Спосіб лиття за крижаними моделями

Реферат: UA 74280 U UA 74280 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до ливарного виробництва, а саме до способів виробництва відливків за крижаними моделями, що поглинаються в пісок форми. Відоме застосування в ливарній формі систем контролю тиску в піску вакуумованої форми (Авторське свідоцтво СРСР № 801981, МПК В 22 D 27/04, опубл. 1981). Проте вони є вельми складними конструкціями вакуумної і холодильної техніки без наявності можливості використання їх для всмоктування матеріалу розплавлених крижаних моделей в пісок. Найбільш близьким до заявленого по технічному рішенню є спосіб отримання виливків за крижаними моделями, які просочуються (вбираються) в сухий пісок, що включає виготовлення піщаної форми по крижаних моделях, вакуумування піску форми, розплавлення моделі, просочення (поглинання) продуктів розплавлення моделі в пісок форми, заливки металу в робочу порожнину форми і твердіння виливка (Гаврилин И.В. Литье по ледяным моделям. Литейное производство.-1994. - № 9. - С. 14-15). Проте в цьому способі розплавлена модель у вигляді води вбирається у піщану форму за відсутності методів контролю завершення поглинання вологи. Промислове застосування способу повинне мати гарантовані заходи визначення наявності пустоти в порожнині форми без залишків розплавленої моделі. Інакше залишки льоду і води при контакті з розплавленим металом, що заливається, приведуть до браку виливків і вибухової реакції паротворення. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення якості виливків і безпеки виробництва. Поставлена задача вирішується тим, що в способі лиття за крижаними моделями, що включає виготовлення піщаної форми за крижаними моделями, вакуумування піску форми, розплавлення моделі, вбирання продуктів розплавлення моделі в пісок форми, заливання металу в робочу порожнину форми і твердіння виливка, згідно з корисною моделлю, заливання проводять після контролю властивості форми, який підтверджує розплавлення моделі і поглинання продуктів її розплавлення в пісок. Для цього, наприклад, контролюють величину газового тиску в піску до і після поглинання моделі або температуру піску, або електроопір зволоженого піску, або тривалість вакуумування після формування моделі, визначають витрату підсмоктуваного повітря в робочу порожнину форми, причому результати контролю властивості форми можуть передавати радіопередаючим пристроєм, що належить до системи дистанційного комп'ютерного моніторингу, або визначають щупом відсутність частин моделі в робочій порожнині форми. На кресленні умовно показана піщана форма в розрізі, отримана в опоці типу контейнера з піском 1, в якій заформована, наприклад, порожниста крижана модель, що складається із стінки 2 (кірки) і порожнини 3. Пісок можуть вакуумувати через клапан 4, поблизу нього встановлений датчик 5, наприклад, закріплений до корпусу контейнера. Контрлад піщаної форми загерметизований синтетичною плівкою 6, яка має отвори під випор 7 і лійку 8, виконані в моделі. У одному з варіантів способу використовують щуп 9. Здійснення корисної моделі засноване на контролі властивостей форми, які змінюються при розплавленні та видаленні моделі. Їх фіксують, наприклад, за допомогою датчика 5. У цьому способі лиття застосовують принцип вакуумно-плівкової формовки (ВПФ), коли міцність форми підтримується за рахунок перепаду тиску повітря в порожнині форми (на рівні атмосферного ~100 кПа) і тиску в товщі сухого піску, зазвичай Р=50±20 кПа (розрідження). У будь-якому випадку виконують ту умову, що на поверхні стінки порожнини форми підтримують газовий тиск вищим, ніж в її глибині, зокрема під час танення крижаної моделі, заливання металу в форму і до твердіння виливка. Проте за наявності крижаної моделі у формі в початковий момент після формовки розгерметизація форми практично відсутня, бо модель своїми стінками герметизує поверхню ливарної порожнини форми. Це підтвердить вимірювання за допомогою датчика 5 як датчика тиску при підключенні його до манометра (вакуумметра). На цей момент тиск в піску практично не знизиться в порівнянні з таким в підключеному до форми трубопроводові системи вакуумування. Після танення і поглинання моделі поверхня порожнини форми входить в контакт з атмосферою цеху через випор і, в даному прикладі, через стояк. Це приводить до обмеженого підсмоктування повітря в пісок, яке підвищує в ньому тиск (зменшує розрідження) звичайно на 5…20 %. Величина цього підвищення в основному залежить від газопроникності протипригарної фарби, яка з моделі "перейшла" на поверхню порожнини форми. Їй властива низька газопроникність і вона служить аналогом герметизуючої плівки, що застосовується при ВПФ. По збільшенню до максимуму зростання тиску в піску у міру танення моделі судять про закінчення вбирання моделі в пісок. При використанні датчика 5 як датчика температури при підключенні до відповідного приладу у міру зволоження піску водою з температурою, близькою до 0° С, вимірюють зниження 1 UA 