СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ВЫСОКОПРОЧНЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ СТЕРЖНЕЙ ИЗ ОТЛИВОК Советский патент 1995 года по МПК B22D29/00 C23G1/14 

Изобретение относится к области литейного производства, в частности к процессу очистки отливок от высокопрочных керамических стержней в литье по выплавляемым моделям.

Цель изобретения сокращение расхода окислителя, повышение безопасности обслуживания и охраны окружающей среды за счет более низкого содержания реагента в окислительной среде и исключения выделения токсичных паров при очистке отливок от стержней.

Сущность изобретения поясняется примером осуществления предложенного способа.

После отделения от литниковой системы отливки, преимущественно турбинные лопатки со стержнями на основе корунда (корунд 90% окись титана 1% алюминиевый порошок 5% графит 4%), полученным методом твердофазного спекания, помещают в печь и нагревают до 150-250^оС для полного удаления влаги из пор (керамические стержни имеют пористость 35%± 10% специально предусмотренную технологией).

Затем отливки погружают в окислительную среду 28-43%-ный водный раствор бифторида калия с температурой 20^о-90^оС. За счет свойств капиллярности раствор бифторида калия проникает через поры в стержень лопатки, вытесняя из них воздух, т.к. силы поверхностного натяжения раствора выше вязкости воздуха и распространяются по всему объему стержня (очищаемые лопатки имеют внутренние полости с выходом стержня в 3-х направлениях, т.е. пропитка раствором происходит сразу с трех сторон). Длительность выдержки в окислительной среде обуславливается массой стержни. При температуре окислительной среды 20^оС, что соответствует 28%-ной концентрации раствора бифторида калия, время пропитки составляет 1,5 ч (температура 20^оС определена, исходя из нормальной температуры производственного помещения). При температуре окислительной среды 90^оС, что соответствует 43%-ному водному раствору бифторида калия, время пропитки составило 1 ч. При температуре выше 90^оС растворение бифторида калия повышается незначительно.

Лопатки с пропитанными раствором бифторида калия стержнями помещают в печь, где их нагревают до 360^о-400^оС и выдерживают в течение 1-1,5 ч. При этой температуре, ввиду ограниченной концентрации раствора, происходит размягчение стержней по границам зерен корунда по реакции Al₂O₃ + 6KHF₂ 2K₃AlF₆ + +3H₂O с образованием криолита. Стержни при нагреве становятся пористыми за счет испарения воды и вытяжки ее паров вместе с газообразными продуктами вентиляцией. Эти поры заполняются криолитом. Количество прореагировавшего корунда составляет примерно 2-5% поэтому криолит оказывается вкрапленным в тело стержня, тем самым разрыхляя основу материала стержня.

Температура 360^оС нижний предел, при котором начинает происходить реакция между основой стержня и окислителем. При этом выдержка отливки в печи составила 1,5 ч. Верхний предел температуры прогрева лопаток 400^оС лимитируется гарантией исключения травления материала лопатки, при этом время выдержки лопатки в печи составило 1 ч.

После выемки из печи лопатки промывают горячей водой при 50-60^оС в течение 5-8 мин, а затем в воде при 80-90^оС с барботажем, в растворе для снятия фторидной пленки с поверхности лопаток и производят их окончательную промывку струей воды под давлением 1000-1500 атм на гидродинамической установке ГДУ-2000.

Исследования показали, что при пропитке 28%-ным водным раствором бифторида калия степень удаления стержней составила 80% при пропитке 38-43%-ным водным раствором бифторида калия 90-95% При повторной обработке степень удаления стержней составила 95-100%
Таким образом, предложенный способ удаления стержней из полости турбинных лопаток обеспечивает качественную очистку лопаток, уменьшает в 5 и более раз расход дефицитного окислителя, повышает производительность процесса очистки отливок, улучшает условия труда, резко снижает загрязнение атмосферы токсичными отходами производства.

СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ВЫСОКОПРОЧНЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ СТЕРЖНЕЙ ИЗ ОТЛИВОК, преимущественно турбинных лопаток, включающий прогрев отливок со стержнями, обработку их в окислительной среде, предварительную промывку отливок горячей водой с барботажем, снятие остатков пленки окислителя и окончательную промывку отливок от остатков стержней струей воды под давлением, отличающийся тем, что, с целью сокращения расхода окислителя, повышения безопасности обслуживания и охраны окружающей среды, в качестве окислительной среды используют 28 43% -ный раствор бифторида калия с температурой 20 90^oС, а затем осуществляют прогрев отливок при 360 400^oС в течение 1 1,5 ч.