|
|
больше ...
Термины запроса в документе
Реферат
[RU] Изобретение относится к литейному производству, а именно к изготовлению оболочковых форм из песчано-смоляных смесей. Техническая сущность - повышение равномерности плотности и увеличение прочности оболочковой формы как в плакированной, так в неплакированной смеси. Для равномерного распределения наполнителя (песка) разных фракций и повышения адгезионной способности связующего (смолы) предлагается использовать статическое давление 0,25-0,32 МПа на смесь, которое является нестационарным в процессе формообразования, а с последующим понижением давления через 10 с на 0,04-0,07 МПа, а затем еще через 10 с повышением на величину 0,10-0,15 МПа.
Полный текст патента
(57) Реферат / Формула:
Изобретение относится к литейному производству, а именно к изготовлению оболочковых форм из песчано-смоляных смесей. Техническая сущность - повышение равномерности плотности и увеличение прочности оболочковой формы как в плакированной, так в неплакированной смеси. Для равномерного распределения наполнителя (песка) разных фракций и повышения адгезионной способности связующего (смолы) предлагается использовать статическое давление 0,25-0,32 МПа на смесь, которое является нестационарным в процессе формообразования, а с последующим понижением давления через 10 с на 0,04-0,07 МПа, а затем еще через 10 с повышением на величину 0,10-0,15 МПа.
Евразийское (21) 201700557 (13) A1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ
(43) Дата публикации заявки 2019.04.30
(22) Дата подачи заявки 2017.10.23
(51) Int. Cl. B22C9/04 (2006.01)
(54) ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПЕСЧАНО-СМОЛЯНЫХ ФОРМ
(96) KZ2017/069 (KZ) 2017.10.23
(71) Заявитель: КАРАГАНДИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
(KZ)
(72) Изобретатель:
Исагулов Аристотель Зейнуллинович, Куликов Виталий Юрьевич, Квон Светлана Сергеевна, Щербакова Елена Петровна, Достаева Ардак Мухамедиевна, Аринова Сания Каскатаевна, Ковалёва Татьяна Викторовна, Сидорина Елена Анатольевна, Медведева Ирина Евгеньевна, Исагулова Диана Аристотелевна (KZ)
(57) Изобретение относится к литейному производству, а именно к изготовлению оболочковых форм из песчано-смоляньгх смесей. Техническая сущность - повышение равномерности плотности и увеличение прочности оболочковой формы как в плакированной, так в неплакированной смеси. Для равномерного распределения наполнителя (песка) разных фракций и повышения адгезионной способности связующего (смолы) предлагается использовать статическое давление 0,25-0,32 МПа на смесь, которое является нестационарным в процессе формообразования, а с последующим понижением давления через 10 с на 0,04-0,07 МПа, а затем еще через 10 с повышением на величину 0,10-0,15
МПа.
В22С 1/22
Описание изобретения
Изобретение относится к литейному производству, а именно к изготовлению оболочковых форм из песчано-смоляных смесей.
Повышение прочности оболочковых форм позволит снизить расход дорогостоящего связующего. При этом следует обратить внимание, чтобы при этом не происходило снижение других механических и технологических показателей оболочковой формы.
Сокращение расхода смолы для изготовления оболочковых форм приведет к сокращению затрат на производство форм.
Известен способ бункерный способ формообразования. Бункерный способ заключается в свободной засыпке модельной оснастки смесью с помощью поворотного бункера. Бункер наполняют песчано-смоляной смесью и на его приемную рамку устанавливают нагретую модельную плиту. Затем бункер поворачивают в вертикальной плоскости на 180°, вследствие чего формовочная смесь засыпает модельную плиту. Для формирования оболочки необходимой толщины плиту выдерживают под смесью в течение 20-60 секунд, по истечении которых, поворачивают бункер в исходное положение. Недостатками этого способа является неравномерная плотность и переменная толщина оболочки, ограничение толщины формуемой оболочки (Специальные способы литья: Справочник под ред. Е. А. Ефимова - М.: Машиностроение, 1991 - с. 160).
При пескодувном способе изготовления оболочковых форм смесь под давлением до 0,7 МПа в течение 3-5 секунд вдувают в зазор между контрплитой и моделью. Пескодувный метод изготовления оболочковых форм позволяет получать качественные оболочковые формы с заданной толщиной в определенных местах, но требует обязательного применения только плакированных смесей, то есть необходимы дополнительные материальные и энергетические затраты на плакирование смеси (там же, с. 162).
Известно также, что прессование позволяет увеличить скорость формирования и повысить качество оболочки (там же, с. 162). Прессование повышает прочность как плакированной, так и неплакированной смеси. Для практических целей рекомендуется применять прессующее усилие до 0,2 МПа (Просяник Г.В., Лакедемонский А.В. Изготовление оболочковых форм. М., Профиздат , 1963, с. 163).
