Результат интеллектуальной деятельности: Уплотнительный колпачок для герметизации стыков отверстий выпора литейной формы вакуумно-пленочной формовки

Изобретение относится к области металлургии, а именно к литейному производству, в частности к изготовлению песчаных форм методом вакуумно-пленочной формовки, к уплотнительным колпачкам для герметизации стыков отверстий выпора литейной формы вакуумно-пленочной формовки и может быть использовано при производстве отливок из алюминиевых и других сплавов.

Известен уплотнительный колпачок для герметизации стыков отверстий выпора литейной формы вакуумно-пленочной формовки, выполненный из высоко эластичного термоэластопласта в виде полого корпуса с плоской торцевой частью и связанной с ней боковой конической частью, максимальный наружный диаметр боковой конической части которой соответствует максимальному диаметру отверстия выпора, (см. патент РФ №2616710, В22С 9/03, 20.06.2012.).

Однако, известный уплотнительный колпачок для герметизации стыков отверстия выпора литейной формы вакуумно-пленочной формовки при своем использовании имеет следующие недостатки:

- не обеспечивает значительное снижение трудоемкости при изготовлении песчаных литейных форм,

- не обеспечивает снижение времени подготовительных операций при изготовлении песчаной литейной формы,

- недостаточно повышает качество изготавливаемых отливок из алюминиевых и других сплавов.

- обладает недостаточной технологичностью как при своем изготовлении, так и в процессе практического использования.

Задачей изобретения является создание уплотнительного колпачка для герметизации стыков отверстия выпора литейной формы вакуумно-пленочной формовки.

Техническим результатом при использовании уплотнительного колпачка для герметизации стыков отверстия выпора литейной формы вакуумно-пленочной формовки является значительное снижение трудоемкости при изготовлении песчаных литейных форм, снижение времени подготовительных операций при изготовлении песчаной литейной формы с использованием уплотнительного колпачка, улучшение качества изготавливаемых отливок, а также повышение технологичности как при изготовлении уплотнительного колпачка, так и в процессе его практического использования.

Технический результат достигается тем, что предложен уплотнительный колпачок для герметизации стыков отверстий выпора литейной формы вакуумно-пленочной формовки, выполненный из высоко эластичного термоэластопласта в виде полого корпуса с плоской торцевой частью и связанной с ней боковой конической частью, максимальный наружный диаметр боковой конической части которой соответствует максимальному диаметру отверстия выпора, при этом колпачок выполнен из высоко эластичного термоэластопласта, выбранного из группы блок сополимер стирол-бутадиен-стирольный эластомер (SBS), или блок сополимер стирол-этилен-полипропилен-стирольный каучук (SEBS), или композиции на основе блок сополимера стирол-бутадиен-стирольный эластомера (SBS), содержащую 50 масс. % блок сополимера стирол-этилен-полипропилен-стирольного каучука (SEBS), или этиленвинилацетатный каучук (EVA) или термопластичную резину (TPR), максимальный наружный диаметр боковой конической части колпачка составляет 46-52 мм, наружный диаметр бурта торцевой части составляет 1,13-2,0 максимального наружного диаметра боковой конической части колпачка, толщина стенки боковой конической части составляет 1,0-2,5 мм, высота колпачка составляет 40-90 мм и толщина бурта торцевой части составляет 0,5-5,0 мм, при этом конусность боковой конической части колпачка соответствует конусности отверстия выпора и составляет от 1° до 5°, при этом высоко эластичный термоэластопласт уплотнительного колпачка имеет твердость по Шор А 60-75 единиц, прочность при растяжении 3,0-10,0 МПа, относительное удлинение при разрыве 350-650%, плотность - 0,9-1,5 г/см³, показатель текучести расплава (190°С/5,0 кг) - 2,0-70,0 г/10 мин.

Среди признаков, характеризующих предложенный уплотнительный колпачок для герметизации стыков отверстия выпора литейной формы вакуумно-пленочной формовки, существенными являются:

- выполнение колпачка из высоко эластичного термоэластопласта, выбранного из группы блок сополимер стирол-бутадиен-стирольный эластомер (SBS), или блок сополимер стирол-этилен-полипропилен-стирольный каучук (SEBS), или композиции на основе блок сополимера стирол-бутадиен-стирольный эластомера (SBS), содержащую 50 масс. % блок сополимера стирол-этилен-полипропилен-стирольного каучука (SEBS), или этиленвинилацетатный каучук (EVA) или термопластичную резину (TPR),

- максимальный наружный диаметр боковой конической части колпачка составляет 46-52 мм, наружный диаметр бурта торцевой части составляет 1,13-2,0 максимального наружного диаметра боковой конической части колпачка, толщина стенки боковой конической части составляет 1,0-2,5 мм, высота колпачка составляет 40-90 мм и толщина бурта торцевой части составляет 0,5-5,0 мм, при этом конусность боковой конической части колпачка соответствует конусности отверстия выпора и составляет от 1° до 5°,

- высоко эластичный термоэластопласт уплотнительного колпачка имеет твердость по Шор А 60-75 единиц, прочность при растяжении 3,0-10,0 МПа, относительное удлинение при разрыве 350-650%, плотность - 0,9-1,5 г/см³, показатель текучести расплава (190°С/5,0 кг) - 2,0-70,0 г/10 мин.

