Способ отверждения керамических форм Советский патент 1978 года по МПК B22C9/12 B22C9/04 

1

Изобретение относится к литейному производству, а именно к способам отверждения многослойных керамических форм, получаемых по выплавляемым моделям.

Известен способ отверждения многослойных керамических форм с этилсилнкатным связующим, иолучаемых по выплавляемым моделям, путем продувки нагретым воздухом при одновременном наооре вакуума с последующим воздействием в вакуумной среде парообразным отвердителем ij.

Однако известный способ не обеспечивает неоОходимой скорости отверждения и повышение механической прочности и газопроницаемости формы.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ отверждения оболочковых форм с этилсиликатным связующим 2J.

Однако такой снособ также не обеспечивает необходимой скорости отверждения и повышение механической прочности и газопроницаемости формы.

Цель изобретения - интенсификация отверждения, увеличение механической прочности и газопроницаемости формы.

Достигается это тем, что продувку по предлагаемому способу осуществляют при создании разрежения до 500-200 мм рт. ст.

Ускорение предварительной равномерной сушки каждого слоя покрытия обеспечивается за счет одновременного воздействия набора вакуума и донолнительного снижения нарциального давления наров испаряющихся веществ (например, растворителя) благодаря разбавлению окружающим воздухом вакуумной среды (напускаемым при вакуумировании), что, кроме того, позволяет снизить температурные иерепады.

Ускорение предварительного отверждения каждого слоя покрытия обеспечивается при остаточном давлении 500-200 мм рт. ст. воздействием парообразного отвердителя - насыщенного водяного пара с аммиаком или только водяного пара, что позволяет иметь достаточную предварительную прочность керамической оболочки для качественного дальнейшего ускорения окончательного процесса сущки и отверждения ее. При этом нроисходит дополнительное температурных перепадов между средой каждым слоем покрытня и моделью.

Продувку воздухом производят в количестве 3-15-кратного воздухообмена при одновременном наборе вакуума до 500- 200 мм рт. ст. за 2-4 мин. Затем воздействуют парообразным отвердителем, например насыщенным водяным паром, при 105-160°С

1-2 мин и аммиаком в течение 0,,5 мин, или только водяным наром, что позволяет при интенсификации и стабилизации процесса повысить качество керамической оболочки, особенно на крупногабаритных сложных формах.

Конкретный пример изготовления крупногабаритных сложных керамических форм в литье по выплавляемым моделям в поперечнике 150-1200 мм с общим количеством нанесенных покрытий до 25 слоев.

Для связующей суспензии используют Э1илсиликат марки 32 по МРТУ-6-02-415-67 и этилсиликат 40 по ГОСТ 5.1174-71 и МРТУ6-02-641-71.

В качестве обсыпочного зернистого материала применяют электрокорунд марки Э-9Б и ЭБ9А по ОСТ.2-115-71 зернистостью от № 20 до № 80 по ГОСТ 3647-71.

Приготовление суспензии, нанесение ее на модели и обсыпку зернистым материалом производят известными способами.

Модели с нанесенным покрытием через 0,5-1 .мин помещают в герметичиую камеру.

Оптимальные осуществления способа применения.

1.Набор вакуума до 460 мм рт. ст. с одновременной прокачкой воздуха с 5-10-кратным объемным воздухообменом за 2 мин.

2.Подача водяного пара, имеющего температуру 130-145°С через дроссель в течение 1 мии, и подача паров аммиака в течение 0,5 мин с последующей выдержкой 1 мин.

Давление в камере 450-480 мм рт. ст.

Кроме того, по другому оптимальному релсиму производят подачу только водяного пара с выдержкой в среде пара при давлении 450-470 мм рт. ст. 2 мин.

3. Пабор вакуума величины 5-15мм рт. ст. за 3 мии (возмолсеи режим 1-30 мм рт. ст.);

4.Подача паров аммиака и выдержка в среде аммиака 1,5-2 мин при остаточном давлении 40 мм рт. ст. (возможен режим

30-60 мм рт. ст.);

5.Набор вакуума 5-15 мм рт. ст. за 0,5 мин (возможен режим 1-30 мм рт. ст. за 0,5 мин);

6.Набор плавного остаточного давления до 460 мм рт. ст. за 2 мин с одновременной прокачкой воздухом с 5-10-кратным объемным воздухообменом через вакуумный насос (возможен режим 500-200 мм рт. ст. с 3-15кратным воздухообменом за 2-4 мин);

7. Плавный набор атмосферного давления в камере (разгерметизация камеры) за 2 мин и окончание цикла.

Общий цикл полной сущки ь отверждения одного слоя нокрытия составлял 13 мин при

величине цикла в известном снособе 1-1,5ч. Качество и стабильность технологических и прочностных свойств формирования керамической формы, главным образом, контролируют визуально при послойном изготовлении

покрытия, после удаления мод::льного состава и после прокалки и заливки ее металлом преимущественно без применения опорного наполнителя. Максимально залитый вес формы без опорного наполнителя 160 кг.

Общий выход годных форм составил 99,8% при нанесении по 25 слоев.

Качество отливок соответствует требованиям отраслевых стандартов и специальных технических условий на изделия вертолетов.

Использование предлагаемого способа изготовления форм в литье по выплавляемым моделям обеспечивает, по сравнению с существующими способами, следующие преимущества.

1.Интенсифицирует процесс изготовления и улучшает качество преимущественно крупногабаритных сложных керамических оболочковых форм, что особенно важно при изготовлении больших точнолитых узлов в современном вертолетостроении и самолетостроении

и изделий специального назначения.

2.Дает возможность мобильно изготавливать единовременно различные по габаритам

до 2,0 м и сложности керамические оболочковые формы по одному универсальному процессу, особенно при большой номенклатуре литья в разовом, опытном, мелкосерийном и серийном нроизводстве, что позволит увеличить производительиость труда в этих отраслях промышленности.

3.Исключает, особенно для крунногабаритных сложных форм, предварительную сушку посредством естественной выдержки на воздухе в условиях цеха, что позволяет устранить влияние изменения окружающей температуры и влажности на качество формы, повысить стабильность технологического процесса и создать оптимальные условия для пелиой механизации и автоматизации производства.

4. Улзчшает условия труда за счет ведения процесса в закрытой среде в герметичной камере.

Сравнение основных физико-механических свойств форм, полученных в соответствии с изобретением и известным способом, приведено в таблице. (В производственных условиях керамику изготавливают при 18-33°С, влажности 35-98%.)

Формула изобретения

Способ отверждения керамических форм по выплавляемым моделям путем послойной продувки нагретым воздухом при вакуумировании с последующей продувкой в вакуумной среде нагретым парообразным отвердителем, отличающийся тем, что, с целью интенсификации отверждения, увеличения механической прочности и газопроницаемости формы, продувку осзществляют при создании разрежения до 500-200 мм.рт. ст.

Источники ииформации, принятые во внимание при экспертизе

1.Технический отчет НИАТ инв. № 25203Н, № 4-5590-3210-201-082 Монтаж, отладка и пуск установки вакуумно-аммиачной сушки УВС-2 на МЛ13 «Красный Октябрь. М., 1974, с. 9-12.

2.Авторское свидетельство СССР №34179 В 22С 9/04, 29.09.70, 1972.