[go: up one dir, main page]

RU2231414C2 - Method for producing large-size castings having complex-shape inner cavities with use of investment patterns - Google Patents

Method for producing large-size castings having complex-shape inner cavities with use of investment patterns Download PDF

Info

Publication number
RU2231414C2
RU2231414C2 RU2002121569/02A RU2002121569A RU2231414C2 RU 2231414 C2 RU2231414 C2 RU 2231414C2 RU 2002121569/02 A RU2002121569/02 A RU 2002121569/02A RU 2002121569 A RU2002121569 A RU 2002121569A RU 2231414 C2 RU2231414 C2 RU 2231414C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
model
mold
ceramic shell
pattern
mass
Prior art date
Application number
RU2002121569/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002121569A (en
Inventor
Б.Э. Миникес (RU)
Б.Э. Миникес
М.Б. Миникес (RU)
М.Б. Миникес
А.П. Заболотских (RU)
А.П. Заболотских
Original Assignee
Миникес Борис Эммануилович
Миникес Михаил Борисович
Заболотских Александр Поликарпович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Миникес Борис Эммануилович, Миникес Михаил Борисович, Заболотских Александр Поликарпович filed Critical Миникес Борис Эммануилович
Priority to RU2002121569/02A priority Critical patent/RU2231414C2/en
Publication of RU2002121569A publication Critical patent/RU2002121569A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2231414C2 publication Critical patent/RU2231414C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: manufacture of complex-shape castings with use of investment patterns.
SUBSTANCE: method comprises steps of placing core of water soluble salt into press-mold; fixing core by means of marks and supporting insertion piece in order to prevent its damage; in order to eliminate cracking and shrinkage of pattern, fastening metallic inserts in press-mold for forming voids in thickened zones of pattern; pressing-in to press-mold pattern composition; extracting pattern out of press-mold together with insert and supporting insertion piece; then removing insert and insertion piece from pattern; closing holes after insert with pattern composition; closing void formed in pattern after removal of insert by means of plug; assembling patterns to unit; washing pattern unit and applying ceramic coating; forming openings in envelope in zones spaced from pouring basin for discharging pattern mass at melting it.
EFFECT: improved quality of castings, lowered labor consumption of process.
4 cl, 13 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к литейному производству, в частности к изготовлению крупногабаритных отливок переменного сечения с развитыми внутренними полостями сложной конфигурации, по выплавляемым моделям.The invention relates to foundry, in particular to the manufacture of large-sized castings of variable cross-section with developed internal cavities of complex configuration, according to investment casting.

Известен способ получения крупногабаритных отливок по выплавляемым моделям (SU 1567316, В 22 С 9/04, 3.03.08.87, 30.05.90), включающий изготовление моделей отливок путем запрессовки модельной массы в пресс-форму с формосохраняющим стержнем из водорастворимой соли, растворение стержня в воде, сборку модельного блока и литниковой системы на металлическом каркасе, изготовление керамической оболочки, удаление из нее модельного состава, прокаливание керамической оболочки, заливку ее металлом. Водорастворимый формосохраняющий стержень для прочности и фиксации устанавливают на опорный элемент для стержня, которым является металлическая рама. Указанный стержень растворяется после сборки модельного блока, рамка отваливается.A known method for producing large castings according to investment casting (SU 1567316, 22 C 9/04, 03.03.08.87, 05/30/90), including the manufacture of models of castings by pressing the model mass into a mold with a form-preserving core of water-soluble salt, dissolving the core in water, assembly of the model block and the gating system on a metal frame, the manufacture of the ceramic shell, removal of the model composition from it, calcination of the ceramic shell, pouring it with metal. A water-soluble form-preserving rod for strength and fixation is mounted on the rod support element, which is a metal frame. The specified core dissolves after the assembly of the model block, the frame falls off.

Данный способ используется для изготовления тонкостенных деталей, имеющих протяженную поверхность. При необходимости изготовления крупногабаритных отливок, содержащих тонкостенные и толстостенные элементы, этот способ не обеспечивает необходимого качества модели.This method is used for the manufacture of thin-walled parts having an extended surface. If it is necessary to manufacture large-sized castings containing thin-walled and thick-walled elements, this method does not provide the required quality of the model.

