ЛИТЕЙНАЯ ФОРМА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ОТЛИВОК И МОДЕЛЬ СТОЯКА ДЛЯ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

В этой связи важной задачей является создание нового типа литейной формы для получения отливок из модифицированного чугуна, содержащей литниковую систему со стояком и модифицирующей вставкой, обеспечивающей высокое усвоение модификатора и получение чугуна высокого качества.
Техническим результатом заявляемой литейной формы для получения модифицированных отливок является создание литейной формы с литниковой системой и модифицирующей вставкой, закрепленной в стояке, обеспечивающей эффективную и надежную работу, высокую степень усвоения модификатора и получение высококачественного модифицированного чугуна в отливке.
Указанный технический результат достигается тем, что в литейной форме для получения модифицированных отливок, содержащей верхнюю и нижнюю полуформы, формообразующую полость, литниковую систему, модель стояка с литниковой воронкой, зумпфом и закрепленную в стояке модифицирующую вставку, модель стояка выполнена из блочного пенопласта цилиндрической формы и имеет в средней части реакционную камеру овальной формы, в которой размещена модифицирующая вставка обтекаемой формы, закрепленная спицами-шпильками в верхней полуформе, при этом площадь кольцевого сечения реакционной камеры в месте размещения модифицирующей вставки равна площади сечения стояка.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена литейная форма в сборе с моделью стояка с литниковой воронкой и зумпфом и размещенная в модели стояка модифицирующая вставка обтекаемой формы; на фиг.2 - пенопластовая модель стояка с литниковой воронкой и зумпфом в разобранном виде и модифицирующая вставка обтекаемой формы; на фиг.3 - пенопластовая модель стояка в собранном (склеенном) виде с установленной в ней модифицирующей вставкой, выполненной в форме снаряда; на фиг.4 - модифицирующая вставка, выполненная в форме веретена; на фиг.5 - модифицирующая вставка, выполненная в форме шара.
Литейная форма (фиг.1) содержит литниковую систему 1 с моделью стояка 2 с литниковой воронкой и зумпфом, в средней части которой имеется реакционная камера 3 с размещенной в ней модифицирующей вставкой 4 со спицами-шпильками 5, формообразующую полость 6. Модифицирующая вставка 4 спицами-шпильками 5 закреплена в верхней полуформе 7, спаренной с нижней полуформой 8. Для того, чтобы не происходило затормаживания потока расплава в стояке при заливке формы, площадь кольцевого сечения реакционной камеры 3 (сечение I-I, фиг.1) в месте размещения модифицирующей вставки 4 равна площади сечения стояка 2 (сечение II-II, фиг.1).
Известна модель стояка для изготовления литейной формы для литья по газифицируемым моделям, выполненная из пенопласта [Озеров, В.А.Литье по моделям из пенополистирола / В.А.Озеров, В.С.Шуляк, Г.А.Плотников. - М.: Машиностроение, 1970; с.5-7, рис.2. Шуляк, В.С. Литье по газифицируемым моделям / В.С.Шуляк. - СПб.: «Профессионал», 2007; с.5-6, рис.1.1. Степанов, Ю.А. Литье по газифицируемым моделям / Ю.А.Степанов, Д.С.Гришин, В.П.Кирпиченков, В.А.Павлов, В.С.Шуляк / Под ред. Ю.А.Степанова. - М.: Машиностроение, 1976; с.6-7, рис.1 - прототип].
Недостатком данной модели стояка, выполненного из пенопласта, для изготовления литейной формы является отсутствие в ней места для установки модифицирующей вставки, а всвязи с этим невозможность использования ее для изготовления формы для получения модифицированных отливок.
Предлагаемой моделью стояка литейной формы, так же, как и литейной формой для получения модифицированных отливок решается задача дальнейшего совершенствования технологии модифицирования чугуна в литейной форме, обеспечивающей эффективность процесса, более высокую степень усвоения модификатора и получение качественного модифицированного чугуна в отливках.
Указанный технический результат достигается тем, что модель стояка литейной формы, содержащая модифицирующую вставку, выполнена из блочного пенопласта и состоит из верхней цилиндрической части с литниковой воронкой и нижней цилиндрической части с зумпфом, соединенных по сопрягаемым поверхностям склеиванием, при этом в соединяемых торцах частей модели выполнены уширения полуовальной формы с осевыми углублениями и радиальными канавками, в которых установлена модифицирующая вставка.