Экспериментальные исследования предложенного уплотнительного колпачка для герметизации стыков отверстия выпора литейной формы вакуумно-пленочной формовки показали его высокую эффективность. Было установлено, что использование предложенного уплотнительного колпачка для герметизации стыков отверстия выпора литейной формы вакуумно-пленочной формовки обеспечило значительное снижение (на 24-37%) трудоемкости при изготовлении песчаных литейных форм с использованием предложенного уплотнительного колпачка, обеспечило сокращение времени подготовительных операций (на 18-24%) при изготовлении песчаной литейной формы, достигнуто повышения качества изготавливаемых отливок, а также достигнуто повышение технологичности как при изготовлении предложенного уплотнительного колпачка, так и в процессе его практического использования.

Сущность предложенного уплотнительного колпачка для герметизации стыков отверстия выпора литейной формы вакуумно-пленочной формовки поясняется чертежом, где на фиг. 1 показан общий вид колпачка.

Предложенный уплотнительный колпачок для герметизации стыков отверстия выпора литейной формы вакуумно-пленочной формовки выполнен в виде полого корпуса с плоской торцевой частью 1 и связанной с ней конической частью 2, являющейся боковой стенкой. Наружный максимальный диаметр боковой стенки 2 колпачка составляет 46-52 мм и соответствует максимальному диаметру отверстия выпора или прибылей верхней полуформы герметизируемой вакуумно-пленочной литейной формы. Наружный диаметр бурта торцевой части 1 колпачка составляет 1,13-2,0 наружного максимального наружного диаметра конической боковой стенки 2 и равен 52,0-104 мм. Толщина конической боковой стенки 2 составляет 1,1-2,0 мм. Высота колпачка Н составляет 40-90 мм и толщина бурта торцевой части составляет 0,5-5,0 мм. При этом конусность боковой конической стенки 2 колпачка соответствует конусности отверстия выпора или прибылей и составляет от 1° до 5°.

Уплотнительный колпачок выполнен из высоко эластичного термоэластопласта, выбранного из группы блок сополимер стирол-бутадиен-стирольный эластомер (SBS), или блок сополимер стирол-этилен-полипропилен-стирольный каучук (SEBS), или композиции на основе блок сополимера стирол-бутадиен-стирольный эластомера (SBS), содержащую 50 масс. % блок со-полимера стирол-этилен-полипропилен-стирольного каучука (SEBS), или этиленвинилацетатный каучук (EVA) или термопластичную резину (TPR).

Максимальный наружный диаметр боковой конической части колпачка составляет 46-52 мм, наружный диаметр бурта торцевой части составляет 1,13-2,0 максимального наружного диаметра боковой конической части колпачка, толщина стенки боковой конической части составляет 1,0-2,5 мм, высота колпачка составляет 40-90 мм и толщина бурта торцевой части составляет 0,5-5,0 мм, при этом конусность боковой конической части колпачка соответствует конусности отверстия выпора и составляет от 10 до 5°.

При этом высоко эластичный термоэластопласт уплотнительного колпачка имеет твердость по Шор А 60-75 единиц, прочность при растяжении 3,0-10,0 МПа, относительное удлинение при разрыве 350-650%, плотность - 0,9-1,5 г/см³, показатель текучести расплава (190°С/5,0 кг) - 2,0-70,0 г/10 мин.

Технология изготовления предложенного уплотнительного колпачка для герметизации стыков отверстия выпора литейной формы вакуумно-пленочной формовки является традиционной и не требует применения специфического технологического оборудования.

Используют предложенный уплотнительный колпачок для герметизации стыков отверстия выпора литейной формы вакуумно-пленочной формовки следующим образом.

В процессе изготовления литейных форм для последующего использования по технологии вакуумно-пленочной формовки выполняют технологическую операцию разрезания ручным методом с использованием ножа полимерной пленки над местом расположения модели выпора. Затем в образовавшееся после извлечения из песчаной формы модели выпора отверстие (место нарушение вакуумной полимерной пленки) вставляют предложенный уплотнительный колпачок и забивают его киянкой до упора, прижимая полимерную пленку к поверхности литейной формы. Подготовленная литейная форма подается под заливку металлом.

Реализация предложенного уплотнительного колпачка для герметизации стыков отверстий вакуумно-пленочной литейной формы при производстве отливок из алюминиевых и других поясняется следующими примерами.