Известен также способ изготовления оболочковых форм, при котором уплотнение смеси, осуществляется с помощью наложения на опоку рамки с мембраной, деформирующейся под давлением сжатого воздуха и сжимающей смесь (Способ изготовления оболочковых форм и машина для его осуществления. Figueras Michel, Barrallon Georges, Armand Aime. Заявка 2575946, Франция. Заявл. 15.01.85, № 8500760, опубл. 18.07.86 МКИ В 22 С 13/08).
Наиболее близким аналогом является способ изготовления оболочковых форм из песчано-смоляной смеси, в котором предлагается использовать статическое давление 0,40...0,50 МПа на смесь, которое изменяется в процессе
формообразования: сначала понижается на 0,05-0,08 МПа спустя 10 с, затем повышается на величину 0,10-0,15 МПа спустя 20 с. А в конце формирования оболочки толщиной 10-15 мм давление снижается до нуля (Способ изготовления оболочковых форм из песчано-смоляной смеси. Исагулов А.З., Куликов В.Ю., Шарая О.А. и др. Инновационный патент № 27018, опубл. 14.06.2013, бюл. № 6, МКИ В 22 С 1/22).
Однако, такое изменение одного только давления приводит к концентрации напряжений в сформированной оболочке. Снижение же давления до нуля в конце формообразования приводит к некоторому разупрочнению и разуплотнению за счет расширения пространства между частицами песка.
В цело уплотнение песчано-смоляной смеси в период формирования оболочковых форм положительно сказывается на уменьшении брака форм и на увеличение скорости формирования оболочек. То есть позволяет устранить вышеприведенные недостатки. Кроме того, прессование повышает прочность и применимо для плакированной и неплакированной смесей, что позволит снизить содержание связующего в смеси и, соответственно, себестоимость форм.
Техническим результатом является повышение равномерности плотности и увеличение прочности оболочковой формы как в плакированной, так в неплакированной смеси.
Во всех случаях температура нагрева модели остается постоянной порядка 250 °С.
Известно, что на первой стадии прессования под воздействием внешней силы происходит структурное уплотнение шамотной массы в результате смещения частиц относительно друг друга и заполнения ими пустот в объеме слоя. На второй стадии прессования после укладки частиц, уплотнение слоя происходит в результате деформации частиц. При повышении нагрузки в точках контакта частиц возникают деформации, распространяющиеся по всему объему частиц. Соответствующие напряжения вначале не превышают предела упругости, а с увеличением усилия, достигают предела текучести. При этом имеет место относительное скольжение частиц друг по другу и по стенке формы. На этой стадии прессования упруго-пластическая деформация частиц определяет основные энергетические затраты процесса. Следовательно, на второй стадии прессования образуется прочная оболочка.
Техническая сущность заключается в том, что при формообразовании песчано-смоляной смеси сначала прилагают основные давление и температуру. Затем в процессе формирования оболочковой формы производят регулирование давления и температуры, в частности после подачи и выдержки при основном давлении на песчано-смоляную смесь сначала снижают давления, а затем повышают давления. Аналогичное действие производят и с температурой.
Добиться большего повышения прочности оболочковой формы можно за счет регулирования давления от начального (то есть давление во времени формообразования оболочки меняется). Как правило, весь цикл формирования оболочковой формы на модельной плите длится 30 секунд. Следует подавать основное давление на смесь, которое составляет 0,25...0,32 МПа, а температура
230-250 С которые не являются постоянными в процессе формообразования, а с целью повышения плотности и прочности получаемой оболочки, давление и температура на смесь изменяют в течение процесса образования оболочковой формы, а через 10 секунд после начала формообразования давление понижают на 0,04-0,07 МПа, температуру на 20-30 °С, а затем еще через 10 секунд давление повышают на величину 0,10-0,15 МПа, а температуру на 30-50 °С.
В процессе образования оболочки вследствие воздействия температуры термореактивная смола (пульвербаклит) после прогрева до 100-150 °С плавится и переходит в жидкое состояние. Плавление прилегающих к нагреваемой модели слоев смеси происходит примерно через 10 секунд после начала формообразования. В дальнейшем, примерно через 20 секунд после начала формообразования, при нагреве до 200-250 °С смола необратимо затвердевает.
Снижение температуры и давления в период начала плавления смолы позволяет избежать возникающих напряжений (вследствие полиморфных превращений частиц песка при нагреве и изменения их линейных размеров) за счет равномерности распределения частиц песка.
Повышение же температуры в период начала затвердевания способствует нахождению смолы в полужидком состоянии, а повышение давления дает возможность более плотной группировки частиц песка вследствие их утопления в полужидкой смоле. Более плотная упаковка частиц песка и смолы (адгезионная способность) способствует повышению плотности смеси и прочности.
Давление на песчано-смоляную смесь может передавать посредством гибкой диафрагмы или прессовой плиты, нагрев осуществлять электронагревателями, закрепленными на металлической модели.
