Способ изготовления керамических литейных форм по удаляемым моделям Советский патент 1978 года по МПК B22C9/04 

Концентрация карбамида в водном раст воре соответствует 5-25 вес,%: Изготовление солевой модели, формирование на модели керамической оболочки, запивкг металлом и выбивка отливки в предложенном способе производится аналогично известному способу. Оболочку с моделью помещают на 1О-ЗО мин в 5-25%-ный раствор карбамида в воде. Свежеприготовленный водный раствор карбамида, проникая через пористую керам ческую оболочку, разрушает в прилегающем слое модели биурет, содержащийся в модели с момента ее изготовления. Затем укладывают оболочку на постель огнеупорного наполнителя в опоке. Регулируют горелки газовых мазутных) печей так, чтобы в печной атмосфере содержалось от 2 до 1О% свободного кислорода (что соответствует сжиганию топлива с коэффициентом избытка ввздуха 1,2-1,3). Если применяются электрические печи, то в рабочее пространство принудительно подают кислород или воздух в соответствующ количествах. Опоку с оболочкой помещают в разогретую до 80О-1ООО°С печь на 4-6 час. Пр такой температуре разогрева печи скорост .прогрева незаформованной оболочки соотве ствует ЗОО-450°С в час. Общее время прокалки определяется не временем сжигания модели , а длительностью удаления ле чих веществ из материала керамики. Оболочки простой конфигурации заливаю металлом сразу по выходе из печи, охлаждают отливки и очищают их от материала формы. Более сложные оболочки после обра ботки, по такому режиму формуют в ргнеупорнэм наполнителе и перед заливкой подогревают до требуемой температуры. Пример, (по известному способу Испытание способа производится в цехе точного литЬя Ленингрйдского завода турбинных лопаток. . Изделие: лопатки 26-и ступени турбины К-2ОО. Материал оболочка: электрокорунд на этилсиликатнЫг ювязке. Материал модели: солевая композиция (КС), содержащая У5% j карбамида и 5% калиевой селитры. Габариты оболочки: 850x160x400 мм. Габариты опоки: 11ООх40Ох5ОО мм. Опорный наполнитель, для формовки оболочек в опоках: щамотная крощка от О,3 до 5 мм. Прсжалочная печь, газовая, проходная, трехзонная с температурой по зонам 8ОО, 850, 950°С. Контрольный коэффициент избытка воздуха 1,О6. Выполняется по известному спосо , бу. Прокаливание заформованной оболочки в течение 18 час проводится с последую,щей заливкой сталью раскаленной формы, исключая операции полного или частичного предварительного растворения модели. Так как в этом опыте солевая модель окружена тепловой изоляцией 1формовочным материалом), то она прогревается медленно, и модельный состав разлагается с выделением биурета. Та часть биурета, которая уже содержалась в материале модели к моменту прокалки, предварительно не удаляется (оболочки не погружаются в5-25%-ный раствор карбамида). Кроме того, коксовидныв продукты взаимодействия биурета с оболочкой не дожигаются из-за отсутствия в печной атмосфере свободного кислорода. После охлаждения в отливке обнаружены пороки (свищи, неметаллические включения), расположенные в нижней части пера лопатки. Чистота поверхности отливки соответствует 4 классу щероховатости по ГОСТ 2789-73. Идентичные эксперименты с оболочками других наименований дают также отрицательные результаты. П р и м е р 2 (по предложенному способу). Оболочку в опоке (без формовки опорным наполнителем) предварительно погружают в течение 1О мин в 5%-ный водный раствор карбамида, после чего прокаливают в течение 6 час при коэффициенте избытка воздуха в печных горелках, равном 1,2. Действительная температура внутри оболочки нарастает со скоростью от ЗОО до 450 с (определяют по термопаре и пересчитывают на режим проталкивания опок через печь). Этот температурный интервал является оптимальным, уменьщение и увеличение температуры прокалки не улучшают качестч ва поверхности. Прокаленные оболочки признаны годными. Чистота поверхности отливки 5-6 класс, ГОСТ 2789-73. В последующих экспериментах замечено повыщение чистоты поверхности литья с ростом до 25%-ной концентрации карбамида B водном растворе для смачивания оболочек, дальнейшее увеличение концентрации не у-х/ч- шает качества-поверхности. Замечено также, что процесс выжигания модели ускоряется при увеличении содержания свободЕШго кислорода в печи. Но поскольку сжигание модели длится не более 1/3 от всего времени прокаливания (последнее определяется длительностью удаления летучих веществ из керамики оболочки), то по экономическим соображениям концентрацию свободного кислорода в печном пространстве следует поддерживато на уровне, не превышающем 1О%.

Предложенный способ лигья по выжигав мым солевым моделям при соблюдении приведенных режимов эффективен, так как, по сравнению с известным, позволяет получать качествеиное литье без свищей и неметаллических включений.

Применение способа позволит значительно улучшить качество лигой поверхности и по сравнению со способом литья по раствряемым моделям, так как при длительном процессе растворения происходит размывание поверхностного слоя керамики. Способ особенно эффективен для цехов, производящих корпусное н ответственное литье по солевым моделям (например, турбинные лопат ки).

Формула изобретения

1. Способ изготовления керамических литейных форм по удаляемым моделям,

.включающий пропитку формы с моделью органической жидкостью с последующим удалением модели и прэкалку формы, отличающийся тем, чтд, с целью исключения дефектов литья по cBHmasf и неметаллическим включениям, улучшения чистоты поверхности,, в качестве органической жидкости используют водный раствор карбамида, а прокалку формы ведут при скорости подъема температуры внутри формы 300-450°С/час.

2. Способ -ПО п. 1, отличаю щи йс я тем, что концентрация карбамида в водном растворе соответствует 5-25 вес.%.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;

1.Патент Бельгии № 653219, кл. В 29

2.Патент США М 3519057,

кл. 164-35/В22 С 9/04, 07.07.70.