Литейная форма для изготовления отливок из стали

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ЛИТЕЙНАЯ ФОРМА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВОК ИЗ СТАЛИ(71) Заявители Государственное научное учреждение Физико-технический институт Национальной академии наук Беларуси Открытое акционерное общество Белкард(72) Авторы Дудецкая Лариса Романовна Орлов Юрий Григорьевич Кравченко Виктор Иванович Костюкович Геннадий Александрович Дешук Николай Александрович Галкина Алла Владиславовна(73) Патентообладатели Государственное научное учреждение Физико-технический институт Национальной академии наук Беларуси Открытое акционерное общество Белкард(57) Литейная форма для изготовления отливок из стали, преимущественно отливок вставок штампов призматической формы, состоящая из опорных металлических частей в виде поддона, профильных опок корпуса формы и корпуса прибыли с огнеупорным слоем из шамотных изделий и составных элементов из термореактивной смеси, образующих наружную поверхность отливки, разделительного стержня-перемычки, расположенного в корпусе формы, отличающаяся тем, что нижняя часть корпуса формы размещена в выполненном в поддоне специальном углублении, а стержень-перемычка расположен частично в корпусе формы и частично в корпусе прибыли, причем огнеупорный слой корпуса формы и корпуса прибыли выполнен из термореактивной смеси в виде цельных элементов заданной толщины и формы.(56) 1. РД 37.002.0518-87. Технологический процесс получения кузнечных штампов методом литья и применение сталей новых марок для литых штампов. Министерство автомобильной промышленности СССР. - М. 2. Патент 2131 , 2005(прототип). 34542007.04.30 Полезная модель относится к литейному производству и может быть использована при изготовлении отливок вставок штампов из легированной стали преимущественно призматической формы. В современном производстве отливок вставок штампов наиболее распространенным материалом для изготовления литейных форм является формовочная смесь на основе цирконового концентрата и термореактивной смолы, обладающая высокими огнеупорными свойствами и обеспечивающая получение литых заготовок вставок штампов с высокой чистотой поверхности. Известна однократная литейная форма, состоящая из корпуса формы, стержня-перемычки и корпуса прибыли, причем все части формы изготовлены из термореактивной смеси 1. Недостатками данной литейной формы являются большой расход формовочных дорогих и токсичных формовочных материалов, а также значительные трудозатраты на переработку использованных формовочных материалов для их последующего частичного применения. К числу недостатков данной литейной формы можно отнести также отсутствие направленной кристаллизации отливки в связи с однородным составом материала различных частей формы. Известна также литейная форма для изготовления отливок вставок штампов, состоящая из опорных металлических частей в виде поддона, профильных опок для изготовления корпуса формы и корпуса прибыли, огнеупорного слоя из шамотных изделий и составных керамических элементов разового использования из термореактивной смеси,образующих наружную поверхность отливки, а также стержня-перемычки, расположенного в верхней части корпуса формы и отделяющего отливку от прибыли. Данная литейная форма принята за прототип при создании заявляемой полезной модели 2. Литейная форма-прототип имеет следующие недостатки 1. Возникновение дефектов в виде заливов на стыках керамических элементов при заливке металла, приводящих к нарушению размерной точности отливок вставок штампов. 2. Необходимость строгого соответствия размеров шамотных изделий внутренним размерам профильной опоки корпуса формы, что не позволяет использовать его для изготовления отливок нескольких типоразмеров. 3. В связи с тем, что нижняя плоскость корпуса прибыли совпадает с верхней плоскостью поддона, а верхняя плоскость стержня-перемычки совпадает с верхней плоскостью корпуса формы, при заливке литейной формы возможен уход металла по ее разъемам. Задачей настоящей модели является обеспечение возможности изготовления отливок нескольких типоразмеров в одной литейной форме, улучшение ее технологичности, уменьшение расхода огнеупорных материалов, затрачиваемых на ее изготовление, увеличение размерной точности отливок. Указанная задача решается за счет того, что в литейной форме для изготовления отливок из стали, преимущественно отливок вставок штампов призматической формы, состоящей из опорных металлических частей в виде поддона, профильных опок для изготовления корпуса формы