностью 4-5О В/см, созда ваемым между моделью и емкостью. Процесс-получения оболочек согласно предложенному способу осуществляется следующим образом, Формовочную смесь, состояшуйэ из огteynopHoro наполнителя (ква{щевого песка и водного связующего (жидкое стекло, сульфитно-спиртовая барда и подобное), , Помещают в металлическую емкость, подключенную к отрицательному полюсу источ ника постоянного напряжения, В формовочкую смесь погружается токопроводящая модель, подсоединенная к положительному полюсу источника постоянного напряжения. При погружений модели в смесь происхбаи Уплотнение слоя смеси, прилегающего к поверхности модели, Пос;ю этого между мЪДелКК й сйбеЬ1б Создается разность потенциалов. Под воздействием постоянного алёктрйЧеско о йбпя мблекуды воды начинают перемещаться от анода (модель) к катоду, . В связи с этим происходит обезвоживание прилегающего к поверхности модели слоя смеси. При этом связующее вещество твердеет и происходит образование обрлочки. Скорость формирования оболочки прямо пропорциональна величине напряже ности электрического поля, В нач)9льный момент процесса смесь, приготовленная на водных связующих веществах, обладает высокой проводимостью, и во избежание сильного разогрева, который 1ожет привести к образованию дефектов поверхности, формы, напряженность электрического поля следует поддерживать в пределах 4-35 В/см (в случае применеИия веществ, обладающих удельной электрической проводимостью до 15 IQIO Ом см , например, жидкого стекла). В случае применения связующих веществ, обладающих удельной электрической проводимостью до 710 - 91О см (например, ССБ), напряженность постоянного электрического поля следует поддерживать в пределах 8-50 В/см, При напряженяюсти электрического поля ниже 4-8 В/см происходит резкое увеличение длительности процесса формирования оболочки, В первый момент после включения напряжения между анодом и катодом возникает электрический ток, В связи с тем, что песка практически неэлектропроводны, пр жодяиком является тонкая пленка связующего вещества на поверхности зерен кварца. Вся затрачиваемая мощность выделяется в виде тепла в пленке связующего, вызывая интенсивный разогрев его и испарение влаги. Однако через 15-2О с после начале процесса происходит полное обезвоживание поверхтостного слоя, прилегакяцего к йноду, и ток между анодом и катодом резко падает, Дальнейщее формирование оболочки происходит за счет электроосмотического обезвоживания слоя смеси, прилегающей к аноду, в результате перемещения молекул воды к катоду. Толщина об|разующейся оболочки зависит от величины напряженности постоянного эдектрическо о поля и длительности осуществления процесса, После заверщения процесса формирования оболочки нужной толщины плита вместе с моделью извлекается из формы. В результате того, что адгезия оболочки к Поверхности модели й- плиты значительно выще когезии незатвердевшей смеси, оболочка отделяется от смеси и извлекается вместе с моделью. Необходимо отделить оболочку от модели. Этот процесс может

быть осуществлен при помощи толкателей. Полученная оболочка полуформы соединяется со второй половиной и заливается металлом.

Оставшаяся неиспользованная смесь

практически не теряет своих качеств и может быть использована для последующего изготовления оболочек.

Пример. Для формовочной сме си, содержащей {%) 92 кварцевого песка,, 2 глины и 6 жидкого стекла, с плотностью у 1,35 г/см, и модулем 2,4 при применении предлагаемого способа при напряженности Е - А В/см и длительности процесса 40-60 мин толщина образсеавшейся оболочки составляет 2-3 мм. Увеличение напряженности до Е « 35 6/см приводит к образованию оболочки толщиной 4-6 мм через 10-15 мин, а через 40-60 мин толщина оболочки увеличивается до 12-15 мм. Прочность на изгиб такой оболочки составляет 22 кгс/см . Для формовочной смеси, содержащей (%) 91 кварцевого песка, 3 бентонита, 4 сульфитно-спиртовой барды, применение предлагаемого способа при напряженности поля Е 10 В/см и длительности процесса 40-5О мин обеспечивает формирование оболочки толщиной 3-4 мм. Увеличение напряженности до Е 5О В/см при той же длительности процесса приводит к увеличению толщины оболочки до 16-20 мм. Прочность на изгиб такой оболочки составляет 12 кгс/см .

Способ прототип не обеспечивает получение оболотек из формовочных смесей с указанными водными связующими в технологически приемлемые сроки из-за длвтельности обезвоживания слоя смеси прилегающего к нагреваемой модели.

Формула изобретения

Способ изготовления литейных оболочковых форм по постоянной модели при использований смесей с водными связующими, включаюшнЙ погружение металлической модели в металлическую емкость со смесью, формирование оболочки за счет тепловой эне{ят1И электрического поля и последующее извлечение модели вместе с оболочкой, о т лича юши йс я тем, что, с целью ускорения формирования оболочки заданной толшины и ее полного обезвоживания, воздействуют на смесь постоянным электрическим полем напряженностью 4-6 О В/см, создаваемым между моделью и емкостью.

Источники информации, принятые во внимание при экспфтизв

1.Инженерная моногра4«я СпедиальHbJe способы литья , Л., М ащиностроеиие, 1971, с. 125-149.

2.Просяник Г. В, и др. Изготовление по нагреваемой оснастке. М., Мащиностроение, 1970, с. 132-179, (прототип).