Способ упрочнения форм и стержней из жидкостекольных смесей — SU 1041202 (original) (raw)
Научно-исследтитут тяжелого маш ательский и ностроения8) ыстротвердМ Машгизолучение жидк одом наполненНИИмаш стеко углек 1967,дии 9 4633 4л, ВЬР ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГП Линейное пр Р 2, с, 17-18 Иванов Н. Х. Пльных Форм мет слым газом. М е.4-9. Патент Финлян 22 С 9/12, 19 ЯО 1041202 А(54)(57) СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ФОРМ ИСТЕРЖНЕЙ ИЗ ЖИДКОСТЕКОЛЬНЫХ СМЕСЕЙс помощью тепловой энергии направленным.потоком углекислого газа за счетперепада давления, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью стабилизации и интенсификации процесса,упрочнения и обеспечения высокойпрочности рабочей поверхности форми стержней, температуру углекислогогаза поддерживают в интервале 80320 С при его концентрации 0,5-7,0,а перепад давления поддерживают винтервале 0,05-0,5 ат, 1041202Изобретение относится к литейно му производству, а именно к способу упрочнения литейных форм и стержней, изготовленных иэ жидкостекольных смесей с помощью нагретого газа, содержащего СО,. 5Известны различные способы отверждения литейный форм и стержней газовой средой, содержащей СО 2, которой придают направленное движение через отверждаемое изделие либо 10 за счет создания нагнетания, либо создания .разрежения, либо за счет вакуумирования в камере и подачи затем в камеру газа, содержащего СО 2 13 - З 315Во всех этих способах отверждение изделия осуществляется в газовой атмосфере с концентрацией СО 2 не ниже 50 при температуре окружающей среды. При этом жидкостекольные смеси упрочняются за счет химического взаимодействия СО 2 с жидким стеклом.Недостатаками данных способов являются опасность возникновения фпередува смесей и чрезмерное насыщение рабочей поверхности карбонатами, в результате чего происходит разупрочнение, смесей; насыщение смеси карбонатами приводит к образованию газовых раковин в отливках при разложении карбонатов в момент заливки Форм жидким металлом, образование на отливках пленок и пригара происходит в результате раэупрочнения поверхностного слоя форм и стержней; кроме того, процесс неста билен и трудно управляем; расходы С 02 завышены.Наиболее близким к изобретению является способ упрочнения Форм и стержней из жидкостекольных смесей 40 с помощью тепловой энергии направленным потоком углекислого газа эа счет перепада давления 4 .Известный способ заключается вчто литейные формы или стержни покрываются специальной горючей краской или спиртом и устанавливаются на специальную камеру разрежения, соединенную с откачивающей системой. После включения отсоса и создания направленного движен 10,газового потока через Формовочную смесь краска или спирт поджигаются. В результате этого происходит комплексное упрочнение форм и стержней за счет тепловой энергии,и СО 2, содержащегося в продуктах горенияПриэтом для отверждения 160 кг жидко- стекольной смеси требуется 1 кг спирта.Недостатками известного способа являются нестабильность, продолжи-. тельность процесса упрочнения и пониженная прочность рабочей поверхности форм и стержней.Цель изобретения - стабилизация и интенсификация процесса, упрочнение и обеспечение высокой прочности рабочей поверхности Форм и стержней.Цель достигается тем, что согласно способу упрочнения литейных Форм и стержней из жидкостекольных смесей с помощью тепловой энергии направленным потоком углекислого газа за счет перепада давления темпеРатуру углекислого газа поддерживают в интервале 80-320 С при его конценотрации 0,5-7,0, а перепад давления поддерживают в интервале 0,05-0,5 ат.Через форму или стержень подается направленный поток нагретых до определенной температуры газов с определенной концентрацией СО, равной 0,5-7. В частности, могут исполь зоваться продукты горения топлива, содержащие СО. Нагретый газ, содержащий СО, принудительно прокачивается через Форму или стержень за счет создания Разрежения со стороНы Формы или стержня, противоположной подаче нагретого газа, или за счет создания давления над формой или стержнем. Оптимальный перепад давления, обеспечивающий высокую скорость упрочнеиия в зависимости от габаритов формы стержня, составляет 0,05- 0,5 ат. Меньшее давление не обеспечивает потоку требуемой скорости, а давление больше 0,5 ат приводит к появлению трещин и отслоению смеси в зоне конденсации влаги.