Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11828
.pdf
Еще одно преимущество заключается в простоте извлечения изделия из формы благодаря незначительному
сжатию используемого кремнезема.
С другой стороны, предварительный нагрев форм из SiO позволяет воздействовать на текстуру некоторых
металлов и аккуратность формованных изделий.
В случае чугуна нагрев форм или стержней приводит к усилению графитизации внешних слоев чугуна, то есть
к его размягчению. Использование плавленого кварца позволяет, следовательно, изменять текстуру чугуна в
широких пределах. Это позволит, при условии нагрева форм, получать очень твердый чугун с помощью
используемых в настоящее время процессов литья, что до сих пор было невозможно.
С другой стороны, известно, насколько сложно получить методом литья отверстия малого диаметра и
большой длины с помощью используемых в настоящее время стержней, которые разрушаются или
деформируются. Использование стержней из плавленого кварца в соответствии с настоящим процессом
позволит избежать этих недостатков.
Наконец, с помощью кремнезема станет возможным поместить один металл внутри другого, последовательно
отлитых в одной и той же форме, обеспечив лишь тонкую перегородку из кремнезема между двумя
последовательными пространствами, предназначенными для этих металлов, которые могут иметь разные
температуры плавления или состояния.
Настоящее изобретение касается также устройств: форм, стержней, армирующих элементов стержней,
используемых при осуществлении этого процесса, и они характеризуются сочетанием использованного
кремнезема со специальными средствами, позволяющими это использовать, в частности, для обеспечения
прочности этих частей (форм, постоянных стержней) или удобства извлечения (стержни разрушаются при
каждой операции), которые будут описаны далее.
НЕПОСТОЯННЫЕ СЕРДЕЧНИКИ.
С помощью существующих технологий невозможно получить стержни малого диаметра (от 3 до 10 мм) и
большой длины; расширение армирующего материала деформирует их в направлении оси, используемый в
малых толщинах песок разрушается, недостаточная жесткость песка вызывает диаметральные деформации.
В любом случае, существующие процессы литья не позволяют получить стержни с точностью,
приближающейся к точности механической обработки.
В соответствии с изобретением эти сердечники изготовлены из SiO, диаметр может быть настолько малым,
насколько это необходимо, а длина может быть значительной, без какой-либо осевой деформации
(коэффициент расширения 0,5 × 10⁶). Эти сердечники, будучи достаточно жесткими, не нуждаются в усилении,
не требуют отверстий для выхода газов, заглушек, нагрева, покрытия, что наиболее часто встречается в
случае сердечника, один конец которого находится в посадочном месте, а другой — в свободном воздухе.
В случае полых стержней их можно использовать пустыми или заполненными сухим неагломерированным
песком; этот белый кремнеземистый или обожженный шлифовальный песок, не содержащий воды и
агломерирующих веществ, не требует отверстий для выхода газов. В случае глухого стержня можно
предотвратить погружение торца в металл с помощью огнеупорного песка, любого другого формовочного
песка или песка для стержней (чтобы избежать попадания металла в стержень).
Сердечники из SiO могут иметь любую форму W, соответствующую либо заданной механической обработке,
либо напряжениям, возникающим в процессе литья.
В случае стержней, испытывающих напряжения от металла во время литья (изгибные напряжения, если речь
идет о горизонтальных стержнях), гвозди или другие обычные опоры заменяются стержнями из SiO.
Ядра SiG самопроизвольно разрываются, как только отношение диаметра к толщине становится достаточно
большим. Как правило, ядра самоустраняются при отношении диаметра к толщине больше или, по крайней
мере, равном 15.
— Образцы керна могут быть извлечены с помощью специальных инструментов.
Согласно настоящему изобретению, для сердечников малого диаметра будет выгодно разместить вдоль них
очень тонкие канавки, уменьшающие толщину сердечника и облегчающие его разрушение. Сердечники из
SiO могут использоваться со всеми металлами. Металлы с высокой температурой плавления (сталь и т. д.)
не имеют серьезных недостатков, поскольку девитрификация может быть лишь частичной; это свойство,
кроме того, может быть использовано.
для извлечения ядер.
Что касается реакции SiO в сплавах, основой которых является Mg («электронный металл» и т. д.), реакция
SiO + 2g = 'a NO + Si происходит только при высокой температуре, поэтому ее можно ограничить, ускорив
процесс нагрева.
Для литья металла «Электрон» и других сплавов с высоким содержанием Mn.
