Способ изготовления многослойных оболочковых форм по выплавляемым моделям

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 119) (11) 1511 В 22 С 4 ПИ НИ Н ВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТОРСКО орское химическогле,42 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССР839654, кл, В 22 С 9/04, 1979.2. Литье по выплавляемым моделям. Под ред.Я.И.Шкленника; М., "Машиностроение", 1971, с. 198-199, 231. (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛОИНЫХ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ ПО ВЫПЛАВЛЯЕИЫМ МОДЕЛЯМ, включающий нанесение на модель суспензии на этилсиликатном связующем, последующую ее послойную обсыпку огнеупорным материалом, сушку, удаление модели и прокалку оболочковых форм, о т л и ч а,ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества отливок преимущественно с узкими протяженными незамкнутыми канавками за счет обеспечения их заданной геометрии, после обсыпки двух первых слоев огнеупорным материалом.их по-: очередно обдувают сжатым воздухом под давлением 0,08-0,25 ат в течение 7-15 с, при этом для упомянутых слоев оболочки используют суспензию с дующего состава, мас.К:Этилсиликат 17,5-21,23Органическийрастворитель 117-14,25Дистиллированная вода 0,401082546 грии и необходимой чистоты поверхностиотливок еЦель изобретения - повышение качества отливок преимущественно с узос кими протяженными незамкнутыми канавками за счет обеспечения их заданной й геометрии.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу изготовлеО ния многослойных оболочковых форм ой по выплавляемым моделям, включающемунанесение на модель суспензии на этилсиликатном связующем, последующую еепослойную обсыпку огнеупорным матео 15 риалом и сушку, удаление модели и прокалку оболочковых форм, после обсыпки двух первых слоев огнеупорнымматериалом их поочередно обдуваютсжатым воздухом под далением 0,082 О 0,25 ат в течение 7-15 с, при этомдля упомянутых слоев оболочки испольо зуют суспензию следующего состава,мас.7:н- Этилсиликат 17, 5-21, 23 е 1 25 Органическийн- растворительДистиллированная вода 0,4-0,42Соляная концентрированнаякислотао Серная концентрированнаяе- кислота 0,33-0,36АвиационныйР- бензин 0,09-0, 11 ю Глицерин 0,08-0,11й Маршаллит Остальноет- Обдув первых двух слоев суспензии л- сжатым воздухом под давлением 0,08400,25 ат в течение 7-15 с обеспечиваетсплошность покрытия модели в узкихе местах. 11,7-14,25 0,20-0,22 Изобретение относится к литейномупроизводству, в частности к иэготовлению отливок размольной гарнитурыдисковых мельниц,В целлюлозно-бумажной промышленнти для получения термомеханическойдревесной массы, частично эаменяющецеллюлозу, требуется размольная гарнитура с большим количеством тонкихребер и узких протяженных канавок сшириной в основании 1,7 мм и глубиндо механической обработки 11,0 мм.Известен способ изготовления оболочковых форм по выплавляемым моделям, который характеризуется тем,чтперед нанесением первого слоя огнеупорной суспензии тонкие полости вмодели заливают керамической самотвердеющей .суспензией и выдерживаютдо ее полного отверждения 1 .Однако этот способ не приемлемдля изготовления оболочковых форм пвыплавляемой модели с незамкнутымиканавками, так как заливаемая суспезия на этилсиликатном связующем будвытекать из канавок. Кроме того, да.ный способ трудоемок и требует больших производственных площадей из-эадлительной естественной сушки каждого слоя: первые два слоя по 24 ч,остальные - по 6-8 ч.Наиболее близким к изобретению птехнической сущности и достигаемомурезультату является способ изготовлния оболочковых форм, включающий послойное нанесение на модель огнеупоной суспензии, последующую послойнуее обсыпку и сушку, выплавку моделеи прокалку форм, при этом используеся суспензия, включающая в себя этисиликат, органический растворительводу, соляную и серную кислоты, технологическую добавку - бензин и огнупорный наполнитель на основе окисикремния (маршалит).