Известен способ получения крупногабаритных отливок переменного сечения по выплавляемым моделям (Я.И. Шкленник и др. Литье по выплавляемым моделям, М., 1984 г., стр. 166-167, 217-228, 228-239, 278-279), включающий изготовление моделей отливок путем запрессовки модельной массы в пресс-форму со стержнем из водорастворимой соли, фиксируемым с помощью знаков, растворение стержня в воде, сборку модельного блока и литниковой системы из модельных звеньев мелких отливок на металлическом каркасе, изготовление керамической оболочки, удаление из нее модельного состава, заформовывание наполнителем, прокаливание керамической оболочки, заливку ее металлом.A known method of producing large-sized castings of variable cross-section on investment casting (Ya. I. Shklennik and others. Lost wax casting, M., 1984, pp. 166-167, 217-228, 228-239, 278-279), including making models of castings by pressing the model mass into a mold with a rod of water-soluble salt, fixed with signs, dissolving the rod in water, assembling the model block and the sprue system from model links of small castings on a metal frame, manufacturing a ceramic shell, removing it model composition , Zaformovyvanie filler, calcining the ceramic shell, filling it with metal.

Для получения утолщенных частей модели в способе применены вставки из модельного состава. Вставки изготавливают заранее и проставляют в пресс-форму перед запрессовкой модели. Затем они удаляются при вытопке вместе с моделью.To obtain thickened parts of the model, the method uses inserts from the model composition. The inserts are made in advance and put in the mold before pressing the model. Then they are removed during the flooding together with the model.

Вставки из модельной массы позволяют уменьшить температурные деформации модели и как следствие уменьшить утяжку модели и трещины.Inserts from the model mass can reduce the temperature deformations of the model and, as a consequence, reduce the model tightening and cracks.

Изготовление керамической оболочки в известном способе осуществляется послойно. При нанесении каждого слоя поверхность модельного блока смачивается огнеупорной суспензией, обсыпается зернистым огнеупором и сушится.The manufacture of a ceramic shell in the known method is carried out in layers. When applying each layer, the surface of the model block is wetted with a refractory suspension, sprinkled with granular refractory and dried.

Удаление модельного состава производится путем выплавления. Заформовывание керамической оболочки осуществляют сухим наполнителем, засыпку которого ведут на столе-вибраторе. При этом формуется вся керамическая оболочка за один прием. Опока устанавливается на виборостол, керамическая оболочка помещается в опоку на предварительно подготовленную подушку из сухого наполнителя, засыпают в опоку наполнитель, включают вибрацию.Removal of the model composition is carried out by smelting. The ceramic shell is molded with a dry filler, the filling of which is carried out on a vibrator table. In this case, the entire ceramic shell is molded in one step. The flask is mounted on a vibration table, the ceramic shell is placed in the flask on a pre-prepared pillow of dry filler, the filler is poured into the flask, and vibration is turned on.

Прокаливание керамической оболочки и заливку ее металлом ведут известными способами.Annealing a ceramic shell and pouring it with metal is carried out by known methods.

Из недостатков способа можно отметить следующие. Толстостенный узел модели сохраняется до вытопки и при нагревании модельной массы при вытопке модели может деформировать керамическую оболочку вследствие теплового расширения.The disadvantages of the method include the following. The thick-walled assembly of the model is retained until the model is heated and, when the model mass is heated, when the model is heated, it can deform the ceramic shell due to thermal expansion.

Для крупногабаритных объемных отливок увеличивается расход модельной массы, кроме того, требуется специальная пресс-форма, которая изготавливается отдельно.For large volume castings, the consumption of model mass increases, in addition, a special mold is required, which is manufactured separately.

Вставки, используемые в известном способе, не везде применимы, а только на деталях простой конфигурации.The inserts used in the known method are not always applicable, but only on the details of a simple configuration.

При выполнении стержнем указанных полостей в моделях, при запрессовывании модельной массы возможны сломы стержня из-за большой нагрузки на него. Невозможно изготовить протяженные сложные полости в моделях.When performing the indicated cavities in the models by the rod, when pressing the model mass, breakage of the rod is possible due to the large load on it. It is impossible to make extended complex cavities in models.

В известном способе на металлическом каркасе-стояке невозможно собрать тяжелый модельный блок для крупногабаритных отливок из-за недостатка прочности модельной массы.In the known method, it is impossible to assemble a heavy model block for large castings on a metal frame-riser due to the lack of strength of the model mass.

В процессе вытопки моделей массивные и удаленные от литниковой чаши части керамической оболочки могут подвергаться деформации. Кроме того, из удаленных частей керамической оболочки сложно удалять засоры.In the process of model flooding, parts of the ceramic shell that are massive and remote from the sprue bowl may undergo deformation. In addition, it is difficult to remove blockages from the removed parts of the ceramic shell.

