Способ удаления модельного состава из многослойных оболочковых форм

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Н АВТОРСКОМУ С ЕТЕЛЬСТВУ ев до УДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛА ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТй 4(71) Институт проблем литья АН УССР (53) 621.747.5:621.74.045 (088.8) (86) 1. Авторское свидетельство СССР М 801835, кл. В 22 С 9/04, 1974.2. Авторское свидетельство НРБ М 501835, кл. В 22 С 9/04, 1974.3. Установка для выплавки блоков врячей воде. - Рефераты научно-исслевательских и проектно-конструкторских работ, выполненных в 1964 г по литейному проиэводству. М., НИИМАШ, 1965,(54) (87) СПОСОБ УДАЛЕНИЯ МОДЕЛЬНОГО СОСТАВА ИЗ МНОГОСЛОЙНЫХОБОПОЧКОВЫХ ФОРМ, погЮченных повыиюавняемым .моделям, пут 0 ем вытопкимоделей в воде при 96-99 С из погруженных в нее форм с последующей промывкой кащвй псащченной обакйковойформы в горячем растворе с той жетемпературой что и для вьаащле чя моделей, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что с пеев улучшения качества форм,сокраюпения времени прокалки и снижениябеэвоэвразных потерь модегьного состава, в качестве промывочного раствораисполыуют 1-3%-ный водный растворсульфанолае1 1088Изобретение относится к литейномупроизводству и ожет быть использовано в литейных цехах, где применяетсятехнология литья по выплавляемым моделям.5Известны различные способы выплавления моделей из полостей керамическихмногослойных оболочек, позияяющнеинтенсифицировать процесс вытопки, повысить качество литья путем предварительной выдержки в жидкости, имеющейтемпературу 20-70 С и водородный пока.озатель (рН)щ 0,5-3,0 ЯИзвестен также способ выплавлениямодельного состава из оболочковых форм. 5в воде, заключающийся в том, что вводу имеющую температуру 96-99 С,погружают многослойные оболочковыеформы, которые выдерживают литниковой чашей вниз до расплавления модельного состава, после чего формы извлекают из воды 2Одним из основных недостатков данного способа является большой процентбезвозвратных потерь модельного соста- у 5ва (5-10 ). Так как форма находитсяв фиксированном положении, удаление части расплавленного модельного состава,нах ъдящегося в фкарманахф формы, невозможно. Кроме того, форма пропитывается модельной композицией на всю длинукорки и удаление модельных остатковосуществляется только при высокотемпературной прокалке форм,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является способ удалениямодельного состава из многослойныхоболочковых форм, полученных по выплавляемым моделям, путем вытопки моделейов воде при 96-99 С из погруженных внее форм с последующей промывкой каждой полученной оболочковой формы в горячем растворе с той же температурой,что и для выплавления моделей 3,Известный способ ьтакже не обеспечивает пошлое удаление модельного состава из стенок обопочковой формы, дляудаления которого требуется высокотемпературная прокалка форм, кроме того 50имеет место большой процент безвозвратных потерь модельного состава,Бель изобретения - улучшение качества форм, сокращение времени прокалкии снижение потерь безвозвратных потерь 55модельного состава.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу удаления модель 863 2ного состава из многослойных оболочковых форм, полученных по выплавляемые моделям, путем вытопки моделейов воде при 96-4 Э 9 С из погруженных внее форм с последующей промывкой формы в горячем растворе с той же температурой, что и для .иплавления моделей,в качестве промывочного раствора используют 1-3%-ный водный раствор сульфанолаеСульфанол является поверхностно-активным веществом (ПАВ), относящимсяк классу алкиларилсужьфанолов,В отличие от процесса расплавленияпри вытопке моделей растворение обеспечивает полную очистку как внешней, таки внутренней поверхности форм, а такжечастичное растворение модельной массы,проникающей в поры керамики.