Способ нанесения пиролитического углерода на литейные керамические формы Советский патент 1980 года по МПК B22C3/00 

(54) СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПИ РОЛ ИТИ ЧЕС КОГО УГЛЕРОДА НА ЛИТЕЙНЫЕ КЕРАМИЧЕСКИЕ ФОРМЫ

Изобретение относится к литейному производству, а именно к способам нанесения пиролитического углерода на литейные, преимущественно неразъемные, керамические формы. Известен способ нанесения пиролитического углерода на литейные разъемные формы в кип51щем слое с графитовым наполнителем pj . Однако такой способ может быть использован только для разъемных форм. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ нанесени пиролитического углерода на литейные неразъемные формы, включающий их предварительный нагрев до 80О-13ООС и углеродистого газа в емкости с принудительной его подачей в рабочую полость формы 2 . Однако при таком способе имеют место сажистые отложения на рабочей поверхности формы и недостаточная равно- . мерность распределения пироуглерода по их толщине. Целью изобретения является уменьшение сажистых отложений на рабочей поверхности форм и- улучшение равномерности распределения пироуглерода по их толщине : Это достигается тем, что обдув формы осуществляют газовой смесью состава, об.%: Ароматические углеводороды или их производные2О,0-65,О Инертный газ35,О-80,О в течение 6-1О час в направлении от наружной к ее внутренним поверхностям. Принудительный обдув газовой смеси осущест)зляют вентилятором (поток газа закручивают), при этом литниковые отверстия формы закрывают керамическими пробками.

Осажцение пироугпероцп вецут до сквоапого Т1асышения формы пироуглероцом не менее 3 вес.%.

Для сокращения времени обработки форм их изготавливают пористыми и газопроницаемыми любыми известными способами, например, добавлением органического вещества в огнеупорную суспензию.

В качестве ароматических углевоцороцов применяют бензол, нафталин, в качестве производных ароматических углеводородов - толуол.

Сущность способа заключается в еледующем.

Формы помещают в муфельную печь и нагревают до ЭОСиНОО С, Затем туда подают в заданном соотношении условную смесь и с помощью вентилятора принудительно нагнетают закрученный газовый поток, омывающий формы снизу вверХ, по винтовой линии. Из газовой смеси, проникающей в поры стенок формы и далее в ее рабочую полость, осаждается пиролитический углерод в течение 6-10 час не менее 3,0 вес.%.Для исключения попадания газового потока из полости печи ; внутрь формы литниковые отверстия перед садкой форм в печыёакрывают керамическими пробками.

После окончания насьпцения формы пироуглёродом подачу газовой смеси прекра щают и после охлаждения печи BMecte с формами до . 500 С их извлекают из печи и охлаждают на воздухе.

Класс углеводородов и его групповой состав

Синитин

С м е .с ьf

Ароматический уг- 1ОООлеводороп 16,4-

56,3%

Парафин 27.-в9%

Нафтены16,7-4.),7%

При нанесении пиролитического углерода предлагаемым способом применяют ароматические углеводороды, у которых С:Н 1. Применение этих углеводородов наиболее эффективно, так как они дают возможность осаждать пироуглерод высокой чистоты на.рабочей поверхности и наносить его в минимально короткое -время. Исходя из резко тормозящего влияния водорода на скорость осаждения пиролитического углерода,неэффективно применение углеводородов, у которых С:Н меньше 1.

Концентрация ароматических углеводородов в составе газовой смеси не должна превышать некоторой, так называемой пороговойконцентрации, выше которой пироуглерод отлагается в вице сажи. В интервале температур ЭОО-ИОО С

при применении их 2О% продолжительность процесса обработки составляет 10-12 час, а при концентрации 65% наступает пороговая концентрация, вьпяе которой наряду с появлением сажистых отложений на

5 рабочей поверхности форм возможна преждевременная закупорка пор формы, препятствующая дальнейшей диффузии пиролити- ческого углерода.

Оптимальная температура процесса

Q lOOO-105CfC,оптимальная концентрация ароматических углеводородов 40-50%. Примеры получения пирсуглеродного покрытия и его качества при применении различных углеводородов приведены ниже в таблице.

1Д

Пироуглерод на

8 внутренней поверхности формы черпого цвета

2,5

8

Внутри формы

2,3

8 много сяжи

Пироуглерод на

8

1,45 внутренней и наружной поверхностях форм черяого

2,0

8 8 . Внут)и 2,8 форм Mitoro сажт

Парафиновые углевод ороды

Применрние ароматических углеводороцов. эффективно как с точки зрения чистоты пиролитического углерода, так и времани обработки форм.

Предлагаемый способ нанесения пиро- утл ероца обеспечивает:

- полноту содержания пироуглероца на внутренней поверхности форм любой Геометрической сложности без образования сажистых отложений,

- повьииенио теплопровоцности форм, что важно ОЛЯ литья из титановых сплаПродолжение таблицы

- повышение прочности ферм в 2-5 роза, что позволяет повысить надежность форм от разрушения при центробежной заливке и увеличить металлоемкость формы при литье по выплавляемым моделям. Формула изобретения

Способ нанесения пиролитического углерода на литейные керамические формы, включающий их предварительный нагрев до 9ОО-11ОО С и принудительный обдув газовой смесью, отличающийс я тем, что, с целью умеш шения сажистых отложений на рабочей поверх7 74953.88

ности формы и улучгления равномерностив течение 6-10 час в направлении от нараспределения пироуглероца по толщине ружной к ее внутренним поверхностям,

формы, обду-в формы осуществляют гаэо-Источники информации,

вой смесью состава, об.%: .принятые во внимание при экспертизе

Ароматические5 Авторское свидетельство СССР

.углеводороды или№ 289867, кл. В 22 С 3/00, 1972.

их производные .20,0-65,02. Авторское свидетельство СССР

Инертньй газ 35,О-8О,0№ 426741, кл. В 22 С З/ОО, 1972.