Для отливок со сложными протяженными полостями в пустотах керамической оболочки при засыпке наполнителем могут оставаться неплотности, что приводит к пробивам керамической оболочки металлом в процессе заливки.For castings with complex extended cavities in the voids of the ceramic shell when filling with filler, leaks can remain, which leads to breakdowns of the ceramic shell by metal during the pouring process.

Задачей, на решение которой направлено данное техническое решение, является повышение качества отливок и снижение трудоемкости, за счетThe task to which this technical solution is directed is to improve the quality of castings and reduce the complexity, due to

- исключения брака моделей по дефектам утяжки усадки, трещин, слома стержня,- exclusion of defective models for defects in shrinkage tightening, cracks, rod breakage,

- исключения растрескивания керамической оболочки при выплавлении модельного состава,- exclusion of cracking of the ceramic shell during the smelting of the model composition,

- создания прочности модельного блока и удобства в работе с ним,- creating the strength of the model block and the convenience in working with it,

- упрощения удаления керамической оболочки из внутренних полостей отливки,- simplifying the removal of the ceramic shell from the internal cavities of the casting,

- исключения пробивов оболочки в местах внутренних полостей во время заливки металла.- exclusion of penetration of the shell in places of internal cavities during pouring of metal.

Для этого в способе получения крупногабаритной отливки с внутренними полостями сложной конфигурации по выплавляемым моделям, включающем изготовление элементов модельного блока путем запрессовки модельной массы в пресс-формы с установленными в них растворимыми солевыми стержнями для выполнения внутренних полостей отливки, удаление стержней в воде, сборку модельного блока на металлическом каркасе из модельных элементов, изготовление керамической оболочки, удаление из нее модельного состава, заформовывание керамической оболочки наполнителем, прокаливание керамической оболочки, заливку ее металлом, согласно изобретению, для опоры стержней в пресс-форму устанавливают опорные вкладыши, удаляемые из модели после извлечения ее из пресс-формы, отверстия от опорных вкладышей заделывают модельной массой до удаления стержней, для образования пустот в утолщенных местах модели в пресс-форму устанавливают металлические вставки, которые удаляют из модели до сборки модельного блока, образованные вставками пустоты перекрывают заглушками из модельной массы.To do this, in the method for producing a large casting with internal cavities of a complex configuration according to investment casting, including the manufacture of model block elements by pressing the model mass into molds with soluble salt rods installed in them to perform internal casting cavities, removing rods in water, assembly of the model block on a metal frame of model elements, the manufacture of a ceramic shell, removal of the model composition from it, molding of the ceramic shell with molder, calcining the ceramic shell, pouring it with metal, according to the invention, for supporting the rods in the mold, support liners are installed that are removed from the model after removing it from the mold, the holes from the support liners are sealed with a model mass until the rods are removed, to form voids in In thickened areas of the model, metal inserts are installed in the mold, which are removed from the model before the assembly of the model block, the voids inserted by the inserts are covered with plugs from the model mass.

Для создания прочности объемному модельному блоку и удобства в работе с ним сборку элементов модельного блока ведут на предварительно изготовленном сборном металлическом каркасе с рукоятками по оси центра тяжести модельного блока, на который крепят элементы модели отливки и литниково-питающей системы.To create strength for the volume model block and the convenience of working with it, the assembly of the model block elements is carried out on a prefabricated prefabricated metal frame with handles along the axis of gravity of the model block, on which the elements of the casting model and the gate-feeding system are mounted.

Сборный металлический каркас удаляют из керамической оболочки после вытопки модельной массы.The prefabricated metal frame is removed from the ceramic shell after the model mass is refluxed.

С целью исключения растрескивания керамической оболочки в ней выполняют дополнительные отверстия в удаленных от литниковой чаши местах, перекрываемые после вытопки модельной массы керамическими пробками.In order to prevent cracking of the ceramic shell, additional holes are made in it in places remote from the sprue bowl, which are blocked after the model mass has been fused with ceramic plugs.

Заформовывание керамической оболочки наполнителем осуществляют последовательно в два этапа, на первом этапе заполняют пустоты в керамической оболочке в местах образования внутренних полостей отливки, на втором этапе керамическая оболочка засыпается наполнителем полностью.The molding of the ceramic shell with the filler is carried out sequentially in two stages, at the first stage, the voids in the ceramic shell are filled in the places where the casting cavities are formed, at the second stage, the ceramic shell is completely filled with the filler.