74280 U 5 10 15 20 25 30 35 40 температури зволоженого піску. Максимум зниження свідчить про закінчення танення і вбирання моделі, далі у міру висушування вологи, що стимулюється вакуумом форми, температура піску буде підвищуватись. За допомогою вимірювання електроопору піску фіксують його зволоження. Питомий опір піску, Ом • м, сухого - вище ~500, з вологістю 5 % - 430, 10 % ~ 185, 15 % ~ 105. Ввібрана волога від моделі переміщується в піску в сторону низького тиску, тобто ближче до засобів вакуумування, зокрема до піску навколо клапана 4. Наближене до мінімуму виміряне значення електроопору відповідає закінченню танення моделі і максимальному зволоженню піску. При підключенні до датчика 5 малогабаритного радіо, передаючого пристрою його сигнал, може передаватись на прийомну станцію та виводитись на екран монітора поряд з іншими даними по контролю технологічного процесу, які виконуються системою дистанційного комп'ютерного моніторингу. Крім того, після звільнення порожнини форми від моделі через випор спостерігається підсмоктування повітря в порожнину форми. При сполученні отвору випору з датчиком крильчаткою анемометра або витратоміра можна визначити витрату, наприклад, в куб. м/с повітря, що засмоктується, при закритих інших отворах доступу в порожнину форми. Максимальна витрата відповідає повному видаленню моделі. Такі вимірювальні прилади чи датчики можуть мати радіотрансляційні засоби для зв'язку з системою дистанційного комп'ютерного моніторингу. Для наближеної оцінки змін в інтенсивності підсмоктування повітря в порожнину форми можна використовувати димний факел, який при піднесенні до отвору випору показує наявність тяги диму у випорі форми. При формуванні серії однакових моделей спочатку на пробній партії можуть визначити час повного розплавлення моделі у формі, а потім у всіх подальших формах витримувати не меншу тривалість вакуумування моделі у формі. Для контролю відсутності залишків моделі при виготовленні одиночних крупних виливків можуть щупом визначати через отвір випору або стояка наявність льоду або вологи в робочій порожнині форми. Формують крижану модель в опоці контейнерного типу шляхом засипки піску 1. Контрлад герметизують пластикового плівкою 6 з отворами під випор моделі 7 і лійку 8. Для видалення моделі застосовують вакуумування через клапан 4, створюючи вищезгаданий зміцнюючий форму перепад тиску, під дією якого і виконують просочення розтопленої моделі. Застосування порожнистих або пористих моделей прискорює їх танення і всмоктування. Після чого поверхневий зволожений прошарок піску з низькою газопроникністю, як правило, у поєднанні з протипригарним покриттям, яке при досяганні товщини більше 0,5…0,8 мм може розглядатись як облицювання, підгримує згаданий перепад тиску. Заливку металу проводять після контролю властивості форми, наприклад одним або кількома з описаних способів, який підтверджує розплавлення моделі і вбирання продуктів її танення в пісок. Таке технологічне рішення, згідно з корисною моделлю, при промисловому застосуванні способу забезпечить гарантовані заходи визначення відсутності залишків розплавленої моделі в порожнині форми і зробить неможливим їх контакт з розплавленим металом, який заливається, що дозволить запобігти появі браку виливків і вибухової реакції пароутворення. Спосіб, що належить до екологічно безпечних технологій, дозволяє виготовляти якісні виливки по крижаних моделях, які поглинаються, при підвищенні безпеки виробництва і можливості застосування системи дистанційного комп'ютерного моніторингу. 45 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 1. Спосіб лиття за крижаними моделями, що включає виготовлення піщаної форми за крижаними моделями, вакуумування піску форми, розплавлення моделі, вбирання продуктів розплавлення моделі в пісок форми, заливання металу в робочу порожнину форми і твердіння виливка, який відрізняється тим, що заливання проводять після контролю властивості форми, який підтверджує розплавлення моделі і поглинання продуктів її розплавлення в пісок. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що контролюють величину газового тиску в піску до і після поглинання моделі. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що контролюють температуру піску. 4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що контролюють електроопір зволоженого піску. 5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що контролюють тривалість вакуумування після формування моделі. 2 UA 74280 U 5 6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що визначають витрату підсмоктуваного повітря в робочу порожнину форми. 7. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що результати контролю властивості форми передають радіопередаючим пристроєм, що належить до системи дистанційного комп'ютерного моніторингу. 8. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що визначають щупом відсутність матеріалу моделі в робочій порожнині форми. Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3