Смесь для изготовления водорастворимыхвставок и моделей

О П И С А Н И Е 11183 М 96ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Соеетских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 07.06.81 СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИМЪ ВСТАВОК И МОДЕЛЕЙ25 Изобретение относится к литейному производству, в частности к получению литья по выплавляемым моделям полостных лопаток, а именно для изготовления керамических стержней и отливок,Известен состав на основе карбамида, содержащий, кроме карбамида, поливиниловый спирт и соединения натрия 1.Наряду с достаточной пластичностью, высокими прочностью и точностью этот состав имеет существенные недостатки.При растворении моделей соединения натрия остаются в порах керамики формы и стержней, и после прокалки формы перед заливкой металлом соединения превращаются в окисел натрия, который является плавнем для керамики, имеющей в составе двуокись кремния и окись алюминия. Тем самым снижается огнеупорность формы и стержней.Затруднительно извлечение моделей из пресс-форм, особо тонкие и сложные по форме модели растрескиваются.Смесь имеет значительную гигроскопичность при низкой способности растворения в воде при комнатной температуре.Наиболее близкой к изобретению является смесь на основе карбамида, содержащая галогенид аммония 2.Этот состав имеет высокие прочность и точность, малое время растворения моделей, несколько меньшую гигроскопичность.Но и этот состав имеет недостатки: отсутсгвие пластичности состава, приводящее к 5 невозможности изготовления тонких исложных по форме вставок и моделей методом прессования под давлением; затруднительное извлечение моделей из прессформ и растрескивание тонких и сложных О по форме моделей; еще значительную гигроскопичность.Целью изобретения является повышениепрочности и устойчивости к растрескиванию, а также уменьшение гигроскопично сти,Для этого известная смесь, в состав которой входят карбамид и галогенид аммония, содержит поливиниловый спирт, термореактивную смолу и кремнийорганическую гидрофобную жидкость при следующем соотношении ингредиентов, вес. %:Галогенид аммония 0,3 - 23,0 Поливиниловый спирт 13,5 - 5,0 Кремнийорганическая гидрофобная жидкость 4,0 - 0,5Термореактивная смола 22,5 в 6,5Карбамид ОстальноеВ качестве термореактивной смолы используют резольную или новолачную смолу, при этом смола состоит из 60 - 70%фракцйи 100 в 1 мкм и 30 - 40% фракции10 - 50 мкм,В качестве кремнийорганической гидрофобной жидкости используются соединениясилоксаноного ряда, жидкости ПМС-ЗО,."1 МСили ГКЖ.Входящий в смесь карбамид - белоекристаллическое вещество с т. пл, 127 С,который придает растворимость смеси в воде при комнатной температуре, прочность,чистоту поверхности, низкую усадку,Поливиниловый спирт - карбоцепнойполимер, белый, твердый при комнатнойтемпературе порошок, температура плавления 213 С, придает термопластические свойства, устойчивость против трещинообразования; повышает вязкость смеси в расплавленном состоянии.Галогенид аммония - соли аммония игалогено-водородных катионов общей формулы Н 4 Х, где Х - атомы галогенов. Бесцветные кристаллы хорошо растворимы вводе. Температура разложения 300 С. Онспособствует растворимости смеси в водепри комнатной температуре, увеличиваетинтервал рабочих температур, снижаеттемпературу плавления, снижает токсичность, общую зольность смеси.В качестве термореактивной смолы всмесь может быть введен пульвер-бакелит(тонкоизмельченная смесь новолачной смолы НОСоН 4 СН,СбН 4 ОН марки СФО 12 суротропином) с т, пл. 126 - 135 С, а такжебакелитовый лак - раствор резольной смолы ИФК в этаноле.Полимеризация при температуре 160 С.Вместо смолы может содержать декстрин (СоНяОо) х - смесь продуктов гидролиза крахмала.После перевода указанных смол в неплавкое отвержденное состояние путем тепловой обработки и размола они представляют собой темно-коричневый порошок.Кремнийорганическая гидрофобная жидкость (ПМСили ПМС- полиметилсилоксан; ГКЖ- полиэтилгидросилоксан - прозрачные, маслянистые жидкости, температура деструкции 170 С) снижает гигроскопичность смеси, увеличиваетподатливость, срок хранения моделей, устраняет необходимость в смазке пресс-формпри изготовлении моделей.П р и мер 1. Предварительно осуществляют перевод в неплавкое отвержденноесостояние путем тепловой обработки новолачную смолу (связующие ПБ - пульвербакелит) при температуре 180 - 200 С в течение 2 ч, затем проводят размол смолы дофракции 100 мкм 60 - 70 о/, и 40 - 50 мкм30 - 40 о/о и осуществляют просеивание.Предварительно проводят нагрев карбамида до температуры 110 в 1 С, вводяпри перемешивании аммоний бром - фтористый, поливиниловый спирт до полногорастворения, затем последовательно вводят60 Далее изготавливаются по моделям керамические формы путем покраски, произ водится растворение моделей в воде при иолиэтилгидросилоксановую жидкость ГКЖи предварительно обработанную термореактивную смолу. После окончательиого иеремеишваиия осуществляют при 5 темиературе 125 -130 С ирессоваиис вставок под давлением 3 10" и/м из смеси при следующем соотношении ингредиентов, вес. %: кар б амид 64,5; поливиниловый спирт 11,75; аммоний бромфтористый 0,35;10 полиэтилгидросилоксановая жидкость 3,4,термореактивная смола 20,0.