Использование опорных металлических вкладышей, устанавливаемых в пресс-форме в критических местах и удаляемых из модели после ее запрессовки, позволяет выдержать стержню более высокую нагрузку при запрессовке модельной массы в пресс-форму при высоком давлении за счет уменьшения длины плеча приложения силы. Высокое давление необходимо по условиям технологии. В песчано-глинистых формах стержни поддерживаются металлическими жеребейками. При литье по выплавляемым моделям поддержки стержня не существовало. Жеребейки для этой цели не подходят в силу ряда причин. Во-первых, они могут сдвинуться при запрессовке модельной массы, т.к. невозможно зафиксировать их в пресс-форме. Во-вторых, возникает угроза неспая, особенно в тонкостенных частях отливки. Кроме того жеребейки окисляются при прокаливании и образуются вскипы. При вымачивании стержня в воде жеребейки окисляются и т.д.The use of metal support liners installed in the mold in critical places and removed from the model after it is pressed in allows the rod to withstand a higher load when pressing the model mass into the mold at high pressure by reducing the length of the shoulder of the application of force. High pressure is required by technology. In sandy-clay forms, rods are supported by metal foals. In investment casting, rod support did not exist. The draws are not suitable for this purpose for several reasons. Firstly, they can move when the model mass is pressed in, because it is impossible to fix them in the mold. Secondly, there is a danger of unsupervised, especially in the thin-walled parts of the casting. In addition, the foals are oxidized during calcination and scaling is formed. When the rod is soaked in water, the foals are oxidized, etc.

В отливках сложной конфигурации (переменного сечения) для исключения температурных дефектов модели (утяжки, трещины, усадка и др.) модельная масса запрессовывается в виде густой пасты при повышенном давлении. Минимальная температура запрессовки и давление зависят от содержания компонентов и сложности конфигурации детали.In castings of complex configuration (variable cross-section), to exclude temperature defects of the model (tightening, cracks, shrinkage, etc.), the model mass is pressed into a thick paste at high pressure. The minimum insertion temperature and pressure depend on the content of the components and the complexity of the configuration of the part.

В прототипе вставка исключает дефекты модели. В предлагаемом решении вставка исключает дефекты и модели и керамической оболочки при вытопке модели, более удобна в работе, т.к. является частью пресс-формы модели. Образованная вставкой пустота перекрывается заглушками из модельной массы.In the prototype, the insert eliminates model defects. In the proposed solution, the insert eliminates defects in both the model and the ceramic shell when the model is refluxed, it is more convenient to use, because is part of the mold of the model. The void formed by the insert is blocked by plugs from the model mass.

Металлический каркас выполнен в виде объемной пространственной конструкции для моделей широко расположенных в пространстве, большого веса.The metal frame is made in the form of a three-dimensional spatial structure for models widely located in space, of large weight.

Изготовление металлического каркаса сборным позволяет:Prefabricated metal frame manufacturing allows:

- получить объемные модельные блоки, а за счет этого сложные крупногабаритные отливки, при этом удаление его возможно целиком и по частям в зависимости от конструкции отливки,- to obtain volumetric model blocks, and due to this, complex large-sized castings, while it can be removed in whole and in part, depending on the design of the casting,

- повысить прочность собранного модельного блока,- increase the strength of the assembled model block,

- рукоятки позволяют удерживать модельный блок при проведении технологических операций, что повышает удобство в работе,- the handles allow you to hold the model unit during technological operations, which increases the convenience in work,

- зачастую оставшиеся отверстия от металлического каркаса являются выпорами.- Often, the remaining holes from the metal frame are fenders.

Выполнение в удаленных от литниковой чаши местах керамической оболочки дополнительных отверстий, впоследствии перекрываемых пробками, упрощает и сокращает время выхода модельной массы из керамической оболочки во время вытопки, предотвращает растрескивание керамической оболочки. Отверстия используют при продувке керамической оболочки для удаления засоров.The implementation of additional holes remote from the sprue bowl of the ceramic shell, subsequently blocked by plugs, simplifies and reduces the time it takes for the model mass to exit the ceramic shell during flooding, and prevents cracking of the ceramic shell. Holes are used to purge the ceramic shell to remove blockages.

