оснастка для изготовления литейных форм и стержней

Формула изобретения

ОСНАСТКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ, выполненная из алюминия или сплавов на его основе с постоянным покрытием на рабочей поверхности из окиси алюминия, отличающаяся тем, что покрытие из окиси алюминия выполнено пористо-сетчатой структуры, при этом поры ориентированы перпендикулярно рабочей поверхности оснастки и открыты снаружи, а отношение высоты поры к наибольшему размеру поперечного сечения поры больше единицы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано при изготовлении форм и стержней из песчаных смесей по металлической оснастке.

Известна модельная оснастка, выполненная из цветного металла с разделительным покрытием из водного раствора эмульсола (1 1) или полиуретанового лака УР-24 [1]

Известна оснастка, выполненная из алюминиевого сплава с анодированной поверхностью из окиси алюминия (Al₂O₃) для повышения срока службы за счет замедления разъедания поверхности парами аммония [2]

Однако данную оснастку нельзя использовать с нагревом при изготовлении жидкостекольных форм и стержней из-за прилипаемости смеси к горячей поверхности. Поэтому жидкостекольные смеси набивают только в холодную оснастку, преимущественно с продувкой СО₂ и последующей сушкой в печи для удаления кристаллизационной воды. При этом необходимо на рабочую поверхность наносить разделительное покрытие, что удорожает процесс.

Сущность изобретения заключается в том, что покрытие из окиси алюминия (Al₂O₃) на алюминиевой оснастке выполнено пористосетчатой структуры, при этом поры ориентированы перпендикулярно рабочей поверхности оснастки и открыты снаружи, а h/d > 1, где h высота поры, мкм, d наибольший размер поперечного сечения поры, мкм.

Благодаря такому строению покрытия из Al₂O₃ прилипаемость любой формовочной и стержневой смеси к нагретой и холодной оснастке отсутствует, не требуется разделительного покрытия, а также газа СО₂ при изготовлении форм и стержней из жидкостекольных смесей. При изготовлении стержней из жидкостекольных смесей по нагреваемой оснастке появляется новое качество податливость стержней, так как твердеет только корочка смеси, прилегающая к оснастке. Указанная структура покрытия из Al₂O₃ достигается определенными режимами электро-химической обработки оснастки в электролите. Оптимальная толщина покрытия 60 100 мкм.

На чертеже схематично изображен стержневой ящик, разрез.

Ящик состоит из верхней 1 и нижней 2 половин, выполненных из сплава АЛ9, на рабочие поверхности которых нанесено покрытие 3 из Al₂O₃ пористо-ячеистой структуры толщиной 80 мкм, отверстий 4 для надува смеси и выталкиватель 5. Наибольший размер поперечного сечения поры 0,15 мкм, отношение h/d 80 мкм/0,15 мкм 533.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно нагретые до температуры 200^оС верхняя 1 и нижняя 2 половины стержневого ящика смыкаются и через отверстия надува 4 образовавшаяся полость 6 заполняется жидкостекольной смесью. Смесь выдерживается и в результате теплового воздействия, передаваемого стенками ящика, упрочняется. Неприлипаемость смеси к поверхности оснастки обеспечивается благодаря малой площади контакта поверхности постоянного покрытия оснастки с поверхностью связующего на песчинках смеси.

Вследствие этого силы сцепления между ячейками покрытия оснастки и связующего смеси оказываются меньше сил сцепления между частицами связующего смеси. После выдержки половинки 1 и 2 ящика размыкаются, стержень с помощью выталкивателей 5 извлекается, и цикл повторяется.

Использование изобретения расширяет технологические возможности изготовления форм и стержней по нагреваемой оснастке на любых серийно выпускаемых машинах. При этом отпадает необходимость применения разделительного покрытия на оснастке для любых смесей как по нагреваемой оснастке, так и при использовании холоднотвердеющих смесей (ХТС), что позволяет повысить производительность, удешевить стоимость литья. Широкое применение жидкостекольных смесей позволит улучшить экологию, устранить из производства токсичные фенольные смолы, являющиеся к тому же канцерогенными веществами. Договечность такой оснастки в несколько раз выше оснастки, изготовленной из стали и чугуна.