Способ изготовления керамических литейных форм по удаляемым моделям

О ее-И-С А-Н И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскмк Сониалмстммескмх Республик4/22 с присоединение (23) Приоритет -за Государственный комет Совета Мииистроа ССС ео делам изобретений и открытийОпубликован летень 15 5. 04.7 8 3) У 21,74.88.8) ата опубликования описания 27.03 Д Сенюкэв новский, В.элев, В, С,кан, Е. И. РГ,Черныш Б, М, К элявкин С, Меньшиков Баранов Г. Д. аркарян Л. А. Масарский,И. А. Степанов,Рудк эв 1 исаренкэ, Бзанэв, Б. Мв и Р. Л. М А,(71) Заявител 4) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ Г 10 УДАЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ тся к литейному прэизготовлению оболочк м удаляемых карба- М зо ретение 5 72) Авторы Г. А, КаплУ изобретения В. В, Кэр Н. И. Ющизводству, а именно квых фэрм с применениемидосодержаших м эделеи,Известен способ изготовления оболэчкэвых форм пэ соневым мэделям, включающийвыжигание модели однэвременно с прокаливанием формы 11,Недостатком известного спосэба является значительный процент дефекта литья пэсвищам и неметаллическим включениям. Причинэй дефектов литья является физико-химическое взаимэдействие жидкого металла скерамической эболочк эй (форм ой), котораяподвергалась воздействию биурета - продукта термического разложения карбамидэсодержащей модели. При выжигании моделей к5-10% ужеимеющегося в мэдели биурета(последнее связано с технэлэгией приготовления сэлевых расплавэв) добавляется еще 220-30% этого же соединения за счет термэраспада к арбам ида.Чтобы исключить взаимодействие биуретас оболочкой следует еще до выжигания свестнк минимуму содержания биурета, пэ край ней мере, в пограничном слое модель-форма и подэбрагь термический режим разложения карбамида в период выжигания мэдели с минимальным образованием биурета,Наибэлее близким к изэбретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ изготовления оболочковой литейнэй формы, включающий смачивание фэр мы с моделью перед удалением модели и последующее удаление моделей одновременно с прэкаливанием фэрмы 123.Однако известный спэсэб применительно к сэлевым карбамидэсодержащнм моделям не дает неэбхэдимэгэ эффекта, так как не исключает вреднэгэ воздействия биурета на качествэ формы, что ведет к браку литья пэ свищам и неметаллическим включениям.Цель изэбретения - исключение дефектов литья пэ свищам и неметаллическим включениям, улучшение чистэты поверхности.Это дэстигается тем, чтэ в качестве органической жидкэсти используют вэдный раствэр карбамнда, а прэкалку фэрмы ведут при скорости подъема температуры внутри формы 300-450 С/час..3Концентрация карбамида в водном раствэре соответствует 5-25 вес,%;Изготовление солевой мэдели, формирование на модели керамической оболочки,заливк 0 металлом и выбивка отливки впре дложенном способе производится аналогичнэ известному спосо у.бОболочку с моделью помещают на10-ДО мин в 5-25%-ный раствор карбамида в вэде, 1 ОСвежепригэтовленный вэдный растворкарбамида, прэникая через пористую керами-ческую оболочку, разрушает в прилегающемслое модели биурет, содержащийся в модели с мэмента ее изгэтовления, 15Затем укладывают оболочку на постельогнеупорного наполнителя в опоке, Регулируют гют горелки газэвых (мазутных) печейтак, чтобы в печной атмосфере содержалось от 2 до 10% свэбодногэ кислорода(чтэ сэответствует сжиганию топлива со 1кээффициенгэм избытка ввздуха 1,2-13),Если применяются электрические печи, тов рабочее пространство принудительно подают кислород или вэздух в соответствующих 25количествах.Опэку с обэлочкэй помещают в разогретую до 800-1000 С печь на 4-6 час. Притакой температуре разогрева печи скоростьпрогрева незафэрмэванной оболочки соответ.,.уетствует 300 450 С и час, Общее времяпрокалки определяется не временем сжигания модели, а длительностью удаления летучих веществ из материала керамики.Оболочки простэй конфигурации заливают 35металлом сразу по выходе из печи, эхлаждают этливки и очищают их от материалаформы, Более сложные обэлочки после обработки. по такому режиму формуют в огнеупорном наполнителе и перед заливкой подогревают до требуемой температуры,П р и м е р 1, (по известному способу),Испытание способа производится в цехегочнэгэ литья Ленинградского завода тур 45бинных лопаток,Изделие: лопатки 26-й ступени турбиныК.