Последовательная засыпка в два этапа при заформовывании керамической оболочки позволяет создать условия для необходимого достаточно плотного заполнения внутренних пустот керамической оболочки для исключения пробива ей металлом при заливке.Sequential backfill in two stages during the molding of the ceramic shell allows the creation of conditions for the necessary sufficiently dense filling of the internal voids of the ceramic shell to prevent penetration by metal during pouring.

На фиг.1 представлен эскиз готовой детали, общий вид (показан условно, фактически лопатка от входа до выхода разворачивается на 90° );Figure 1 presents a sketch of the finished part, a General view (shown conditionally, in fact, the blade from the entrance to the output is rotated 90 °);

На фиг.2 - модель, общий вид.Figure 2 - model, General view.

На фиг.3 - модель, вид А.Figure 3 - model, view A.

На фиг.4 - пресс-форма в сборе, общий вид.Figure 4 - mold assembly, General view.

На фиг.5 - пресс-форма в сборе, вид Б.Figure 5 is a complete mold, view B.

На фиг.6 - модель прибыли.6 is a profit model.

На фиг.7 - модель литниковой чаши.7 is a model of the sprue bowl.

На фиг.8 - металлический каркас для сборки модельного блока.On Fig - a metal frame for assembling a model block.

На фиг.9 - модельный блок в сборе.In Fig.9 - model unit assembly.

На фиг.10 - модельный блок в сборе, разрез, развернутый на 90° .Figure 10 - model block Assembly, section, deployed 90 °.

На фиг.11 - вытапливание модельной массы из пресс-формы.In Fig.11 - the warming of the model mass from the mold.

На фиг.12 - устройство для формования внутренней полости отливки.On Fig - a device for forming the inner cavity of the casting.

На фиг.13 - заформованная в опоку керамическая форма, после заполнения внутренних полостей наполнителем, готовая под заливку.On Fig - molded into the flask ceramic form, after filling the internal cavities with filler, ready for filling.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

Водорастворимые стержни устанавливают в знаковые части пресс-формы, состоящие из двух полуформ, на дополнительные опорные вкладыши. Все элементы модельного блока запрессовывают в пресс-формах, в которых выполнены отъемные металлические вставки в утолщенных местах.Water-soluble rods are installed in the iconic parts of the mold, consisting of two half-forms, on additional support liners. All elements of the model block are pressed into molds in which detachable metal inserts are made in thickened places.

Модели запрессовываются модельной массой на основе парафина и церезина, необходимые прочностные характеристики и физические свойства модельной массы регулируются содержанием канифоли и полиэтилена ВД, а качество модели параметрами запрессовки: температурой и давлением.Models are pressed with a model mass based on paraffin and ceresin, the required strength characteristics and physical properties of the model mass are regulated by the rosin and VD polyethylene content, and the model quality by pressing parameters: temperature and pressure.

После запрессовки и извлечения модели удаляются вставки и опорные вкладыши. Пустоты от вкладышей перекрываются заранее изготовленными заглушками из модельной массы, отверстия от опорных вкладышей заделываются модельной массой.After pressing and removing the model, the inserts and support liners are removed. The voids from the liners are blocked by prefabricated plugs from the model mass, the holes from the supporting inserts are sealed with the model mass.

Для сборки модельного блока подготавливается сборный металлический каркас, конструкция и крепление которого зависят от собираемого модельного блока. Металлический каркас снабжен рукоятками, которые находятся на оси центра тяжести модельного блока. На каркас окунанием наносится тонкий слой 1-2 мм модельной массы.To assemble the model block, a prefabricated metal frame is prepared, the design and fastening of which depend on the model block being assembled. The metal frame is equipped with handles that are located on the axis of the center of gravity of the model block. A thin layer of 1-2 mm of model mass is applied to the frame by dipping.

При сборке модельного блока все элементы спаиваются между собой и одновременно прочно крепятся к каркасу. В удаленных от литниковой чаши местах модельного блока припаиваются конусообразные модели в виде круглых или овальных пробок толщиной 10-12 мм.When assembling a model block, all elements are soldered together and at the same time firmly attached to the frame. In the areas of the model block remote from the sprue bowl, cone-shaped models are soldered in the form of round or oval plugs 10-12 mm thick.

На модельный блок известным способом аналогично прототипу наносится 5-6 слоев керамики с применением воздушной сушки послойно.On a model block in a known manner, similar to the prototype, 5-6 layers of ceramics are applied using air drying in layers.

