Способ изготовления многослойных оболочковых литейных форм

(19) (11) 3(Я) В 22 С 9/04 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙу, д, ":.;, 1. ;3ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "а )3К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ."1 Ъ-(1. мпа по выплавляемым моделям, включающий послойное .нанесение на блок выплавля мых моделей огнеупорной суспензии и обсыпку зернистым материалом, вытопку моделей, введение в оболочку кислородсодержащего вещества, сушку и прокалку, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения времени и снижения температуры прокалки, а также улучшения чистоты поверхности отливок, предварительно на блок моделей наносят защитный слой покрытия на основе нитроцеллюлоэного лака температурой разложения 500-700 С,о который затем сушат; а в качестве кислородсодержащего вещества используют известковую селитру, которую щФ вводят в количестве 5.-7 мас.Ъ от веса суспенэии для образования второго слоя Формы. 21) 3502943/22-02(71) Институт проблем литья АНУкраинской ССР(56) 1. Авторское свидетельство СССРР 764836, кл. В 22 С 9/04, 1977.2. Авторское свидетельство СССРУ 829316, кл. В 22 С 9/12, 1979.3. Авторское свидетельство СССРпо заявке У 3344911/02,кл. В 22 С 9/04, 1981.(54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ ОБОЛОЧКОВЫХ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМИзобретение относится к литейному производству, а именно к отрасли получения отливок по выплавляемым моделям.Известен способ изготовления керамических оболочек, согласно которому предусматривается сокращение длительности их xрокалки и улучшение качества поверхности отливок за ,счет добавок в полость оболочек в виде активных окислителей (1( .ЮИзвестен способ изготовления керамических форм по выплавляемым моделям, предусматривающий введение кислородсодержащего вещества в полость керамической оболочки перед ее 15 прокалкой. за счет погружения оболочки в насыщенный раствор кислород- содержащего вещества с .последующим удалением раствора из полости и сушки оболочки. При этом происходит осаждение на станках дисперсного окислителя, В качестве кислородсодержащего вещества используются перманганат. калия, натриевая селитра или бертолетовая соль (2) . 25Данный способ прокалки Форм литья ро выплавляемым моделям имеет ряд недостатков, связанных с операциями подготовки форм к заливке, а именно вытопкой и их прокалкой. Известно, что при вытопке моделей из форм в процессе распЛавления модельного состава происходит пропитывание пористой корки практически на всю толщину, углеводородными соединениями, являющимися источником газов в ме- З 5 талле. Кроме того, большое количество (до 15 от веса оболочки) модельных остатков задерживается в так наэы О ваемых "карманах" Формы. При прокалке керамики модельные остатки, находящиеся в полости Формы, начинают выгорать и, в первую очередь, .происхо" дит выгорание углеводородной компо зиции, непосредственно контактирующей с кислородом вбэдуха, проникающего в полость формы, При горении в условиях недостатка кислорода происходит образование сажистого углерода, который осаждается на внутренней поверхности Формы. Его удаление из формы возможно только путем возгонки при высоких температурах ( л 800 ОС) или сгорание в избытке кислорода при температурах50055 600 ОС. Таким образом, модельные ,остатки, внедренные в поры оболочки; не.выгорают в начальный период прокалки и являются дополнительным источником углеродистых веществ в 60 форме, что требует дополнительного увеличения времени прокалки.Используемые окислители имеют температуру разложения, при которой происходит выделение свободного кис лорода, в пределах 240-400 ф, т.е, во время горения модельных остатков в условиях недостатка кислорода. Максимально возможное количественное содержание окислителей в форме и быстрое его разложение не обеспечивает требуемой концентрации кислорода в объеме формы и не устраняет выделение сажистого углерода. К моменту окончания горения остатков в форме (500 ОС) разложение окислителей проходит полностью, и в форме наблюдается явно восстановительная атмосфера, не способствующая горению сажистого углерода.Кроме того, недостатком способаявляется ввод соединений щелочныхметаллов непосредственно в полостьФормы. При разложении указанныхокислителей на внутренней поверхности Формы остаются окислы калияи натрия, которые в дальнейшем попадают в металл и способствуют ухудшению качества поверхности отливок.Наиболее близким к изобретению по техническому существу и достигаемому результату является способ изготовления многослойных оболочковых литейных форм по выплавляемым моделям, включающий послойное нанесение на блок выплавляемых моделей огнеупорной суспензии и обсыпку зернистым материалом, вытопку моделей, введение в оболочку кислородсодержащего вещества, сушку и прокалку ЯОднако в известном способе имеет место проникновение углеводородных соединений в поры керамики, что в свою очередь повышает содержание сажистого углеводородного соединения в поры керамики, а это требует болеедлительной прокалки. Цель изобретения - уменьшение времени и снижение температуры прбкалки форм и улучшение качества чистоты поверхности отливок.