Суспензию наносят послоино нач 45блок легкоплавких моделей, дают стечьизбытку, а затем производят обсыпкуслоя и его сушку. При этом рекомендуется вязкость суспензии, равнаяо35-45 С для первого слоя и 25-30 сдля всех последующих слоев 2.Однако известный способ не обеспечивает получение. качественных отливок с узкими протяженными канавками,так как огнеупорная суспензия,используемая в известном способе, не затекает в узкие канавки и не обеспечивает получение канавок требуемой геомет. Утонение первого слоя путем обдувки сжатым воздухом позволяет оставить в канавках плотную часть слоя и в то же время освободить полость канавки для нанесения полноценного второго слоя. Утонение второго слоя путем обдува сжатым воздухом освобождает полость канавки для затекания третьего слоя суспензии, дополнительно упрочняющей второй слой оболочки. В результате оболочка, оформляющая узкие канавки, получается плотной и прочной.На фиг,1 представлен сектор размольной гарнитуры; на фиг.2 - разрезТаблица 1 Содержание в составе, мас,Х, и условной вязкости,с Составляющие суспензии 1 2 25 23 20 17 15 13 Этилсиликат 32 17,25 17,50 18,60 19,75 21,23 22,7 Эфиральдегиднаяфракция 11,54 11,70 12,46 13,20 14,25 15,30 Дистиллированнаявода 0,39 0,40 0,40 0,42 0,43 Соляная концентрированная кислота 0,19 . 0,20 0,21 0,21 0,22 0,22 Серная концентрированная кислота 0,32 0,33 0,34 0,35 0,36 0,37 0,11 0,11 Авиационный бензин 0,10 0,09 0,09 0,10 0,100,11 .0,11 0,08 0,09 ГлицеринМаршаллит 0,07 65,88 63,30 60,75 70,15 69,70 67,80 3 10825 А-А на фиг. 1, на фиг,3 - поперечный разрез блока по узкой канавке, полученный в результате нанесения первого слоя согласно известному способу; на фиг.4 - поперечный разрез блока по узкой канавке, полученный после нанесения второго слоя, согласно способа по прототипу; на фиг,5 - поперечный разрез блока по узкой канавке после нанесения первого слоя по предлагаемому способу, на фиг,6 то же, после утонения первого слоя, на фиг.7 - то же, после нанесения второго слоя 1, на фиг.8 - то же, после утонения второго слоя, на фиг.9 - 5 то же, после нанесения, третьего слоя,На фиг,1-9 изображены узкие протяженные канавки 1, перегородки 2 в ка-. навках. модель 3, оставшаяся незаполМодельные блоки окрашивают путем окунания в суспензию, вынимают и дают стечь избытку суспензии, после 5 чего опускают вертикально в кипящий слой кварцевого песка зернистостью 0,1-0,2 мм. Затем после нанесения 46 4ненной часть 4 канавки и центральная рыхлая часть 5 оболочки в узкой канавке, щелевидное пространство 6.Способ осуществляют следующим образом.Берут шесть партий модельных блоков гарнитуры дисковых мельниц по четыре штуки в каждой партии. Модель" сектора гарнируты имеет следующие габаритные размеры: высота 400 мм, ширина 370 мм, толщина 56 мм. Поверхность модели с узкими протяженными канавками имела размеры: длина 156 мм, ширина 370 мм. Размеры канавок: длина 156 мм, ширина в основании 1,7 мм, глубина 11,0 мм. В табл.1 представлены испытанныесоставы огнеупорной суспензии. первого слоя область модели с узкими протяженными незамкнутыми канавками обдувают сжатым воздухом при давлении 0,08-0,25 ат в течение 7-15 с для утонения и уплотнени. -.генного слоя. Максимальное время обдувкисжатым воздухом 15 с соответствуетминимальному давлению воздуха 0,08 ат,минимальное время 7 с - наибольшемудавлению воздуха 0,25 ат. Более длительная обдувка сжатым воздухом, 5т.е, более 15 с, не способствует боль"шему утонению нанесенного слоя.После обдувки блоки сушат на воздухе 1,5 ч, затем на 30 мин помещают .в аммиачную камеру, после чего провяливают на воздухе 30 мин.Второй и третий слои суспензиинаносят аналогично первому, но тре"тий слой обсыпают песком зернистостью0,315 мм без применения обдува сжатым воздухом.Последующие слои на всех партияхмодельных блоков наносят с использованием суспензии состав которой имеет следующее соотношение ингредиентов, мас.