При использовании вакуумной сушки пустоты прокалывают тонкой иглой. Перед нанесением очередного слоя керамики игла вставляется в отверстие, а перед сушкой отверстие открывается. При нанесении каждого слоя с торцев литниковой чаши и "пробою" керамика счищается.When using vacuum drying, the voids are punctured with a thin needle. Before applying another layer of ceramic, the needle is inserted into the hole, and before drying, the hole opens. When applying each layer from the ends of the sprue bowl and “breakdown”, the ceramic is cleaned.

Известным способом из керамической формы производится вытопка модельной массы в ее расплаве при температуре 18±10°C или другими известными способами (автоклав и т.д.)In a known manner, from the ceramic mold, the model mass is refluxed in its melt at a temperature of 18 ± 10 ° C or by other known methods (autoclave, etc.)

Для вытопки керамические формы устанавливают так, чтобы при освобождении от модельной массы форма и каркас оставались в устойчивом состоянии. Каркас удаляется из горячей формы после вытопки модельной массы.For refluxing, ceramic molds are set so that when released from the model mass, the mold and frame remain in a stable state. The frame is removed from the hot mold after the model mass is fired.

После слива модельной массы горячую керамическую форму погружают на 5-10 мин в ванну с водой с температурой ≥ 90° С литниковой чашей вверх. Промытую керамическую форму сушат известным способом. После сушки литниковую чашу и отверстия от каркаса заклеивают плотной бумагой, а в конусообразные отверстия вставляют заранее изготовленные по серийной технологии керамические пробки и снаружи керамической оболочки места их установки замазываются замазкой, например, из шамотной муки на жидком стекле. Затем керамическую оболочку заформовывают в опоку, например, сухим наполнителем. Заформовывание осуществляют в два этапа. На первом этапе заполняют внутренние формообразующие полости, после чего керамическая оболочка засыпается наполнителем полностью.After draining the model mass, the hot ceramic mold is immersed for 5-10 minutes in a bath of water with a temperature of ≥ 90 ° C with a sprue bowl up. The washed ceramic mold is dried in a known manner. After drying, the sprue bowl and the holes from the frame are sealed with thick paper, and ceramic plugs pre-manufactured using serial technology are inserted into the cone-shaped holes and the places of their installation are covered with putty, for example, from fireclay flour on liquid glass. Then the ceramic shell is molded into a flask, for example, with a dry filler. Forming is carried out in two stages. At the first stage, internal forming cavities are filled, after which the ceramic shell is completely filled with the filler.

Прокалка керамической формы, плавка металла, заливка формы, выбивка отливки из опоки выполняются по известной технологии.Calcination of ceramic molds, metal smelting, mold casting, knocking out castings from the flask are carried out according to well-known technology.

Удаление отходов керамической оболочки и засыпки из внутренней полости отливки выполняется одновременно с отбивкой керамической оболочки с внешней стороны отливки известным способом.The removal of ceramic shell waste and backfill from the inner cavity of the casting is carried out simultaneously with the beating of the ceramic shell from the outside of the casting in a known manner.

Пример конкретного выполнения способа рассматривается на примере отливки рабочего колеса насоса высокого давления типа ЦНС-180, у которого толщина стенок ступицы до 20 мм, толщина лопаток до 6-7 мм, диаметр колеса 310 мм. Междисковое расстояние переменное и разделяется семью тонкими лопатками, плоскость которых по длине развернута на 90° . На входе торец лопатки находится в горизонтальной плоскости, на выходе - в вертикальной. На всех чертежах для наглядности защищаемых элементов технологии лопатка показана в одной (вертикальной) плоскости. Вес литой заготовки 14 кг, черновой вес 24 кг.An example of a specific implementation of the method is considered on the example of casting the impeller of a high-pressure pump of the type TsNS-180, in which the wall thickness of the hub is up to 20 mm, the thickness of the blades is up to 6-7 mm, and the diameter of the wheel is 310 mm. The inter-disc distance is variable and is divided by seven thin blades, the plane of which is 90 ° turned along its length. At the entrance, the end of the scapula is in the horizontal plane, at the exit - in the vertical. In all the drawings, for illustrative purposes of the protected elements of the technology, the blade is shown in one (vertical) plane. The weight of the cast billet is 14 kg, the draft weight is 24 kg.