Использование кремнезема имеет огромное преимущество перед формовочными или стержневыми песками,
заключающееся в отсутствии воды. Литье с использованием этих песков очень затруднительно, поскольку
вода разлагается. Области применения стержней из SiO очень многочисленны: 9 смазочных отверстий,
каналов, пазов, отверстий для поршневых штифтов и т. д.
На самом деле, очень сложно просверлить отверстия малого диаметра, 5-6 мм, когда длина превышает 20
мм. Вырезание углублений с помощью других станков, таких как фрезерные станки и т. д., также чрезвычайно
сложно и, кроме того, очень дорого.
Использование стержней из SiOR в большинстве случаев позволяет избежать механической обработки
отверстий диаметром 100 мм. Аккуратность поверхностей, полировка, во всех отношениях сопоставимы с
обработанными механическим способом поверхностями. Наиболее гладкие поверхности получаются при
использовании нагретых стержней; однако, если металл, окружающий стержень, занимает относительно
значительный объем, такой нагрев не требуется. Стержни, как правило, нуждаются в нагреве меньше, чем
формы.
REINFO Rc EMENT ron CORE.
Упрочняющее вещество должно иметь как можно меньший коэффициент теплового расширения.
Упрочняющие вещества, обычно используемые в литейном производстве, не позволяют получить прямые
стержни, как только их длина достигает относительно большого значения. Плавленый кварц имеет достаточно
низкий коэффициент теплового расширения, чтобы обеспечить полное соответствие требованиям;
упрочняющее вещество, защищенное песком стержня, может противостоять усадке и не подвергается риску
повреждения термического происхождения. Поэтому упрочняющие вещества из кварцевого стекла подходят
для любого металла, окружающего стержень, и их форма может быть адаптирована к напряжениям, которые
они должны выдерживать.
Когда в стержнях достаточно зазоров, арматуру можно извлекать и использовать снова и снова
неограниченно долго. Благодаря диффузии водорода через SiO, можно использовать довольно большие
стержни без каких-либо отверстий для выхода газов, в случае полого стержня (например, стержня с пористым
сердечником), водород сгорает на конце, сообщающемся со свободным воздухом. Полая арматура может
быть заполнена сухим или агломерированным песком, чтобы предотвратить проникновение металла или по
другим причинам. Полученные поверхности не имеют ни продувки, ни точечных повреждений, что показывает,
что доля Q выходящего газа достаточна.
Арматурные элементы не должны скользить по песку стержня. Чтобы избежать скольжения, можно
использовать шероховатую арматуру из SiO; также можно сделать канавки различного рода. Кроме того,
арматуру можно покрыть глиной, как это принято в литейном производстве.
Упрочняющие элементы из SiO могут быть покрыты металлическими деталями для повышения
механической стойкости при -2°C. Они могут быть встроены в металлические детали, плотно закреплены в
металлических трубках, введены в нагретом состоянии и т. д.
ПОСТОЯННЫЕ СЕРДЕЧНИКИ.
Несъемный стержень чаще всего используется для повторяющихся работ; он также может быть полезен для
изделий, для изготовления которых требуется всего несколько стержней, но которые достаточно важны,
чтобы на их изготовление потребовалось относительно много времени.
При использовании кремнезема сохраняются перечисленные преимущества для недолговечных стержней:
отсутствие необходимости в механической обработке и т. д.
Для изготовления этих стержней необходимо избегать их разрушения во время сборки; для этого достаточно
разделить стержень на несколько элементов, которые могут принимать любую форму, необходимую для их
использования. Между этими различными элементами необходимо обеспечить зазор, чтобы избежать
разрушения уголков.
Пространства заполнены фрагментами StiO, максимально дешевыми и очень хрупкими; эти фрагменты
предназначены исключительно для того, чтобы разбиваться и предотвращать разрушение важных и
дорогостоящих частей.
Также могут быть рассмотрены пластиковые покрытия, а также другие элементы для заполнения зазоров
между элементами. Фрагменты сердечника могут быть центрированы с помощью колец, расположенных на
концах, где металл не проходит; металлические кольца могут быть размещены снаружи. Если сердечники
требуют внутреннего направляющего элемента (в случае полых сердечников), могут использоваться кольца
из SiO, приспособленные для разрушения под действием прижимной силы, чтобы избежать износа важных
частей. В большинстве случаев в постоянных сердечниках выход газов не требуется.