и корпуса прибыли, огнеупорного слоя из шамотных изделий и керамических элементов разового использования из термореактивной смеси, образующих наружную поверхность отливки, а также разделительного стержня-перемычки, нижняя часть корпуса формы размещена в выполненном в поддоне специальном углублении, а стержень-перемычка расположен частично в корпусе формы и частично в корпусе прибыли, причем огнеупорный слой корпуса формы и корпуса прибыли выполнен из термореактивной смеси в виде цельных элементов заданной толщины и формы. На фигуре изображен общий вид заявляемой литейной формы с частичным разрезом. Форма содержит металлический поддон (внешний холодильник), корпус формы, стержень-перемычку и корпус прибыли. Металлический поддон включает стальной корпус 1,транспортировочные цапфы 2 и центровочные элементы для фиксации положения корпуса формы на поддоне (на фигуре не показаны). В центральной части поддона имеется уг 2 34542007.04.30 лубление для размещения в нем корпуса формы. Корпус формы представляет собой профилированную металлическую опоку 3 с облицовочным огнеупорным слоем 4 из термореактивной смеси. Стержень-перемычка 5 из термореактивной смеси имеет толщину, позволяющую разместить его одновременно в корпусе формы и корпусе прибыли. Стержень-перемычка 5 имеет центральное отверстие диаметром 60-80 мм для питания отливки жидким металлом. Корпус прибыли представляет собой профилированную стальную опоку 6 с облицовочным огнеупорным слоем 7 из термореактивной смеси и имеет центровочные элементы 8 для фиксации положения корпуса прибыли на корпусе формы. Изготовление литейной формы для получения стальной отливки вставки штампа призматической формы включает выполнение следующих операций 1.транспортере проходной нагревательной печи устанавливают нижнюю подмодельную плиту с профильной опокой 3 корпуса формы. 2. Оснастку перемещают в печь и нагревают до температуры 200-300 С. 3. Нагретую оснастку выкатывают из печи и засыпают термореактивной смесью, после чего производят виброуплотнение смеси в течение 5-6 с. 4. Корпус формы спекают в нагревательной печи в течение 15-20 мин, после чего снимают его с подмодельной плиты и транспортируют к месту сборки форм. 5. По описанной схеме изготавливают корпус прибыли. Сборку и заливку литейной формы осуществляют следующим образом корпус формы по фиксирующим штырям (не показаны) устанавливают в углубление поддона 1 устанавливают стержень-перемычку 5 в углубление в верхней части корпуса формы. При этом с корпусом формы совмещается только половина высоты стержня-перемычки 5 устанавливают на корпус формы корпус прибыли с использованием центровочных элементов 8. При этом вторая половина высоты стержня-перемычки 5 оказывается в нижней части корпуса прибыли, образуя защитный замок, препятствующий при заливке формы возможному уходу металла из формы, а цельный облицовочный слой формирует отливку высокой точности - литейную форму в сборе транспортируют на заливочную площадку. Заливку металла осуществляют через центральное отверстие в стержне-перемычке 5. После заливки и выдержки отливки в форме выполняют следующие операции снятие корпуса прибыли, снятие с поддона корпуса формы с отливкой, медленное охлаждение ее под охладительным кожухом, извлечение отливки из корпуса формы, отделение прибыли от отливки. Предложенная литейная форма обеспечивает существенное уменьшение расхода термореактивной формовочной смеси за счет небольшой (30-50 мм) толщины облицовочного слоя разового использования. Жесткая цельная конструкция оболочки огнеупорного слоя обеспечивает точность размеров отливки, отсутствие заливов по ее вертикальным ребрам и исключает необходимость использования наполнительного огнеупорного слоя. Таким образом, значительно упрощается технология изготовления литейной формы. Расположение формы в углублении массивного металлического поддона ускоряет теплоотвод от нижней части формы, улучшая структуру рабочей части вставки штампа. Организация направленного теплоотвода способствует уменьшению расхода металла на прибыль. Регулируя толщину облицовочного слоя, можно осуществлять изготовление нескольких типоразмеров отливок вставок штампов в одной литейной форме, меняя размеры модельной оснастки для изготовления корпуса формы. Заявляемую полезную модель предполагается использовать в качестве унифицированной литейной оснастки на ОАО Белкард (г. Гродно) при изготовлении отливок вставок штампов из легированной стали для кузнечных горячештамповочных прессов. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3