Пример 1. Уплотнительный колпачок для герметизации стыков отверстия выпора литейной формы вакуумно-пленочной формовки выполнен из блок сополимера стирол-бутадиен-стирольного эластомера (SBS) в виде полого корпуса с плоской торцевой частью 1 и связанной с ней конической частью 2, являющейся боковой стенкой. Наружный максимальный диаметр боковой конической стенки 2 колпачка составляет 46 мм и соответствует максимальному диаметру отверстия выпора или прибылей верхней полуформы герметизируемой вакуумно-пленочной литейной формы. Наружный диаметр бурта торцевой части 1 колпачка 52 мм, что составляет 1,13 наружного максимального диаметра боковой конической стенки 2. Толщина боковой конической стенки 2 составляет 1,0 мм. Высота колпачка Н составляет 40 мм и толщина бурта торцевой части составляет 0,5 мм. При этом конусность боковой конической стенки 2 колпачка соответствует конусности отверстия выпора или прибылей и составляет от 1°.

Пример 2. Уплотнительный колпачок для герметизации стыков отверстия выпора литейной формы вакуумно-пленочной формовки выполнен из блок сополимера стирол-этилен-полипропилен-стирольного каучука (SEBS) в виде полого корпуса с плоской торцевой частью 1 и связанной с ней конической частью 2, являющейся боковой стенкой. Наружный максимальный диаметр боковой конической стенки 2 колпачка составляет 52 мм и соответствует максимальному диаметру отверстия выпора или прибылей верхней полуформы герметизируемой вакуумно-пленочной литейной формы. Наружный диаметр бурта торцевой части 1 колпачка 78 мм, что составляет 1,5 наружного максимального диаметра боковой конической стенки 2. Толщина боковой конической стенки 2 составляет 1,5 мм. Высота колпачка Н составляет 58 мм и толщина бурта торцевой части составляет 0,5 мм. При этом конусность боковой конической стенки 2 колпачка соответствует конусности отверстия выпора или прибылей и составляет от 2°.

Пример 3. Уплотнительный колпачок для герметизации стыков отверстия выпора литейной формы вакуумно-пленочной формовки выполнен из композиции на основе блок сополимера стирол-бутадиен-стирольный эластомера (SBS), содержащей 50 масс. % блок сополимера стирол-этилен-полипропилен-стирольного каучука (SEBS) в виде полого корпуса с плоской торцевой частью 1 и связанной с ней конической частью 2, являющейся боковой стенкой. Наружный максимальный диаметр боковой конической стенки 2 колпачка составляет 48 мм и соответствует максимальному диаметру отверстия выпора или прибылей верхней полуформы герметизируемой вакуумно-пленочной литейной формы. Наружный диаметр бурта торцевой части 1 колпачка 96 мм, что составляет 2,0 наружного максимального диаметра боковой конической стенки 2. Толщина боковой конической стенки 2 составляет 2,0 мм. Высота колпачка Н составляет 64 мм и толщина бурта торцевой части составляет 1,0 мм. При этом конусность боковой конической стенки 2 колпачка соответствует конусности отверстия выпора или прибылей и составляет от 1°.

Пример 4. Уплотнительный колпачок для герметизации стыков отверстия выпора литейной формы вакуумно-пленочной формовки выполнен из этилен-винилацетатного каучука (EVA) в виде полого корпуса с плоской торцевой частью 1 и связанной с ней конической частью 2, являющейся боковой стенкой. Наружный максимальный диаметр боковой конической стенки 2 колпачка составляет 50 мм и соответствует максимальному диаметру отверстия выпора или прибылей верхней полуформы герметизируемой вакуумно-пленочной литейной формы. Наружный диаметр бурта торцевой части 1 колпачка 64 мм, что составляет 1,28 наружного максимального диаметра боковой конической стенки 2. Толщина боковой конической стенки 2 составляет 1,0 мм. Высота колпачка Н составляет 62 мм и толщина бурта торцевой части составляет 1,5 мм. При этом конусность боковой конической стенки 2 колпачка соответствует конусности отверстия выпора или прибылей и составляет 1°.

Пример 5. Уплотнительный колпачок для герметизации стыков отверстия выпора литейной формы вакуумно-пленочной формовки выполнен из термопластичной резины (TPR) в виде полого корпуса с плоской торцевой частью 1 и связанной с ней конической частью 2, являющейся боковой стенкой. Наружный максимальный диаметр боковой конической стенки 2 колпачка составляет 48 мм и соответствует максимальному диаметру отверстия выпора или прибылей верхней полуформы герметизируемой вакуумно-пленочной литейной формы. Наружный диаметр бурта торцевой части 1 колпачка 60 мм, что составляет 1,25 наружного максимального диаметра боковой конической стенки 2. Толщина боковой конической стенки 2 составляет 1,5 мм. Высота колпачка Н составляет 78 мм и толщина бурта торцевой части составляет 3,5 мм. При этом конусность боковой конической стенки 2 колпачка соответствует конусности отверстия выпора или прибылей и составляет 1°30'.