КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЫПЛАВЛЯЕМЫХ МОДЕЛЕЙ Российский патент 2012 года по МПК B22C7/02 

Изобретение относится к литейному производству, а именно к литью по выплавляемым моделям, и может быть использовано для литья лопаток ГТД и других деталей сложной конфигурации. Известна композиция для изготовления выплавляемых моделей (см. патент РФ №2182057, кл. В22С 7/02, опубл. 10.05.2002 г.), включающая твердый углеводород и/или воск в количестве 0,1- 80 мас.%, и/или полимер с температурой плавления до 300°С в количестве 0,05-30 мас.%, а также термополимерную смолу в количестве до 80 мас.%. Данная композиция обладает достаточно высокой, но нестабильной прочностью (7,0 МПа) и теплоустойчивостью (40°С) из-за нестабильности свойств нефтеполимерной смолы, что приводит к нарушению геометрических размеров отливаемых деталей и к невозможности изготовления отливок крупногабаритных деталей.

Техническими результатами заявленного изобретения являются повышение прочности, теплоустойчивости, трещиноустойчивости композиции, снижение зольности, а также получение состава композиции с более стабильной твердостью (благодаря понижению среднего значения пенетрации) и линейной усадкой, повышение технологичности при одновременном расширении номенклатуры производимых моделей деталей. Указанные технические результаты достигаются тем, что композиция для изготовления выплавляемых моделей содержит твердый углеводород от 0,1 до 80 мас.% и/или воск в количестве от 0,1 до 80 мас.% и/или полимер с температурой плавления до 300°С в количестве от 0,05 до 30 мас.%, согласно заявленному решению, композиция дополнительно содержит фталевые кислоты в количестве от 0,1 до 99,5 мас.%, использующиеся в качестве наполнителя.

Введение в композицию фталевых кислот, использующихся в качестве наполнителя, является существенным признаком, т.к. терефталевая кислота не расплавляется при изготовлении как основные компоненты, находится во взвеси, что позволяет повысить прочность и теплоустойчивость модельной композиции и снизить линейную усадку, что положительно сказывается на стабильности геометрических размеров моделей любой сложности.

Осуществление возможности достижения заявленных технических результатов реализации заявленного изобретения подтверждается испытанием свойств полученных композиций. В таблице 1 показан состав композиций, приведенных в мас.%. В таблице 2 показан результат испытаний свойств композиций.

В приведенном ниже примере в качестве наполнителя используется терефталевая кислота (бензол-1,4-дикарбоновая кислота квалификации «чистый», см. ТУ6-09-4743-79), входящая в группу фталевых кислот, обладающих необходимыми общими свойствами, проявляющимися при использовании в качестве наполнителя заявляемой композиции, для получения заявленных технических результатов. Фталевые кислоты не расплавляются при изготовлении композиции как остальные компоненты, а находятся во взвеси. Размерность взвеси определяется диаметром ячейки сита, которое составляет 0,5 мм, через которое пропускают фталевые кислоты перед введением в композицию. В качестве примера используется композиция для изготовления выплавляемых моделей, содержащая парафин (см. ГОСТ23683-89) в качестве твердого углеводорода, сэвилен (сополимер этилена с винилацетатом см. ТУ 6-05-1636-97) в качестве полимера с температурой плавления до 300°С, воск полиэтиленовый ПВ3ОО (см. ТУ300041455.024-2002) в качестве воска, терефталевую кислоту (бензол-1,4- дикарбоновая кислота квалификации «чистый» см. ТУ6-09-4743-79) в качестве наполнителя.

Приготовление модельной композиции происходит следующим образом. В смеситель загружают расчетное количество парафина (см. ГОСТ23683-89), сэвилена (сополимер этилена с винилацетатом см. ТУ6-05-1636-97), воска полиэтиленового ПВ300 (см. ТУ300041455.024-2002) и при постоянном перемешивании нагревают до 110 до 130°С. Доводят до полного расплавления компонентов и вводят наполнитель. Готовую массу композиции прессуют при температуре 65-85°С в зависимости от конфигурации и сложности детали.

Таблица 1 Составы композиций мас.% № п/п №Композиции Парафин Воск полиэтиленовый Сэвилен Терефталевая кислота 1 2 3 4 5 6 1 1.1 0,1 30 10 59,9 2 1.2 40 10 5 45 3 1.3 80 5 3 12 4 1.4 80 0,1 7,9 12 5 1.5 40 40 2 18 6 1.6 10 80 5 5 7 1.7 40 9,95 0,05 50 8 1.8 50 5 15 30 9 1.9 60 1 30 9 10 1.10 80 10 9,9 0,1 11 1.11 40 5 5 50 12 1.12 0,1 0,1 0,05 99,75 13 2.1 0,1 50 - 49,9 14 2.2 40 40 - 20 15 2.3 80 10 - 10 16 2.4 50 0,1 - 49,9 17 2.5 40 40 - 20 18 2.6 15 80 - 5 19 2.7 50 49,9 - 0,1 20 2.8 45 5 - 50 21 2.9 0,1 0,1 - 99,8 22 3.1 - 0,1 10 89,9 23 3.2 - 40 5 55 24 3.3 - 80 5 15 25 3.4 - 40 0,05 59,95 26 3.5 - 40 15 45 27 3.6 - 40 30 30 28 3.7 - 70 29,9 0,1 29 3.8 - 45 5 50 30 3.9 - 0,1 0,05 99,85 31 4.1 0,1 - 9,9 90 32 4.2 40 - 10 50 33 4.3 80 - 5 15 34 4.4 80 - 0,05 19,55 35 4.5 80 - 15 5

