Способ очистки кокилей от обли-цОВКи HA OCHOBE ТЕРМОРЕАКТиВНыХ СВязующиХ Советский патент 1981 года по МПК B22D15/04 B22D29/00 

Целью изобретения является улучшение качества очистки кокиля от отработанной облицовки при одновременном сокращении продолжительности этой операции.

Цель достигается тем, что в способе очистки кокиля, включающем продувку воздуха через облицовку до извлечения отливки из кокиля и воздействие на отработанную облицовку сжатым воздухом носле извлечения отлнвки, продуваемый через облицовку воздух нагревают до 300-500°С.

Механизм разупрочнения облицовки при продувке ее сжатым воздухом заключается в термоокислительной деструкции связующего за счет теплоты отливки н кислорода воздуха н последующем механическом разрушении смеси воздушным потоком. При этом холодный воздух, т. е. воздух, имеющий температуру ниже температуры начала термоокислительной деструкции связующего, с одной стороны, препятствует прогреву облицовки от отливки, уменьщая тем самым скорость реакции, а е другой стороны, интенсифицирует эту реакцию за счет постоянного притока свежего кислорода. В основной массе облицовки, где удельнв1Й расход воздуха (на единицу поперечного сечения облицовочного слоя) невелик, захолаживающее воздействие воздушного потока играет меньшую роль по сравнению с кислородным ускорением деструкции. В результате при продувке имеет место более сильное разупрочнение облицовки, чем без нее. В местах же подвода, характеризующихся на порядок большими значениями удельного расхода воздуха, превалирует захолаживающее воздействие воздущного потока, что и приводит к уменьщению разупрочненности этих частей облицовки, и, как следствие, к плохой очищаемости соответствующих участков кокиля.

Продувка облицовки нагретым воздухом, имеющим температуру выще температуры начала термоокислительной деструкции связующего (которая для применяемых в облицовочных смесях термореактивных смол составляет не менее 300°С), обеспечивает одновременное выполнение всех условий ускорения этой реакции, ускоряется прогрев облицовки, вносится свежий кислород, оказывается механическое силовое воздействие на облицовочный слой. В результате достигается быстрое разупрочнение всех без исключеиия частей облицовки и, как следствие, улучщение качества и сокращение продолжительности очистки кокиля от отработанной смеси. При этом эффект тем значительней, чем выше температура продуваемого воздуха. Однако перегрев воздуха выше 500°С нецелесообразен как ввиду сложности его осуществления, так и ввиду отрицательного воздействия на геометрию и качество поверхности кокильной оснастки при длительной

эксплуатации. При температуре около 500°С Начинает окисляться поверхность контактирующего с горячим воздухом металла фор.мы; падает ударная вязкость многих марок сталей, применяемых для изготовления кокилей, скачкообразно увеличивается рост нрименяемьгх в той же целью чугунюВ, что приводит к преждевременному короблению и разгару кокилей.

Пример. В облицованные кокили отливались чугунные пластины размером 200X X 100x40 мм. Облицовка на полукокили наносилась вдувом облицовочной смеси в

зазор, образованный рабочими новерхностями собственно кокилн и модели, н имела толщину 5 мм. Облицовочная смесь представляла собой кварцевый песок КО 16, плакированный 3% термореактивного связующего ПК-104. Отверждение облицовки осуществлялось за счет теилоты нагретых до 180-200°С модели и кокиля. Толщинг стенки кокнля, выполненного из стали 5, составляла 30 мм. Темнература заливки

форм равнялась 1340 1360°С

После затвердевания отливки в нолость облицовки из общецеховой магистрали подавался горяч-ий воздух под давлением 300- -400 мПа (момент окончания затвердевания фиксировался по перегибу температурной кривой центра отливки). Пагрев воздуха осуществлялся электрически.м током i специальном воздухоподогревателе. Вдув производился через три отверстия в теле

кокиля. Предназначенные для нанесения на него облицовки (надувные отверстия). Воздух из формы выходил по разъему полукокилей.

В процессе получения отливок изменялись продолжительность продувки и температура вдуваемого воздуха.

По достижении отливкой температуры 700°С производилось извлечение ее из формы, а затем на отработанную облицовку оказывалось воздействие путем обдува обычным (ненагретым) сжатым воздухом открытой рабочей поверхности полукокилей,

В рассматриваемом иримере контролировалась степень разупрочпенпя облицовки, очищаемость надувных отверстий и качество поверхности кокиля в местах подвода горячего воздуха. Разупрочненне облицовки вследствие продувки ее сжатым воздухом считали полным, если иродолжительность удаления всех остатков облицовки при обдуве рабочей поверхности кокиля послеизвлечения отливки не превышала 2-3 с. Очищаемость надувных отверстий при полном )азупрочненни основной массы облицовки определяли путем взвешивания невыгоревипк частей надувных «пробок, остававшихся в теле кокиля

после обдува его рабочей поверхпости.

Экспериментальные данные о влиянии температуры продуваемого воздуха на разупрочнеппе смеси приведены в таблице.

Из дапиых таблицы видно, что н-агрев воздуха в интервале температур 20-200°С мало ускоряет разупрочнение облнцовки, в то время как нагрев его до температур 300-600°С сок|)ащает требуемую для нолHovi очистки продолжительность продувкп в 5-9 раз по сравнению с вариантом подачи холодного (20°С) воздуха. Соответственно нри температурах иродуваемого воздуха, меньших 300°С, происходит сравпительпо слабое выгорание надувных «пробок. Повышение температуры нагрева до 300°С и более обеспечивает полную очистку надувных отверстий кокиля.

Продувка воздухом, нагретым до температур 20-500°С, не влияла на качество поверхности кокиля. Дальнейшее повышение темнературы воздуха приводило к окислению поверхности кокнля в местах расположения надувных отверстии, непосредственно контактируюш,их с горячим воздухом, т. е. оптимальная температура воздуха при продувке 300-500°С.

Данпые примера использования предлагаемого способа показывают следуюш,ие его преимущества в сравиении с известным:

- надежно очищается вся рабочая поверхиость кокиля, включая участки, расноложенные вблизи нодвода воздуха;

-полная очистка кокиля достигается прп меньшей продолжительности продувки воздуха через облицовку, что позволяет сократить количество позиций вдува на

охладительной ветвн автоматической линии,

-устраняется ручная доочистка кокнля от отработанной смеси и тем самым уменьшается трудоемкость и продолжительность всего нроцесса очистки.

Формула изобретения

Сиособ очистки кокилей от облицовки на основе термореактивных связующих,, включающий продувку воздуха через облицовку до извлечения отливки из кокиля и воздействие на отработанную облицовку сжатым воздухом носле извлечения oiливки, отличающийся тем, что, с целью улучшеиия качества очистки и сокращения ее продолжительности, воздух для продувки нагревают до 300-500°С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР N° 419315, кл. В 22 D 29/00, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР NO 617165, кл. В 22 D 15/04, 1977.