Уменьшая и повышая давление относительно базового в процессе формообразования, появляется возможность регулирования пористости оболочки за счет наиболее плотного перераспределения частиц и повышения числа контактов между частицами компонентов шамотной массы. Вследствие изменения давления повышаются плотность упаковки зерен наполнителя (песка) и адгезионные свойств смолы, из-за более равномерного и полного обволакивания зерен песка (плавящаяся смола более прочно связывает песчинки). При этом остальные технологические показатели формы (газопроницаемость, шероховатость) остаются в пределах необходимого.
По приведенному способу на ТОО "КМЗ им. Пархоменко" и Испытательной лаборатории инженерного профиля "Комплексное освоение ресурсов минерального сырья" Карагандинского государственного технического университета были проведены испытания. В качестве образца использовали модели отливок радиаторов. Исходный состав песчано-смоляной смеси: кварцевый песок марки 1К020 - 30 %, 1КЗ15, - 70 %, пульвербакелит - 5 %.
Изготовление формы проводилось на ТОО "КМЗ им. Пархоменко" на формовочной машине марки 51713. После перемешивания песчано-смоляная смесь засыпалась в бункер машины. После производился опрокидывание бункера со смесью на нагретую до 230 °С модельную плиту с моделями
радиаторов. При этом одновременно через плиту подавалось давление 0,25 МПа. Через 10 секунд давление снизили до 0,2 МПа, а температуру до 210 °С. А еще через 10 секунд температуру нагрева повысили до 0,35 МПа, а температуру до 260 °С (режим 1). При этом формировалась оболочковая форма толщиной 10-12 мм.
Альтернативой являлись образцы, полученные при постоянном давлении и температуре - 230 °С и 0,25 МПа (режим 2) и постоянно температуре - 230 °С и изменяющемся давлении: начальное - 0,4 МПа, через 10 секунд - 0,35 МПа, через 20 секунд - 0,45 МПа, через 30 секунд - 0 МПа (режим 3).
Образцы из полученной оболочковой формы исследовали в ИЛИП "КОРМС" на плотность и прочность. Плотность определяли косвенным методом - измерением геометрических размером образца штангенциркулем и его массы на аналитических весах марки Simadzu Corporation модель ТХВ 6224.
Прочность на сжатие определяли на машине КСИМ-40. Результаты испытаний приведены в таблице 1. Таблица 1
Режим
Прочность, МПа
т 1
Плотность, г/см
№ 1
0,27
1,76
0,19
1,62
0,22
1,68
Использование предлагаемых технологических параметров для изготовления оболочковой формы способствует повышению ее плотности и прочности на 15-20 %.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изготовление песчано-смоляных форм, включающий использование статического давления, которое изменяется в процессе формообразования, отличающийся тем, что давление и температура на смесь не остаются постоянными в течение всего процесса формирования оболочковой формы, а изменяют: через 10 секунд после начала формообразования понижают: давление на 0,04-0,07 МПа, температуру на 20-30 °С, а затем еще через 10 секунд повышают: давление на величину 0,10-0,15 МПа, а температуру на 3050 °С
Категория*
Ссылки на документы с указанием, где это возможно, релевантных частей
Относится к пункту №
А А
НА. СОКОЛОВ, Литье в оболочковые формы, Москва, Машиностроение, 1978, с. 173-174, фиг. 1
RU 2359777 С1 (ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "РЫБИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АВИАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ ПА. СОЛОВЬЕВА") 27.06.2009
SU 865489 А (В.П. КУЗНЕЦОВ и др.) 26.09.1981
DE 0663249 Al (SOCIETE NATIONALE D'ETUDE ЕТ DE CONSTRUCTION DE MOTEURS DAVIATION "S.N.E.C.M.A.") 19.07.1995
[""[последующие документы указаны в продолжении графы В * бёобые категории ссылочных документов: "А" документ, определяющий общий уровень техники "Е" более ранний документ, но опубликованный на дату
подачи евразийской заявки или после нее "О" документ, относящийся к устному раскрытию, экспонированию и т.д.
"Р" документ, опубликованный до даты подачи евразийской
заявки, но после даты испрашиваемого приоритета "D" документ, приведенный в евразийской заявке
данные о патентах-аналогах указаны в приложении
более поздний документ, опубликованный после даты приоритета и приведенный для понимания изобретения "X" документ, имеющий наиболее близкое отношение к предмету поиска, порочащий новизну или изобретательский уровень, взятый в отдельности
"Y" документ, имеющий наиболее близкое отношение к предмету поиска, порочащий изобретательский уровень в сочетании с другими документами той же категории
" &" документ, являющийся патентом-аналогом
"L" документ, приведенный в других целях
Дата действительного завершения патентного поиска:
12 ноября 2018 (12.11.2018)
Наименование и адрес Международного поискового органа: Федеральный институт промышленной собственности
РФ, 125993,Москва, Г-59, ГСП-3, Бережковская наб., д. 30-1.Факс: (499) 243-3337, телетайп: 114818 ПОДАЧА
(19)
(19)
(19)
|