При исследовании процессов расплавпения моделей в чистой воде и растворесульфанола (ПАВ) отмечено, что прирасплавлении модельной массы в чистойводе происходит постепенное оплавлениемодельной массы с отрывом значительнобольших по обьему капель расплава отмодели с последующим всплыванием капель на поверхность воды.При растворении в водном раствореПАВ происходит постоянный отрыв мелкодисперсных частиц расплав,"=энного модельного состава и переход их во взвешенное состояние (эмульсию). При этомрастворение модельной массы протекаетинтенсивнее расплавления в чистой воде.При попадании сульфанола в водупроисходит резкое снижение поверхностного натяжения вследствие того, что молекулы сульфанола, располагаясь на поверхности воды, нарушают поочкчю повеохностную фпленкуф воды, Это происходитпотому, что каждая молекула сульфаноласостоит из длинной углеводооопной цепи,имеющей гидрофобный характер (отталкивается от воды) и группы гидрофильного характера (притягивается к воде).Если поверхность формы, загрязненнуюслоем модельной массы (жира), обработать раствором сульфаиола, то его молекулы расположатся так, что на поверхности жировых капель будут находитьсягидрофильные, а внутри капель гидрофобные части молекулы сульфонола. Придальнейшей обработке поверхности формы водой капельки жира с расположенными на них молекулами сульфанола будут легко смачиваться и образовыватьэмульсии, которые легко удаляются споверхности формы.Полученные результаты проведенных экспериментов показали, что растворение модельной композиции в водном растворе ПАВ (сульфанола, СМС) в 1,2- 2,0 раза превышает скорость расплавле ния в чистой воде.Содержание чистого ПАВ (сульфанола) в растворе должно быть в пределах 13%, так как при концентрации его менее 1% не обеспечивается указанная скорость удаления модельных остатКов, При содержании сульфанопа более 3 происходит обильное пеновыделение.Был опробован супьфанол или СМС ,(синтетическое моющее средство), в котором содержание чистого сульфанола может быть от 15 до 85%, Количество выбранного ПАВ определялось из расче та оптимального сульфанопа в водном растворе. Так, например, для получения 20 водного 1,5 -ного раствора ПАВ при использовании СМС (15%-ного суцьфанола) требуется 10% СМС, при использовании высококонцентрированного сульфанопа (85%-ного сульфанопа) 25 его требуется2%.Длительность выдержки керамических форм в растворе ПАВ должна находиться в пределах 5-10 мин. При выдержке менее 5 мин не обеспечивается макси мальное растворение модельных остатков в ф карманах" и порах формы, В течение 10 мин происходит максимальное удаление модельных остатков и дальней- . шая выдержка неэффективна. 35Модельные остатки, перешедшие в раствор ПАВ из полости формы при от стаивании раствора, отслаиваются. Та ким образом, осуществляется возврат модельных остатков и безвозвратные по терн нри этом снижаются до минимума. Модельные остатки полностью вымываются из фкармановф формы и только за счет внедрения их в поры керамики потери составляют 2-3%. 45 Уменьшение модельных остатков в полости формы с 5-10 до 2-3% при выплавлении моделей улучшает качество поверхности Отливки, Это связано с 50 тем, что в модельных композициях, применяемых в литейных цехах точного литья, содержание золы достигается 0,25%. Поэтому удажние модельных ос-, татков способствует устранению зольных остатков в форме после прокалки, что способствует уменьшению шероховатости отливок, т.е. улучшению ее качества.