Цель достигается тем, что согласно способу изготовления многослойных оболочковых литейных Форм по выплавляемым моделям, включающему послойное нанесение на блок выплавляемых моделей огнеупорной суспенэии и обсыпку зернистым материалом, вытопку моделей, введение в оболочку кислородсодержащего вещества, сушку и прокалку, предварительно на блок моделей наносят защитный слой покрытия на осно ве нитроцеллюлоэного лака температурой разложения 500-700 С, который затем сушат, в качестве кислородсодер. жащего вещества используют известковую селитру, которую вводят в количестве 5-7 мас,В от веса суспензии для образования второго слоя Формы.Нанесение на модель промежуточного слоя из негигроскопичного вещества (нитроцеллюлозного лака), раэ1101317лагающегося при температурах прокал- являющееся активным окислителем. ки, обеспечивает защиту керамичес- Окислитель используется с температукой пористой оболочки от проникно- рой разложения 500-700 С. Требовавения в порах модельной композиции ния по температуре выделения кисло"при вытопке моделей в воде, паром рода связаны со следующим:аниили воздухом. При устранении попа - выделение кислорода должно д я горючих веществ в поры и на- исходить после окончания свободного5 жно проличии окислителя, разлагающегося горения в полости формы (когда в нейтолько в присутствии остатков сажис ,остается только сажистый гле о )того глеу рода (содержание которого которое заканчивается во время нана порядок меньше общего содержа бора формой температуры порядка 500 С,ния модельных остатков в форме), . - температура разложения не должудаление их из Формы происходит зна на быть выше 700 , так как до такой чительно быстрее эа счет сгорания температуры форма прогревается тольв окислительной атмосфере. чем ко к окончанию процесса прокалки;испарение при отсутствии кислорода 15 и использование окислителя с темпепри высоких температурах. ратурой разложения выше 700 С неэфТаким образом, полной прокален-, фективно.ности форм можйо добиться при нагре- Указанным требованиям удовлетво-,вании форм до 500-700 С, т.е. тем- ряет известковая селитра Са(МО,), спературы разложения окислителя, и 2 О температурой начала разложения 560 Сне обязателен прогрев форм до 800- Добавка селитры осуществляется в сусд чинается испарение са- пенэиМ второго слоя оболочки в кожистого углерода. Это в свою очередь личестве 5-7 от веса приготавливаемой суспензии. Содержание Са(МО )калочной печи п име но в 2р рно в 2 раза. 25 в суспензии менее 5 не обеспечиз а изгТехнологическая схема способа вает полного выгорания сажистоготовления формы состоит в следую" лерода иэ полости Формы, а выше 7о угщем. нежелательно, так как при интенсивСобранный блок м оделей покрывает- ном выделении окислительных газовся тонкой пленкой (толщиной 20-50 мкм) происходит растрескивание оболочки.вещества, не расплавляющегося во Зо Использование нитролак вр р р ва форм при вытопке мо- крытия моделей толщиной 20-50 мкм30 о акового поделей. В качестве мате иалр а пленки улучшает качество поверхности модели,могут служить нитроцеллюлозные лаки качество рабочей поверхности формыи краски на их основе. те. Этот слой а это в свою очередь обеспечивает просушивается после чегоРего на него З 5 повышение класса чистоты поверхностинаносятся все слои керамического по- отливок.крытия, В состав суспензии для формообразования добавляется активныйРезультаты испытаний оболочек,окислитель (известковая селитра) вполученных согласно предлагаемому количестве 5-7 от веса суспензии, 4 О способУ, представлены в таблице,приготавливаемой для второго слоя Послеформы;осле изготовле ния опыт ных оболоТ ичек модели выплавляют в горячей воолщина пленки строго регламенти- де послерована и должна находиться в пре1после чего блоки зафо мовывде- сыпучим наполнителем и ипосле б Ф рм.вываютлах 20-50 мкм. При толщине менеерокаливают20 мкм не обеспечивается стабильная вее 45 Различное время, пРичем темпетемпературав печи по предлагаемому способусплошность покрытия. При толщине бо- равна 700 С. баялее 50 мкм образуется толстая г Ру- Реэультаты промышленных испытаая пленка, влияющая на изменение ний покагеометрических размеров моделей что собпоказывают, что предлагаемым ср д мым спо.также недопустимо. Требуемая толщи- каливсо ом уменьшается длительность п о- прона пленки при использовании нитроцелн 50аливания керамических Фо м п имено наи уменьшается темпе алюлозных лаков достигается эа счет тур а в прокалочной печи до 700 СРиспользования лака определенной вяэ- что бкости, а именно 15-20 с по вискоэи- элект оэне го о еспечивает снижение асхо аР дметру В 3-4.ектрознер ии, топлива, паРка споки материалов, идущих на емонтДля обеспечения более полного иОжи аер монт печи. интенсивижидаемый экономический эффектнсивного выгорания сажистых ос". от внедренитатков при более низкой температуре. Рин я изобретения по п е вб рдав состав керамической оболочки вво-. нени бительным расчетным данным в с авр внении с базовым объектом (1) состадится кислородсодержащее вещество 60 вит 20 тыс. Руб в год1101317 Выход годных отливок при длительности прокалки, Ф Используемые добавки Спосо е3,0 час 4,0 час 5,0 час Известный 80 75 50 20 3,0 80 4,0 55 40 85 65 55 5 ю.0 65 55 50 3,0 5,0 75 85 6,0 100 100 90 100 100 7,070 90 8,0 Известный 0 0 0 100 0 0 0 5 Предлагаемый 100 0 5 10 0 0 0 7 00 5 5 5 2 0 ВНИИПИ Заказ 4703/7Филиал ППП фПатентф, г ираж 7 Подасн ул.Проектная гор КОо, раствор смолы в этиловомспирте Предлагаемый Лак НЦ-. 132,Са(ЫО,),Содержа- . ние окислителя э оуспенэии,Ф одержа ние МдО,обсыпке,В