В таблице показаны сравнительные данные упрочнения Форм размером 1,6 х 1,2 к 2,5 х 2,5 м.Ю л 1 СО О с С гч л 1м о Э 0х 1хоо у ээх л о о о л .0 Ю1 1 1 о а о о о л (Ч а а Л с о Ц о ЮО О 1 О О О О О О .О а 3 Л а М СС ,С а сЛ 1 1о ," д Ц Э . о о ах о сМх с1, Хгс х хахоойоо ОоЛ СЧ л 1а 1 1л л О О л л м Ю 1с о м мс с о о 1 1 о о м ь 1 л о О о 1 1 л с Ю о м с О 1 л с о И Э Эа ю а с, с о о амоль нс сооо м лс о о л с о 1 л о о о0 оо о оо О о о се аГЧ М г ф ГЧ М а 1 эсР авэоаэ 1 Е Й- - - О О О О О ГЧ ГЧ Р СС м м гч г гч о о о с лТираж 813 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпа делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 7018/8 Филиал 1 П 1 П Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 В качестве облицовочной смеси используют смесь следующего состава, мас.ч.:Кварцевый песок 97Глина 3Ждиокое стекло 65 5В качестве рабочего агента используют газ, получаемый от сжигания природного газа в двух газовых горелках и содержащий до 9,2 СО 2. Температура продуктов горения и кан центрация СО 2 регулируется путем добавления воздуха. Лучшие результаты по прочности смеси и скорости упрочнения обеспечиваются при следующих параметрах процесса; содержание СО 2о2 2-4, температура газа 220-280 С, перепад давления 0,1-0,2 ат (таблица). При упрочнении крупных форм и стержней, для которых требуется увеличенная толщина рабочего слоя с высокой прочностью, целесообразно уменьшить содержание СО 2 в газе до 1-2. Продолжительность упрачнения форм по этому способу составляет от 2 до 15 мин в зависимости от габаритных размеров формы или стержня. Использование способа упрачнения литейных форм и стержней из жидко- стекольных смесей по изобретению обеспечивает по сравнению с существующими способами высокую прочность 30 рабочего слоя формы, стержня на уровне прочности, обеспечиваемой тепловой сушкой, и быстрое упрочнение литейных форм и стержней на требуемую технологическую глубину. Процесс 35 легко управляем за счет изменения температуры газа, концентрации СО 2, интенсивности и продолжительности подачи газового потока. Процесс легко вписывается в поточные фармовочные 40 линии и позволяет осуществлять упрочнение Форм в цикле линий на одной двух позициях. Повышается культура производства и санитарна-гигиенические условия труда на литейных участках.Способ упрочнения форм и стержней из жидкостекольных смесей при концентрации СО 2 0,5 применяют для мелких Фарм и стержней, где требуется высокая прочность упрочненного слоя и его толщина может составлять 10-15 мм, а также для крупных форм в том случае, когда требуется повы-. шенная прочность в слое 50-70 мм. В этом случае процесс упрочнения асу ществляется в аснавнам за с гет тепловой сушки. Б результате взанмалействия СО 2 с жидким стеклам па реакции 2 йа О 2 тв 10 +СО - ьМс 0 2 п 510 +,Ча СО2 2 222 ъ повышается модуль жидкого стекла и ускоряется процесс ега теплового упрачнения, В связи с этпл при ггиз. - кай концентрации СО процесс ведут при повышенных температурах 200-.320 С.Способ при концентрации С 02 7 рекомендуется осуществлять на формах и стержнях простой конфигурации для мелкого и среднего литья, где не требуются высокие прочностные свойства смеси, В этом случае упрачнение идет в основном химггческим твердениеми только небольшой слой 3-7 мм упрочняется тепловым спасабагл. В связи с этим процесс ведут при более низких температурах для уменьшения эан конденсации влаги, в которых происходит насвгщение карбанатами и, следовательно, разупрачнение смеси. При упрачнении мелких фарм . стержней (фарглы размерам да 0,7 х 0,7 м) при их небольшой высоте, с целью снижения энергетических затрат, обрабатывают нагретым газом при перепаде давления не более 0,05 ат, С увеличением габаритных размеров форм и стержней возрастает сопротивление прохождению газового потока через формовочную смесь. Поэтому перепад давления возрастает, и на крупных формах размерам 1,5 х 1,5 м перепад составляет 0,005-0,1 ат а на формах размерам 2,5 х 2,5; Зх 4, 5 х 3 м и т.д. перепад давления должен быть 3,.1-0,5 ат. Создание перепада давления более0,5 ат нецелесообразна, так как этатребует значительных капитальныхзатрат и неэкономично. Кроме того,при более высоком перепаде давленияпоявляются трещины внутри формы позонам канденсайии влаги. Ожидаемый экономический эффект ат внедрения,предлагаемого способа угграчнення литейных форм и стержней, выполненных из жидкастекольньгх смесей, составляет 300 тыс,руб, в гад.