ПОСТОЯННЫЙ МОЛЮТ,35.
Постоянные формы могут быть изготовлены из SiO. Чаще всего термостойкость SiO защищает их от
любых термических повреждений, настолько, что во многих случаях срок службы форм из SiO может быть
значительно больше, чем у металлических форм. Даже для относительно небольших диаметров (50 м) усадка
металла всегда достаточна для извлечения детали. Поскольку форма изготавливается механическим
способом, это большое преимущество, так как формы не требуют соединений, шплинтов или болтов (как
металлические охлаждающие формы).
Учитывая относительно высокую хрупкость SiO, будет целесообразно окружить формы металлом. Контракт
75.
В результате металл идеально прилегает к стенкам, но кремнезем испытывает определенное напряжение.
Если это напряжение принимает значения, не превышающие механическое сопротивление кремнезема,
последний таким образом будет защищен от ударов, вибраций и т. д., и, следовательно, его хрупкость
значительно уменьшится.
В общем случае, напряжение, оказываемое на тело SiO при сжатии металла, будет зависеть от
характеристик механической прочности этого металла при разных температурах, от его удлинения при разных
температурах, от используемой толщины. Если, например, характеристики механической прочности металла
очень высоки, и этот металл нельзя отлить малой толщины, очевидно, что напряжение, оказываемое на SiO,
будет значительным, и кремнезем не сможет противостоять этому усилию.
Необходимо также учитывать удлинение; важно, чтобы металл, окружающий кремнезем, мог изменять свою
форму и не ломался. Толщина металлического слоя вокруг образца 1 М SiO также может варьироваться в
зависимости от формы образца.
В случае, когда невозможно избежать разрушения кремнеземной формы простым воздействием окружающей
среды, следует обратиться к схемам, которые будут описаны ниже в качестве примеров со ссылкой на
прилагаемый чертеж.
На фиг. 1 этого чертежа показано поперечное сечение первого варианта конструкции армированной
кремнеземной формы.
На рисунках 2, 3 и 4 показаны продольные диаметральные сечения трех других конструкций.
На рис. 5 показан поперечный разрез пятого варианта расположения элементов.
Согласно первому варианту (рис. 1), блоки из твердого металла 1 отливаются вокруг трубки из плавленого
кварца. 2 Эти блоки разделены небольшими пластинами из 0,12 Si OZ, OX. Блоки 1 разделены друг от друга
песком 4, и вся конструкция образует сердцевину, покрытую металлическим слоем 5, предназначенным для
защиты кварца. Контактные поверхности S и A; S блоков 1 имеют очень разные размеры, при этом
наименьшая поверхность S будет передавать высокое натяжение металлу блоков 1, что изменит его форму, в
то время как трубка из кварца, подвергаясь меньшему натяжению, поскольку S больше, чем S, и деформация
металла 1 ограничивает действие сжатия, не может сломаться. Металл блоков 1 может быть тверже, чем
металл покрытия 5, в этом случае эти блоки будут слегка проникать в указанное покрытие и, следовательно,
будут меньше давить на центральную трубку.
Концы блоков 1 могут быть снабжены небольшими U-образными, очень тонкими колпачками из плавленого
кварца, которые будут разрушаться в начале сжатия, после чего металл покрытия 5 еще должен будет
переместиться на определенное расстояние, прежде чем J 5 соприкоснется с блоками, что, следовательно,
уменьшит действие сжатия на кварцевую трубку 2.
В конструкции, показанной на рис. 2, трубка 2 из SiO окружена стержнем 6 и пересекается другим стержнем
7 из песка или кремнезема. Вокруг этой системы отлита металлическая оболочка, которая служит внешним
усилением для будущей формы, полученной путем извлечения осевого стержня 7.
Сила, возникающая при сжатии металла оболочки, будет функцией плеча рычага, равного ширине плоской
коронки 8а этой оболочки, которое может быть пропорционально сопротивлению -30 °C кремниевой трубки 2,
сжатой в осевом направлении, она будет оказывать идеальное сопротивление.
На рис. 3 показан вариант, в котором сердечник 6 заканчивается сверху и снизу двумя коническими частями,
так что две коронки основания 83 металлической оболочки 8 будут иметь режущую внутреннюю кромку,
которая при сжатии будет очень аккуратно разрезать кремниевую трубку 2.
В конструкции, показанной на рис. 4, труба 4 или 2 окружена гибким и огнестойким материалом 9, таким как
асбест.