Е: этилсиликат 32-+6,95;эфироальдегидная фракция 11,48; дистиллированная вода 0,39, соляная концентрированная кислота 0,19, сернаяконцентрированная кислота 0,31,25авиационный бензин 0,08, глицерин0,06, маршаллит 70,54. Вязкость суспензии данного состава 27 с. Зернистость кварцевого песка для последующих слоев 0,315 мм. 30Для последующих слоев необходимоиспользовать суспензию, содержащуюбольшее количество маршаллита иимеющую более высокую вязкость (2535 с). В случае использования для последующих слоев суспензии предлагаемого состава (как для первых трехслоев) необходимо для получения нужной толщины корки нанести большееколичество слоев, что приводит к повышению трудоемкости изготовленияблоков примерно на ЗОБ и соответственно к снижению производительности труда еОстальные операции выполняют аналогично известному способу. Выплавку модели проводят в горячей воде, прокалку блоков - в сыпучем наполнителе. Блоки заливают сталью марки 40 Х 17 Н 2 МЛ. Готовые отливки отделяют от стояков путем обрезки абразивным круГЭМ и Очищают от керамики методом вьпцелачивания в горячем растворе щелочи.Испытаны предлагаемые суспензии предлагаемым способом, но без применения обдува воздухом. Для этого были изготовлены партии оболочек с использованием для первых трех слоев суспензий составов 1-6 (табл.1). Готовые блоки применяли для заливки металла, а также для разрезки корок и оценки плотности корок в ребрах, которые соответствуют узким канавкам в отливках. При осмотре разрезанных корок выявилось, что поверхности ребер полностью оформлены и соответствуют геометрическим размерам канавок выплавляемой модели за исключением тех оболочек, для формирования которых использовали составы суспензии 1. Верхняя часть ребер у этих оболочек корок неровная, ребра оформлены не полностью. Качество оболочек в разрезе по ребрам при использовании суспензии всех составов неудовлетворительное. Ребра оболочек образованы плотными тонкими корочками (толщиной около 0,5 мм), Однако остальная внутреняя часть ребер имеет рыхлую структуру с пустотами в центральной части.Осмотр изготовленных отливок показал, что при использовании суспензии всех составов в канавках образовались заливы, прочно соединенные с ребрами, Удалить заливы не удалось,евсе отливки были забракованы. Причина образования неудаляемых заливов состоит в следующем: под действием гидродинамического напора жидкий металл продавливает тонкую и потОму непрочную подложку и заполняет полости центральной части ребер.Следовательно, качественную оболочку в узких канавках невозможно получить без применения операции послойного утонения наносимой оболочки сжатым воздухом.Конкретные результаты измерения глубины канавок на отливках, изготовленных с использованием суспензии всех опробованных составов, приведенные в табл.З, показали, что для составов 2-6 глубина канавок равна 11,0 мм, для состава 1 6"9 мм, для составов 7 и 8 6-7 мм.Дно канавок в отливках для соста" вов 1, 7 и 8, волнообразное, поэтому глубина их находится в указанных пределах, т.е в одной и той же канавке наблюдается разная глубина в зависимости от степени проникновения суспензии в канавку при ее нанесении. Для сравнения изготавливают две партии блоков, по четыре блока в каждой, известным способом.6 8Модельные блоки окунают в суспензию, вынимают и путем медленного поворачивания дают стечь избытку суспензии, после чего опускают блоки в кипящий слой кварцевого песка зернис- тостью 0,.1-0,2 мм. После нанесения первого слоя блоки сушат на воздухе 1,5 ч, затем на 30 мин помещают в аммиачную камеру, после чего провяливают на воздухе 30 мин.Для нанесения последующих слоев используют кварцевый песок зернистостью 0,315 мм и суспензию вязкостью 27 с следующего состава, мас.7: этилсиликат 32 16,95, эфироальдегидная фракция 11,48;дистиллированная вода 0,39, соляная концентрированная кислота О, 19", серная концентрированная кислота 0,31", авиационный бензин 0,08, глицерин 0,06,.