Отсутствие модельных остатков в полости формы оказывает также большов влияние на длительность прокаливания керамических форм. В процессе прокалки внутри оболочки происходит выгорание модельных остатков в условии недостатка кислорода, Это приводит к неполному горению углеводородной смеси с образованием сажистого углерода. Высокая длительность нрокалки обусловлена необходимостью испарения сажи при высокой температуре ( 1 800 С) . Так как способ удаления модельных остатков снижает их содержание в форме то соотвественно уменьшается время выдержки форм в прокапочной печи. Особенно это эффективно при прокалке форм в сыпучем наполнителе, где длительность прокалки достигается 12-24 ч. По эксперименталь. ным данным длительность прокалки снижается на ".50%. Определяли скорости растворения модельных остатков при использовании растворов, содержащих следующее количество ПАВ: 83%, 37%, 18%, и для сравнения определяли скорость расплавления в кипящей воде, Концентрация водных растворов определялись из расчета 0,9 , 1,5%, 3,0% ПАВ в растворе, Концентрация растворов на основе сульфанопа (производство фРГ - 83% ПАВ) составляла 1,1%, 1,8% и 3,6%, сульфанопа (производство СССР - 37% ПАВ)- 2,4%, 4% и 10%, СМС (ПАВ 18%) 5,0%, 8,3% и 17 соответственно.Полученные результаты пре дставлены в табл. 1.Кроме того, исследовали влияние о работки форм водным раствором эмульга- тсров на изменение длительности прокалки блоков в сыпучем наполнителе. При этом определялось оптимальное время выдержки форм в печи для получения 100-ного выхода годных отливок.Результаты представлены в табл. 1.(базовый обьект) 0,063 5-10 900 12 12 0,080 4.-6 10 0122 2 3 5 0,130 2-3 12 0,066 4-7 10 О 075 3-5 5 0,083 3-5 0,065 4-7 0,074 3-5 0,083 3-5 0,912 1,5 10 СтираЛьное моющее средство,18% ПАВм Как виано из табл. 1, наибольшиее результаты аос тягается при использовании высокопроцентного сульфаиола (ПАВ 83%) при выаеркке блоков в воаном кипящем 1, 5-ном растворе ПАВ в течение 5 10 мин. Таблица 2 10 2,0 О, 12-0, 14 5 Кипящий раствор коитаз,таПетрова О, 1 0,08-0,09 4 0,05-0,07 Водный кипящий 0,9 раствор судьфащцщ(производстве ФРГ, 83% 3,0 ПАВ) Водный кипящий 0,9 раствор суаьфаною (производство СССР, 37% ПАВ) 3,0 Водный кипящий растворсуйьфанойа(83% ПАВ) Определяли скорость расплавления модельного состава при вытопке моделей в 2,0%-ном водном растворе суа фанода ( содержащего 83% ПАВ), в 0,1%-ном растворе контакта Петрова и для сравнения в кишпцей воде. Реэуа таты испытаний приведены в табл. 2.2%-нырастворсудьфан 26,5-2 8 О 7 006 0,1%-ны раствор контакта Петрова Чистая 7 0,06 О,О 78-28 Выплавку модельной массы из керамических . блоков осуществляли в вытопной ванне, располагая при этом блокидитниковой чашей вверх, т.е. как икуется на многих завоаах (в приведцрототиде вытопка модельной массыосуществляется при положении блоковлитниковой чашей вниз).Определение скорости расплавлениямодеш ной массы осуществляли по слеиювй методике. Изготовленные из модной массы одинаковые образны цилиндрической формы, погружали в кипящиеЫЬдные растворы - 2,0%-ного судьфанда (содержащего 83% НАВ, 0,1%-ногконтакта Петрова и для сравнения в ч7 ю кипящую воду,В каждый кипящий раствор илиопускали новый образец и определялнвремя его Водного расплаэтого, зная вес образца ирасплавления, рассчитываплавления модельной маРМ= - уЬ 35 вления, Послевремя его ли скорость расссы по формуле рак вес образвремя zо дуеюедьрастворении. ретения по потери мои снизить 50%, что с руб. в год. 45 ция изобвратнм2,5 разаформ наЗО тыс Реализазить безвозсостава в время про экономиюИ. Кун Состав рректор М.Варош Техред Ч.Тед тациш дакто Подписноенного комитета СССРий и открытий/5 278 1 ИО Тираж 775 ВБИИПИ Государстве по делам изобрете 1130351 Москва, Ж 35, Раушская наб., д,4 атентф; г. Ужгород, уд Проектная, 4 Филиал 7 1088863 8Испытания проводилнсь на модельном зицни по сравнению с 0,1%-ным расъсоставе Р-З, мас. %: парафин 58, цере- вором контакта Петрова, что в конечном зин 25, буроугольный воск 12, кубовый итоге сокращает длительность выиавки. остаток термического крекинга парафи- При использовании обеих сред длн выщвна 5. 5 ки отсутствует омыление модельного состава, что обеспечивает поаюе восстзновКак видно из табп. 2, 2,0-ный расФ- . ление свойств модельного состава при вор сульфаноги обеспечивает повышенную неоднократном переплаве. Это подтвержскорость расплавления модельной компо- дают данные, представленные в тебе. 3.1 ОТаблица 3