Вокруг асбеста помещается тонкая трубка из SiO, 10, предназначенная для сохранения асбеста в период,
когда температура металла оболочки 11 достигает максимума; эта трубка разрывается в момент
затвердевания указанной оболочки.
На фиг. 5 предусмотрены углубления вокруг металлических листов слюды 12, так что в период сжатия этой
оболочки рычаги, образованные в каждом крыле 5а по обе стороны от слюды, могут раздвигаться, и таким
образом уменьшается сцепление с кремниевой трубкой. Длина этих рычагов будет пропорциональна
сопротивлению кремнезема.
Хорошо известно, что эти конструкции не имеют никаких ограничений и применимы не только к армированию
цилиндрических форм из кремнезема, но и к формам любой другой формы.
Подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его осуществления, я заявляю, что то, что
я заявляю, — это 1. Способ формования литейных изделий, характеризующийся использованием в качестве
контактирующих с расплавленным металлом элементов из плавленого кварца (SiO) по всей поверхности
металла или только на ее части.
2
Способ формования литейных изделий, дополнительно характеризующийся наличием непостоянного
сердечника из плавленого кварца с гладкими и сплошными стенками, то есть без отверстий для выхода газов.
3
Способ формования литейных изделий, дополнительно характеризующийся наличием трубчатого стержня 80,
имеющего отношение диаметра к толщине не менее 15, для обеспечения автоматического разрушения и
удаления стержня.
4
Способ формования литейных изделий 85 дополнительно характеризуется упрочнением сердцевины из
кремнезема, включающей внешнюю шероховатую поверхность для предотвращения скольжения песка.
Способ формования литейных изделий 9, как указано в пункте 4, дополнительно характеризуется тем, что
упрочнение осуществляется снаружи металлическими элементами.
6
Способ формования литейных изделий, дополнительно характеризующийся наличием постоянного
сердечника из кремнезема, разделенного на несколько элементов, разделенных интервалами, снабженными
фрагментами кремнезема.
7
Способ формования литейных изделий, дополнительно характеризующийся наличием стержней, на 100%
усиленных металлическими кольцами.
8
Способ формования литейных изделий, дополнительно характеризующийся наличием формы из кремнезема,
окруженной металлическими блоками, разделенными элементами кремнезема, и песком и поверхностью 1j,
закругленной литой металлической оболочкой, причем сечение этих блоков таково, что их поверхность
контакта с кремнеземной формой меньше, чем их поверхность контакта с оболочкой 1j. 9 Способ формования
литейных изделий, как заявлено в п. 8, дополнительно характеризующийся тем, что указанные блоки
изготовлены из металла, который тверже, чем металл оболочки, так что он проникает в последнюю во время
сжатия и таким образом снижает давление на кремнеземную форму.
Способ формования литейных изделий по пунктам 8 и 9, дополнительно характеризующийся тем, что торцы
блоков снабжены U-образными, очень тонкими, кремнеземными колпачками, которые разрываются в начале
сжатия оболочки и таким образом уменьшают воздействие этого сжатия на форму. Способ формования
литейных изделий, дополнительно характеризующийся формой из кремнезема, окруженной песчаной
оболочкой, которая, в свою очередь, окружена металлической оболочкой, снабженной днищами,
перпендикулярными оси формы. (IM 402, d 32 402,732)
12 Способ формования литейных изделий по п. 1, дополнительно характеризующийся тем, что песчаный
стержень заменен эластичным и огнестойким материалом, окруженным металлическим армированием, при
этом вокруг указанного материала предусмотрена тонкая кремнеземная трубка, предназначенная для
исчезновения путем сжатия в момент сжатия оболочки.
13 Способ формования литейных изделий по п. 12, дополнительно характеризующийся тем, что
металлическая оболочка находится в непосредственном контакте с кремнеземной формой, но включает в
себя крылья, разделенные на две части листами слюды, так что они могут выполнять роль рычагов, которые
будут смещаться в момент сжатия и таким образом уменьшать напряжение, оказываемое последней на
кремнеземную форму.
Дата: 24 февраля 1932 года.
Мьюбиурн, Эллис и Ко, Чансери Лейн, 72, Лондон, W C 2, дипломированные патентные поверенные.
Редхилл: Напечатано для типографии Его Величества компанией Love & Malcomson, Ltd - 1933 год.
Соседние файлы в папке патенты