маршаллит 70,54, Все остальные операции выполняют ана" логично нанесению первого слоя. Выплавка моделей, прокалка блоков и другие операции выполняют так же, как и при проведении предлагаемого способа. 108254 При этом для нанесения первприменяют два состава суслезанных в табл.2. ого слоянзии, укаТаблица 2 Содержание в составе,мас.7Составляющиесуспензии 1 О 8 о 14,38 Этилсиликат 32 15,95 Эфироальдегидная фракция 10,70 9,74 Дистиллированная вода 20 0,27 0,33 Соляная концентрированнаякислота 0,14 0,17 Серная концентрированнаякислота Качество поверхности отливок в узких протяженных канавках оценивают путем измерения глубины канавок штангенциркулем и визуально.Ф 0,28 0,24 Авиационныйбензин Качество полученных корок контролируют путем испытания образцов на изгиб. Прочность образцов на изгиб, изготовленных по предлагаемому и известному способам, практически одинакова и находится в пределах, указанных в табл.3,0,07 0,08 0,06 0,05 Глицерин3575,11 72,43 Таблица 3 физико-механические свойства оболочек и качество отливок, изготовленныхпредлагаемым способом при нанесении первых трех слоев суспензии Составсуспензии Качество отливок в узких канавках Размеры канавок, мм, качество поверхности даляемость з из канавок в 1-9 75-77 Глубина 6-9,требуемых 11,ность канавкиная, дно волн Удаление заливов и канавок затруднено все отливки - брак по геометрии узких протяженных канаво вмест паве неров- образн10Продолжение табл, 3 1082546 Составсуспенэии Прочност изгиб, к Качество отливок в узких канавках Размеры канавок, ммкачество поверхности даляемость заливов из канавок 2-9 76-78 Удаляемость заливов легкая лубина 11,ирина 1,7,оверхностьно ровное иста 76-78 То ж 34 276-7 Глубийа 11,ширина 1,7,на поверхноствок небольшой 2-94 4-78 кана- ригар 2-95 74-7 Глубина 6-7, Удалениеповерхность неровная, все отливдно волнообразное возможно- брак90-94 В процессе изготовленияблоков для получения сравнительных данных производили разрезку блоков по узким незамкнутым канавкам, Разрез блока, изготовленного известным способом,45 условно представлен на фиг.3 и 4. После нанесения первого слоя нижняя часть 4 узких канавок остается незаполненной суспензией, а центральная часть 5 канавок имеет неплотную рых О лую структуру. При нанесении второго слоя суспензия не проникает в центральную часть канавок из-за высокой вязкости, а только перекрывает их сверху, поэтому корка в узких местах 55 канавок модели 3 остается неплотной и непрочной и не достигает дна канавки. Характер разреза блоков, изготовленных по предлагаемому способу, условно изображен на фиг.5-9.При нанесении первого слоя суспензия (фиг.5), имеющая более низкую вязкость, покрывает всю поверхность канавки. При посЛедующем утонении сжатым воздухом из центральной части 5 канавки удаляется рыхлая часть корки и на модели 3 остается только плотная часть слоя (фиг.6). В освободившуюся полость узкой канавки после утонения наносится полноценный второй слой, Разрез блока представлен на фиг.7. После утонения второго слоя в узкой канавке освобождается щелевидное пространство 6, в которое при нанесении третьего слоя проникает108254 б 11ополнительно у прочняет суспензия и дко ки, При посю едующей обсыпке песком узкая канавка иВ результате в узкихмируется пл отная ии прочная корка,потливках узкие воляющая пполучить на отлив1 требуемых геонезамкнун тые канавки трезме ов и чистоты поверметрических размеров и чи хности. 12изобретения по срс авнеРеализация изобеспечиваетестным способом онию с известнотливок разие качественных ополучениенитуры с нез амкну тимимольной гарни урт ебуемой гео"енными канавками тре уепротяженнымбеспечивает высои тем самым о есметрии ипроизводсткое качество гарнйтуры весной массыической древесве термомеханичего экономически эи за счет этого1 О равныи 101 7 тыс.руб.1082546 г.Г Заказ 1629 Подписное ал ППП "Патент"агород, ул. Проектн Фипа ВРЧИПИ .Тираж фиг.7