Получают вставки длиной 40, шириной 8,толщиной 1 мм и с расположенными на них семнадцатью отверстиями диаметром 0,79+- -1-0,02 мм, которые использовались при изготовлении керамических стержней, путем запрессовки при температуре 125 - 135 С.После оформления в стержне полости штырьков вставки растворяются в воде при комнатной температуре в течение 20 мин.Далее производятся обжиг стержней иотливка лопаток по известной технологии с вышеуказанными стержнями. Затем лопатки вскрываются и производится сравни тельный замер диаметров отверстий вовставках и элементах лопаток, оформленных полостями и штырьками стержней, изготовленных с помощью вышеуказанных вставок. При этом получены следующие результаты: диаметры во вставках 0,79 0,02 мм, диаметры отверстий в элементах лопаток 0,8+о,о 2 мм. Форма литого элемента в лопатках соответствует форме вставок из смеси.З 5 П р и м е р 2. Предварительно осуществляют перевод в неплавкое отвержденное состояние (перевод бакелитового лака из резольной в резитную стадию) путем тепловой обработки при температуре 180 - 40 200 С в течение 2 ч, затем проводят размолдо фракции 160 мкм - 60 - 70 о/, и 40 мкм - 30 - 40% и просеивание. Предварительно производят нагрев карбамида до 95 С, вводят при перемешивании аммоний хлористый 45 и поливиниловый спирт до полного растворения, затем при перемешивании при температуре 110 в 1 С последовательно вводят полиметилсилоксановую жидкость ПМСили ПМСи предварительно 50 обработанную термореактивную смолу.После окончательного перемешиваниявсего состава смеси производится изготовление моделей при 80 - 90 С путем прессования из смеси при следующем соотноше иии ингредиентов, вес. /,:Карбамид 64,5 Поливиниловый спирт 9,69 Аммоний хлористый 11,19 Пол иметилсилоксановаяжидкость 0,97Термореактивная смола 13,5583369 В 95 в 1 С в течение 1,0 - 1,5 ч, После высыхания и прокалки форм производится заливка форм металлом и дальнейший контроль геометрии и поверхности отливок.Геометрия и поверхность отливок соответствует технологическим требованиям к отливкам. Наряду с этим смесь дополнительно обладает свойствами податливости,отсутствием взаимодействия с керамикой формы и стержня, низкой усадкой, значительным интервалом рабочих температур.Составы полученных смесей приведены 5 в табл. 1, физико-механические и технологические свойства - в табл. 2 (в табл. 1 составы 1 и 2 - известная смесь 2), а составы 3 - 6 - предлагаемая). Таблица 1 31 1 О 65,0 5,0 23,0 0,559,7 13,5 0,3 4,0 64,511,750,353,4 64,5 9,6911,19 0,97 22,5 13,65 6,5 20,0 Таблица 2 физико в механическ и технологические свойства смесей по примерам125330Трещиннет 120340Трещиннет 80 80345 320Трещин Трещиннет нет Наличие трещин1,2 0,022 0,138 0,024 0,185 0,089 0,745 0,090,766 Как следует из табл. 1 и 2 применение предлагаемой смеси по сравнению с извест ной 2 обеспечивает улучшение технологических свойств, расширение возможностей использования и повышение производительности за счет снижения гигроскопичности при использовании кремнийорганиче ской гидрофобной жидкости, приобретения термопластических свойств и значительного повышения прочности за счет использования поливинилового спирта и термореактивной смолы, устойчивости смеси к растрескиванию, в частности, при изготовлении особо тонких и сложных моделей.Установка таких лопаток на авиационных двигателях позволит повысить рабочую температуру на лопатках на 100 С, за счет чего может быть достигнуто повышение тяги двигателя примерно на 1000 кг, что приведет к снижению себестоимости перевозок. Хлорид аммонияКарбамидПоливиниловый спиртГалогенид аммонияКреймнийорганическая гидрофобиая жидкостьТермореактивная смола Растворение при комнатной температуре, минТемпература плавления, С Прочность на изгиб, кГс/смф Стойкость к растрескиванию Привес в % (гигроскопичность)через 0,5 ч48 ч350 ч Формула изобретения 1, Смесь для изготовления водорастворимых вставок и моделей, включающая карбамид, галогенид аммония, отличающая ся тем, что с целью повышения прочности и устойчивости к растрескиванию, а также уменьшения гигроскопичности, она содержит поливиниловый спирт, термореактивную смолу и кремнийорганическую гидрофобную жидкость при следующем соотношении ингредиентов, вес. %:Галогенид аммония 0,3 - 23,0 Поливиниловый спирт 13,5 - 5,0 Кремнийорганическая гидрофобная жидкость 4,0 - 0,5Термореактивная смола 22,5 - 6,5 Карбамид Остальное 2. Смесь по п. 1, отличающаяся тем, что термореактивная смола содержит 60 -Составитель И. КуницкаяТехред И. Заболотнова Корректор Л. Слепая Редактор Т. Клюкина Заказ 1141/6 Изд.408 Тираж 869 ПодписноеНПО кПоиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 типография, пр. Сапунова, 2 70% фракции 100 - 160 мкм и 30 - 40% фракции 40 - 50 мкм.3. Смесь по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что в качестве кремнийорганической жидкости смесь содержит соединение силоксанового ряда. 8 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Японии52-20405, кл. 11 А 21, 1977. 2. Авторское свидетельство СССР555966, кл. В 22 С 7/02, 1974.