Результат интеллектуальной деятельности: Литейная многослойная оболочковая форма

Изобретение относится к области литейного производства, в частности, к литейным многослойным оболочковым формам для изготовления металлических отливок по выплавляемым моделям.

Литейная многослойная оболочковая форма состоит из тонкостенных многочисленных облицовочного, промежуточных и наружного слоев.

При этом внутренние промежуточные слои выполнены с использованием легкоплавких керамик, температура плавления которых ниже температуры формы при заливке металла.

Наиболее близкой к заявляемой литейной многослойной оболочковой форме является литейная многослойная оболочковая форма (Авторское свидетельство СССР SU №1770032, опубл. 23.10.1992 Способ изготовления оболочковых форм по выплавляемым моделям / Евстигнеев А.И., Куренков В.И., Ри Хосен и др.), у которой промежуточные слои оболочек присыпаются отходами фарфорового производства в виде крошки фракции 0,3 - 1,0 мм.

Недостатком такой известной литейной многослойной оболочковой формы является ее низкая податливость.

Этот же недостаток характерен и для классической традиционной многослойной оболочковой формы, все слои которой изготовлены только на кварцевом песке и этилсиликате («Литье по выплавляемым моделям» под ред. Я.И. Шкленника и В.А. Озерова, М.: Машиностроение, 1984, с. 176-298).

Технический результат, получаемый при осуществлении заявленной литейной многослойной оболочковой формы, заключается в повышении ее податливости, а значит и трещиностойкости.

Заявляемая литейная многослойная оболочковая форма характеризуется следующими существенными признаками.

Ограничительные признаки: литейная многослойная оболочковая форма состоит из многочисленных тонкостенных слоев (оболочек).

Отличительные признаки: внутренние промежуточные слои выполнены с использованием легкоплавких керамик, температура плавления которых ниже температуры формы при заливке металла.

Причинно-следственная связь между совокупностью признаков заявляемой литейной многослойной оболочковой формы и достигаемый технический результат заключается в следующем.

Вследствие того, что при заливке жидкого металла в многослойную оболочковую форму, наружные слои формы подвергаются значительным растягивающим напряжениям, а слой соприкасающийся с жидким металлом - значительным сжимающим напряжениям, то изготовление внутренних промежуточных слоев с использованием легкоплавких керамик вследствие их размягчения от воздействия температур прокаливания и жидкого металла при заливке обеспечивает повышение податливости оболочки, а значит повышает ее трещиностойкость.

Температура плавления таких керамик ниже начальной температуры формы при заливке металла, что обеспечит ее размягчение и последующее плавление под действием температуры жидкого металла. Кроме того легкоплавкая керамика должна быть экологически чистой или по крайней мере состоять из нейтрального материала.

Поскольку температура плавления легкоплавких керамик ниже температуры формы при заливке металла, то слои оболочки с добавками таких керамик вследствие их размягчения становятся более податливыми, а значит и у оболочки в целом тоже повышается как податливость, так и трещиностойкость.

Все это в совокупности делает такую оболочковую форму более устойчивой к тепловому удару от заливаемого в нее жидкого металла, а значит, сокращает потери форм из-за их растрескивания.

Работа такой литейной формы происходит следующим образом. Жидкий металл заливается в литейную многослойную оболочковую форму и охлаждается путем отвода тепла от затвердевающей отливки через все слои оболочки. Первым соприкасается с жидким металлом внутренний облицовочный керамический слой оболочки, который разогреваясь начинает увеличиваться в объеме. Второй и все последующие внутренние слои также разогреваясь с той же интенсивностью, как и облицовочный слой также увеличиваются в объеме. Наружный слой тоже нагревается, но с меньшей интенсивностью и меньшим увеличением объема, так как его температура ниже температуры облицовочного и промежуточных слоев

Изготовление внутренних промежуточных слоев с использованием добавок легкоплавких керамик приводит в процессе прокаливания и заливки формы жидким металлом к размягчению этих добавок от воздействия высоких температур. При этом значительно повышается податливость оболочки, а значит ее трещиностойкость.