Изготовленные по известной технологии стержни 1 из водорастворимой соли устанавливаются в пресс-форму, состоящую из двух полуформ 2 и 3, для запрессовки модели. Водорастворимый стержень 1 фиксируется знаками 4 и опирается на опорный вкладыш 5. В верхней полуформе 2 крепится вставка 6. В нижней полуформе 3 крепится вставка 7. Вставки 6 и 7 крепятся неподвижно посредством крепления (на чертеже не показано), которое проходит через стенки полуформы 2 и 3, например, в виде болта или шурупа, который ввинчивается в резьбовое отверстие вставки 6,7. Крепление вставки 7 после запрессовки удаляют снаружи полуформы 3. Вставку 6 удаляют вместе с верхней половиной пресс-формы. Вставки 6,7 образуют пустоты в утолщенных местах модели. Полуформы 2,3 скрепляются стяжными болтами 8. Через запрессовочное отверстие 9 производится запрессовка модельной массы известным способом.The rods 1 made of water-soluble salt made according to the well-known technology are installed in a mold consisting of two half-molds 2 and 3, for fitting the model. The water-soluble rod 1 is fixed with signs 4 and rests on the support liner 5. In the upper half-mold 2, the insert 6 is attached. In the lower half-mold 3 is attached the insert 7. The inserts 6 and 7 are fixed by means of a fastening (not shown in the drawing), which passes through the walls of the half-mold 2 and 3, for example, in the form of a bolt or screw, which is screwed into the threaded hole of the insert 6.7. The fastening of the insert 7 after pressing is removed from the outside of the mold 3. The insert 6 is removed along with the upper half of the mold. Inserts 6.7 form voids in the thickened areas of the model. The half-molds 2,3 are fastened with coupling bolts 8. Through the press-in hole 9, the model mass is pressed in a known manner.

Все элементы модельного блока запрессовываются одинаковой модельной массой в отдельные пресс-формы. Модельная масса с содержанием компонентов: церезин 23%, парафин 67%, полиэтилен 4,2%, канифоль 5,8% запрессовывается в виде густой пасты с температурой 58-65° С.All elements of the model block are pressed with the same model weight into separate molds. The model mass with the content of components: ceresin 23%, paraffin 67%, polyethylene 4.2%, rosin 5.8% is pressed into a thick paste with a temperature of 58-65 ° C.

Модель выдерживается в пресс-форме под давлением в течение 10 мин, после этого давление снимается, крепление вставки 7 освобождается, стяжки 8 убираются. Пресс-форму выдерживают 20 мин. После чего ее разбирают и заранее изготовленные из модельной массы заглушки 10. Модели прибыли 11 и литниковой чаши 12 запрессовываются со вставками и после их извлечения пустоты перекрываются заглушками.The model is kept in the mold under pressure for 10 minutes, after which the pressure is removed, the insert 7 is fastened, the ties 8 are removed. The mold is held for 20 minutes. After that, plugs 10, prefabricated from the model mass, are also dismantled. The profit models 11 and the sprue bowl 12 are pressed in with inserts and, after their extraction, the voids are closed with plugs.

На фиг.8 показан вид, как вынимают модель вместе со вставкой 7 и опорным вкладышем 5. Из вынутой модели удаляют опорный вкладыш 5, а отверстие от него заделывают модельной массой. Затем удаляют вставку 7, и сразу же в образовавшиеся пустоты вставляются металлический каркас 13 из трех тяг, соединенных в верхней части двумя стяжками 14, 15. На концах крайних тяг выполнены проточки 16 для крепления тяг в модели. На каркас нанесена модельная масса. Выступающие части средней тяги 13 являются рукоятками для работы с блоком.On Fig shows a view of how to remove the model together with the insert 7 and the supporting liner 5. From the removed model remove the supporting liner 5, and the hole from it is closed with a model mass. Then insert 7 is removed, and immediately a metal frame 13 of three rods connected to the upper part by two couplers 14, 15 is inserted into the voids formed. Grooves 16 are made at the ends of the extreme rods for fastening the rods in the model. The model mass is applied to the frame. The protruding parts of the middle link 13 are handles for working with the unit.