Материал оболочка; электрэкорунднаэтилсиликатнэй связке.Материал модели; солевая композиция(КС), содержащая 95%карбамида и 5%калиевой селитры,Габариты оболочки: 850 х 160 х 400 мм,Габариты опоки: 1100 х 400 х 500 мм.ЯОпорный наполнитель, для формовкиоболочек в опоках: щамотная крошка от0,3 до 5 мм.Прокалочная печь, газовая, проходная,трехзэнная с температурой по зонам 800.о850, 950 С. Контрольный коэффициент избытка воздуха 1,06. Выполняется пэ известному спэсо-бу. Прокаливание зафэрмэваннэй оболочкив течение 18 час проводится с последую; щей заливкэй сталью раскаленной фэрмы,исключая операции полного или частичногопредварительного ряствэрения модели.Так как в этом опыте сэлевая модельокружена теплэвэй изоляцией (формовочным материалэм), то она прэгревается медленно, и модельный состав разлагается с выделением биурета. Та часть биурета, которая уже сэдержалась в материале моделик моменту прокалки, предварительно не удаляется (эболочки не погружаются в 5-25%-ныйраствэр карбамида), Кроме того, коксовидные"продукты взаимодействия биурета с оболочкой не дэжигяются из-за отсутствия в печной атмосфере свэ 5 одного кислэрода,После охлаждения в отливке обнаруженыпороки (свищи, неметаллические включения),расположенные в нижней части пера лопатки.Чистота поверхности отливки соответствует4 классу шероховатости по ГОСТ 2789-73.Идентичные эксперименты с оболочкамидругих наименований дают также отрицательные результаты.П р и м е р 2 (по предложенному способу),Оболочку в опоке (без формовки опорным .наполнителем) предварительно погружаютв течение 10 мин в 5%-ный водный растворкарбамида, после чего прокаливают в течение 6 час при коэффициенте избытка воздуха в печных горелках, равном .1,2,Действительная температура внутри объ:дочки нарастает сэ скоростью эт 300 доо450 С (определяют по термопаре и пересчитывают на режим проталкивания опок черезпечь). Этот температурный интервал является оптимальным, уменьшение и увеличениетемпературы прокалки не улучшают качествва поверхности. Прокаленные оболочки признаны годными, Чистота поверхности отливки 5-6 класс, ГОСТ 2789-73.В последующих экспериментах замеченоповышение чистэты поверхности литья с ростом до 25%-ной концентрации карбамидав водном. растворе для смачивания оболочек,дальнейшее увеличение концентрации не уучшает качества поверхности. Замечено также,что процесс выжигания модели ускоряетсяпри увеличении сэдержания свобэдного кислорода в печи. Но поскольку сжигание моделидлится не более 1/3 от всего времени прокаливания (последнее определяется длительностью удаления летучих веществ из керамики о 5 элочки), то по экэнэмнческим соэ 5 оажениям кэнцентрацию свэбэднэгэ нислэрода впечнэм пространстве следует поддерживатьна уровне, не превышающем 10%, 6034 Предложенный способ литья по выжигаемым солевым моделям при соблюдении приведенных режимов эффективен, так как, посравнению с известным, позволяет получать качественное литье без свищей и цеметаллических включений,Применение способа позволит значительно улучшить качество литой поверхностии по сравнению со способом литья по растворяемым моделям, так как при длительномпроцессе растворения происходит размывание поверхностногэ слоя керамики, Способособенно аффективеи для цехов, производяних корпусное и ответственное литье по солевым моделям например, турбинные лопат-ки).Ф эрмула изобретения1, Спэсоб изготовления керамическихлитейных форм по удаляемым моделям,836включающий прэпитку формы с модельюорганической жидкостью с последующим удалением модели и прэкалку формы, э т л цч а ю и и й с я тем, чтос целью исключения дефектов литья пэ свищам и немегаллическим включениям, улучшения чистотыповерхности, в качестве органической жидкости используют водный раствор карбамида, а прокалку формы ведут прц скоростиподьема температуры внутри формы300 450 Счас,2. Способ .по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что концентрация карбамида в водном растворе соответствует 5-25 вес.%.Источники информации, принятые во внимание при акспертизе:1, Патент Бельгии % 653219, кл. В 29 С,2. Патент США Ж 3519057,кл. 164-35/В 22 С 9104, 07.07,70.Заказ 1971/13 Тираж 950 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изо 5 ретеций и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская цабд, 4/5 Филиал ППП Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4