Способ изготовления керамических форм

1 ц 544498 Союз Советскнх Социалистических Республик(61 Дополнительное к авт. свид-ву 2) Заявлено 28.08.75 (21) 2168845/02 л." "В 22 С 9/О ением заявкирисо Государстееннын номнте овета Мнннстров ССС(088.8) бликовано 30.01.77. Бюллет по делам нзсбретеннн н открытийДата опубликовани писания 01.03.7(71) Заявитель ЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ФОР(54) СПОС Изобретение относится к области литеиного производства, а именно к изготовлению керамических форм по выплавляемым моделям с использованием керамических стержней преимущественно для литья отливок с направленной кристаллизацией.Известен способ изготовления керамических форм по выплавляемым моделям, заключающийся в послойном нанесении огнеупорной суспсч 1 зин на выплавляемую модел с последующей сушкой, удалением модели и обжигом сформированной формы 1. Однако для получения монокристальных изделий и особенно при групповой отливке таких изделий необходимо иметь плоскопараллельное дно формы (для равномерной передачи охлаждения к отливке при кристаллизации) и конфигурацию придонной части внутренней полости формы с конусообразным выступом (представляющей собой форму сапожка) для обеспечения зарождения и распространения роста только одного кристалла. Для получения монокристальной отливки наиболее ответственной частью сапожков, обеспечивающей зарождение и распространение только одного кристалла, является их основание, выполненное в виде выступов на расстояние 10 - 15 мм и имеющих толщину порядка 1,0 - 0 6 мм. оТакой способ получения керамической формы не обеспечивает отсутствия каких-либо дефектов в форме по контуру козырьков и одинаковой толщины дна во всех точках.Наиболее близким к описываемому изобретеншо по технической сущности и достигаемому эффекту является способ изготовления керамических форм путем нанесения на керамический стержень, его основание и выплав ляемую модель многослойного керамическогопокрытия 2.Однако в процессе нанесения первого слоякерамического покрытия тонкая кромка козырька может быть повреждена, что приво дит к образованию дефекта в форме и зарождению постороннего кристалла в процессе кристаллизации. Кроме того, керамическое дно формы, получаемое нанесением многослойного покрытия, имеет не одинаковую тол щину, а это приводит к неравномерности охлаждения дна при проведении процесса кристаллизации, что отрицательно сказывается на получении монокристалла.С целью повышения выхода годных слитков 25 по предлагаемому способу перед нанесениемкерамического покрытия основание керамического стержня пропитывают пдролпзованным этилснликатом.Для изготовления керамических форм, ис пользуемых для получения монокристальных5 И 1) 8 Фор мула изобретения Составитель В. Муравьева Тсхред Е. Петрова Корректор А. Галахова Редактор 3. Ходако ва Заказ 217/4 Изд. М 153 Тираж 1054 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раугпская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 изделий направленной кристаллизацией, необходимо предварительно получить керамическое дцо с цлоскопараллельцым веркина иццжнцм осцоьацпямц, которое получаютпрсссованием керамическоц массы ца основе элсктрокорунда и последующего двухступенчатогообжига при 1300 и 1600 С. Для получениямонокристаллов любой заданной ориентациидно формы выполняется в виде диска с, такназываемым, затравочным карманом ццлпндрцческой формы в центре, имеющим внутриполость квадратного сечения, цилиндрическуюцлц коническую, для установки искусственного зародыша (затравки), который дает начало росту кристалла в заданной ориентации. 15Затем осуществляют запрессовку модельной массы с помощью пресс-формы на керамическое дцо, полное смачивание керамического дна гпдролизовацным этцлспликатом,Литье ца керамическое дно обеспечивает прочнос соединение модели детали с дном без образования дефектов.После этого ца стержень и моелц наносятмногослойное керамическое покрытие с послойной сушкой ца воздухе ц в аммиачной 25среде и производят выплавку модели и обжиг сформированной оболочковой формы прцвысоких температурах.Нанесение многослойного покрытия производится обычным способом. Оно состоит в цанесении сусцензии, состоящей из жидкой фазы, гцдролизовацного этилсилцката и наполнителя, мелкозернистого электрокорунда, споследующей обсыпкой более крупнозернистым электрокорундом и послойной сушкой в 35воздушной и аммиачной средах,Ввиду того, что при нанесении первого слоясуспензии на модельный блок происходитвыделение воздуха из пор керамического дна ипоглощение жидкой фазы суспензии керамическим дном, возможно образование дефектовв виде газовых раковин, что приводит к зарождению постороннего кристалла.П р и м е р, Кераические формы, изготовленные по предлагаемому способу, проверяют в лабораторных условиях для получениямонокристальных изделий, в частности слитков прямоугольного и круглого сечений и лопаток турбореактивного двигателя. Керамическое дно в виде диска диаметром 60 и 120 мм 50с затравочным карманом отпрессовывают пзмассы на основе электрокорунда ц обжигаютв две стадии: при 1250 и 1600 С в течениешести часов. На керамическое дно отливаютмодели слитков прямоугольного и круглогосечений и модели лопаток турбинного двигателя вместе со стартерами - сапожказио. На полученные модельные блоки наносят двецадцатислойное керамическое покрытие путем окунания пх в суспензию, состоящую цз жидкой фазы, гидролизованного этилсиликата и наполнителя, мелкозернистого электрокорунда, и обсыпки более крупнозернистым электрокорундом. Перед нанесением первого слоя суспензии керамическое дно смачивают в гидролизов анно м этилсиликате путем двукратного окунания его. Дно выдерживаот в этилсиликате до полного удаления газа цз пор керамики (в течение двух - трех минут). После нанесения каждого слоя керамического покрытия оболочка просушивается на воздухе и в аммиачной среде. Из сформированной оболочки производят удаление модели путем выплавления ее в горячей воде, Просушенцые ца воздухе формы обжигают в печи электросоцротпвлсцця при 950 С в течение четырех часов. Изготовленные предлагаемым способом формы используют для получения моно- кристальных изделий; слитков прямоугольного ц круглого сечений ц туроцнных лопаток.Предлагаемый способ изготовления керамической формы обеспечивает выполнение требований, предъявляемых к формам для монокристального литья за счет улучшения качества поверхности формы, ликвидации газовых раковин с гарантией получения моно- кристалла на 100%. Отливки, полученные в формах, изготовленных по предлагаемому способу, соответствуют Й -классу чистоты и точности,Способ изготовления керамических форм преимущественно для изготовления отливок с монокристальной структурой путем нанесения ца керамический стержень, его основание и Выплавляем 10 модель многослойноО керамическогоо покрытия, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения выхода годных отливок, перед нанесением керамического покрытия основание керамического стержня пропитывают гцдрозцзовацц.з этцлсцлцкатом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;1, 111 киенник Я. И н Озеров В. Л. Литье по вынлавляемым моделям, 1961, с. 144.2. Патент Франции1523450, кл, В 22 С, 1968 (прототип).