1 2 3 4 5 6 36 4.6 60 - 30 10 37 4.7 80 - 19,9 0,1 38 4.8 45 - 5 50 39 4.9 0,1 - 0,05 99,85 40 5.1 0,1 - - 99,9 41 5.2 40 - - 60 42 5.3 80 - - 20 43 6.1 - 0,1 - 99,9 44 6.2 - 40 - 60 45 6.3 - 80 - 20 46 7.1 - - 0,05 99,95 47 7.2 - - 20 80 48 7.3 - - 30 70

Таблица 2 Свойства составов композиций № п/п № Композиции Предел прочности при статическом изгибе, МПа Температура каплепадения, °С Теплоустойчивость, °С Зольность, % Пенетрация при нагрузке 200 г (0,1 мм) Линейная усадка, % Наличие трещин на образцах 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1.1 8,9 90 48 0,019 1,0 0,55 - 2 1.2 8,0 85 46 0,013 1,0 0,58 - 3 1.3 7,1 70 40,5 0,001 3,0 0,65 - 4 1.4 7,2 75 42 0,011 2,5 0,61 - 5 1.5 9,2 96 46 0,013 2,0 0,60 - 6 1.6 9,6 90 44 0,017 1,0 0,63 - 7 1.7 9,7 92 49 0,016 1,0 0,55 - 8 1.8 7,9 85 42 0,01 1,0 0,59 - 9 1.9 7,1 78 41 0,01 2,0 0,65 - 10 1.10 7,2 76 41 0,01 2,0 0,65 - 11 1.11 8,9 88 45 0,018 1,0 0,55 - 12 1.12 9,8 95 50 0,013 1,0 0,55 - 13 2.1 9,5 96 48 0,019 1,0 0,57 - 14 2.2 8 88 42 0,016 1,5 0,60 -

1 2 3 4 5 6 7 8 9 15 2.3 7,9 78 41 0,01 2,0 0,65 - 16 2.4 8,0 89 46 0,01 1,0 0,60 - 17 2.5 7,9 88 44 0,016 1,0 0,64 - 18 2.6 7,1 80 41 0,011 2,0 0,65 - 19 2.7 7,3 90 40,5 0,01 2,0 0,65 - 20 2.8 8,0 89 44 0,016 1,0 0,57 - 21 2.9 9,5 98 49 0,017 1,0 0,55 - 22 3.1 9,6 93 48 0,014 1,0 0,55 - 23 3.2 9,0 90 45 0,012 1,0 0,56 - 24 3.3 8,0 89 42 0,012 1,5 0,60 - 25 3.4 8,2 89 44 0,015 1,0 0,56 - 26 3.5 8,0 88 44 0,016 1,0 0,56 - 27 3.6 8,1 90 46 0,015 1,0 0,57 - 28 3.7 7,3 88 43 0,019 2,0 0,65 - 29 3.8 8,7 93 47 0,018 1,0 0,57 - 30 3.9 9,7 97 48 0,019 1,0 0,55 - 31 4.1 9,9 99 50 0,019 1,0 0,55 - 32 4.2 9,1 93 46 0,017 1,0 0,55 - 33 4.3 7,3 80 41 0,01 1,5 0,65 - 34 4.4 7,6 81 42 0,01 1,2 0,62 - 35 4.5 7,01 77 40,5 0,01 2,0 0,65 - 36 4.6 7,2 85 42 0,01 1,6 0,64 - 37 4.7 7,1 77 40,5 0,01 2,0 0,65 - 38 4.8 8,0 86 46 0,014 1,0 0,57 - 39 4.9 9,8 96 49 0,018 1,0 0,55 - 40 5.1 9,5 98 48 0,019 1,0 0,55 - 41 5.2 8,6 91 46 0,015 1,0 0,57 - 42 5.3 7,1 80 41 0,01 2,0 0,65 - 43 6.1 9,5 98 49 0,019 1,0 0,55 - 44 6.2 9,0 93 47 0,017 1,0 0,55 - 45 6.3 8,6 88 45 0,015 1,15 0,63 - 46 7.1 9,6 97 47 0,019 1,0 0,55 - 47 7.2 9,5 97 48 0,019 1,0 0,55 - 48 7.3 9,0 96 47 0,018 1,0 0,56 -

Изобретение относится к литейному производству. Композиция содержит твердый углеводород от 0,1 до 80 мас.% и/или воск в количестве от 0,1 до 80 мас.% и/или полимер с температурой плавления до 300°С в количестве от 0,05 до 30 мас.% и фталевые кислоты в количестве от 0,1 до 99,9 мас.%, используемые в качестве наполнителя. Введение фталевых кислот позволяет повысить прочность, теплоустойчивость, трещиноустойчивость, твердость, снизить зольность и линейную усадку производимых моделей деталей. 2 табл.

Композиция для изготовления выплавляемых моделей, содержащая твердый углеводород от 0,1 до 80 мас.%, и/или воск в количестве от 0,1 до 80 мас.%, и/или полимер с температурой плавления до 300°С в количестве от 0,05 до 30 мас.%, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит фталевые кислоты в количестве от 0,1 до 99,95 мас.%, использующиеся в качестве наполнителя.