При этом модифицирующая вставка выполнена в форме снаряда. Причем модифицирующая вставка выполнена в форме веретена. Кроме того, модифицирующая вставка выполнена в форме шара. Модель стояка литейной формы в разъединенном виде состоит из двух пенопластовых цилиндрических частей (фиг.2): верхней 9 с литниковой воронкой и нижней 10 с зумпфом с сопрягаемыми поверхностями 11. В соединяемых торцах 12 верхней 9 и нижней 10 частей модели выполнены уширения полуовальной формы 12 с осевыми углублениями 13 и радиальными канавками 14 для установки модифицирующей вставки 4 со спицами-шпильками 5.
При соединений-частей 9 и 10 модели стояка (фиг.2) первоначально на сопрягаемые поверхности 11 модели наносят клей, устанавливают модифицирующую вставку 4 обтекаемой формы со спицами-шпильками 5 соответственно в углубления 13 и канавки 14 соединяемых торцев 12, а затем соединяют части 9 и 10, плотно прижимая первую к второй.
После склеивания пенопластовая модель 15 с литниковой воронкой и зумпфом, с модифицирующей вставкой 4 в форме снаряда (фиг.3) становится цельной (квазимонолитной).
Для выполнения условия равенства площадей кольцевого сечения реакционной камеры (сечение I-I, фиг.1) в месте расположения модифицирующей вставки 4 и площади сечения стояка (сечение II-II, фиг.1) в литейной форме, в модели стояка для литейной формы площади кольцевого сечения (сечение III-III, фиг.3) в месте установки модифицирующей вставки и площади сечения ее цилиндрической части (сечение IV-IV, фиг.3) выполнены равными.
Модифицирующая вставка 4 выполнена в форме снаряда (фиг.3); модифицирующая вставка 4 выполнена в форме веретена (фиг.4); модифицирующая вставка 4 выполнена в форме шара (фиг.5).
Установка и центрирование (базирование) модели стояка 15 в подмодельной плите 16 осуществляется по отверстию 17 в зумпфе, в который входит штифт 18, закрепленный в лунке под зумпф на подмодельной плите 16.
Литейную форму изготавливают следующим образом. Вначале формуют нижнюю полуформу 8, а потом - верхнюю 7. Для этого на подмодельную плиту 16 верха сажают пенопластовую модель стояка 15 отверстием 17 в зумпфе на штифт 18, закрепленный в плите 16. Затем ставят на подмодельную плиту 16 опоку, насыпают и уплотняют формовочную смесь. После протяжки верхнюю полуформу 7 с заформованной моделью стояка 15 спаривают с нижней 8, скрепляют скобами или накладывают груза. При спаривании модель стояка 15 стыкуется с другими элементами литниковой системы (питателями, шлакоуловителем, и формообразующей полостью). Одновременно с формовкой происходит закрепление модифицирующей вставки 4 обтекаемой формы, расположенной в реакционной камере 3 спицами-шпильками 5 в теле верхней полуформы 7 (фиг.1). Форма готова к заливке расплавом чугуна.
Работа литейной формы для получения модифицированных отливок, изготовленной при помощи пластмассовой модели стояка 15 с
модифицирующей вставкой 4, выполненной в форме снаряда, заключается в следующем. Во время заливки чугуна в литниковую воронку и стояк под действием температуры металла происходит термодеструкция (плавление, испарение, газификация) пенопласта модели. Расплав безпрепятственно проходит все элементы литниковой системы в формообразующую полость 6. Одновременно с заполнением формы расплав контактирует и взаимодействует с модификатором вставки 4. Благодаря обтекаемости форм реакционной камеры 3 и модифицирующей вставки 4 в форме снаряда поток металла, омывая вставку, закрепленную спицами-шпильками 5 в уплотненной формовочной смеси верхней полуформы, без турбулентных вихревых струй постепенно размывает вставку, что способствует равномерному послойному растворению модификатора и полному его усвоению расплавом в течение всего периода заливки формы, обеспечивает получение модифицированного чугуна в отливке. Спокойное заполнение и течение металла в реакционной камере 3 и в ходах литниковой системы не вызывает размывания материала формы и предотвращает от дополнительного загрязнения чугуна неметаллическими включениями.
Работа литейной формы для получения модифицированных отливок с модифицирующей вставкой 4 в форме веретена (фиг.4) и в форме шара (фиг.5) аналогична работе литейной формы с модифицирующей вставкой 4 в форме снаряда (фиг.3) отличаются тем, что данные вставки расширяют выбор обтекаемых вставок в зависимости от возможности их изготовления производителем высококачественного чугунного литья, а так же возможностью закрепления этих вставок в верхней полуформе меньшим количеством спиц-шпилек 5, например, двумя (фиг.4 и фиг.5).
Предлагаемая литейная форма для получения модифицированных отливок и модель стояка для ее изготовления эффективны и надежны в