На фиг.10 показан модельный блок в сборе, где пустоты, образованные вставками в модели отливки, прибыли и литниковой чаше, перекрыты заглушками 10. При сборке модельного блока крайние тяги каркаса устанавливаются в гнезда 17 на модели отливки, выполненные при запрессовке модели в пресс-форме, и заливаются модельной массой. После того, как модельная масса, залитая в гнезда 17 застынет, последовательно припаиваются на модель отливки и каркас модель 11 прибыли и модель 12 литниковой чаши. В нижней части модельного блока на ступицу модели 18 рабочего колеса напаиваются конусообразные модели 19 "пробок" из модельной массы для образования отверстий 20 в формирующейся керамической оболочке 21. Готовый модельный блок передается для нанесения керамики.Figure 10 shows the assembled model block, where the voids formed by the inserts in the casting model, profits, and the sprue bowl are blocked by plugs 10. When assembling the model block, the frame extreme thrusts are installed in sockets 17 on the casting model, which were made when the model was pressed into the press form, and filled with model mass. After the model mass poured into the nests 17 hardens, the model 11 arrived and the model 12 of the sprue bowl are successively soldered to the casting model and the frame. In the lower part of the model block, cone-shaped models of 19 “plugs” from the model mass are soldered onto the hub of the impeller model 18 to form holes 20 in the forming ceramic shell 21. The finished model block is transferred for applying ceramic.

При нанесении керамики средняя тяга и поперечные стяжки 14,15 металлического каркаса используют для удержания и подвески блока.When applying ceramic, the average thrust and cross ties of 14.15 metal frames are used to hold and suspend the block.

Промывка модельного блока и нанесение керамического покрытия производится по известной технологии на суспензии дистенсилиманита в гидролизованном растворе этилсиликата с последующей обсыпкой зернистым электрокорундом. Перед сушкой каждого слоя с торца чаши 12 и торца “пробок” 19 счищается нанесенная керамика. Всего на модельный блок наносится шесть слоев. После каждого слоя блок подвешивается за стяжки 14,15 в вентилируемой камере на 3 часа.The washing of the model block and the application of ceramic coating is carried out according to known technology on a suspension of distensilimanite in a hydrolyzed solution of ethyl silicate, followed by sprinkling with granular electrocorundum. Before drying each layer, the deposited ceramics are cleaned from the end of the bowl 12 and the end of the “plugs” 19. In total, six layers are applied to the model block. After each layer, the block is suspended by a tie 14.15 in a ventilated chamber for 3 hours.

Удаление модельной массы из керамической формы производится по известной технологии. Блок укладывается в корзину 22 на специальные подставки 23 (фиг.11) так, чтобы при освобождении от модельной массы каркас и керамическая форма оставались в устойчивом состоянии. Корзину опускают в ванну 24 с модельной массой, разогретой до температуры 180±10° С. Через 20 мин поднимают корзину 22, масса стекает, освобожденный каркас удаляют, остатки модельной массы сливают из керамической оболочки 21.Removing the model mass from the ceramic mold is carried out according to known technology. The block is placed in the basket 22 on special supports 23 (Fig. 11) so that when freed from the model mass, the frame and ceramic form remain in a stable state. The basket is lowered into a bath 24 with a model mass heated to a temperature of 180 ± 10 ° C. After 20 minutes, the basket 22 is lifted, the mass drains, the freed frame is removed, the remaining model mass is drained from the ceramic shell 21.

Горячая керамическая форма 21 устанавливается литниковой чашей вверх в корзину и опускают в горячую воду при температуре ≥ 90° С на 5-10 мин.Hot ceramic mold 21 is installed in the sprue bowl up into the basket and immersed in hot water at a temperature of ≥ 90 ° C for 5-10 minutes.

Промытую керамическую оболочку 21 сушат при температуре 100-200° С по известной технологии. Просушенная керамическая оболочка 21 проверяется и продувается сжатым воздухом через литниковую чашу 12 и отверстия 20 в нижней части керамической оболочки. После чего в отверстия 20 устанавливаются керамические пробки 25, изготовленные заранее по известной технологии, и замазывают замазкой из мелко размолотой керамики на жидком стекле.The washed ceramic shell 21 is dried at a temperature of 100-200 ° C according to known technology. The dried ceramic shell 21 is tested and blown with compressed air through a gate 12 and openings 20 in the lower part of the ceramic shell. Then in the holes 20 are installed ceramic plugs 25, made in advance according to the known technology, and putty putty with finely ground ceramics on liquid glass.

Литниковая чаша и отверстия от каркаса заклеиваются плотной бумагой. Отверстие 26 по наружному диаметру диска заклеивается клейкой лентой или бумагой.The sprue bowl and holes from the frame are sealed with thick paper. The hole 26 on the outer diameter of the disk is sealed with adhesive tape or paper.

Керамическая оболочка 21 устанавливается, например, в устройство (фиг.12) для заполнения внутренней полости керамической оболочки сухим наполнителем, приготовленным из дробленых отходов керамической оболочки, образующихся после отбивки керамики. Устройство снабжено вибратором. Устройство состоит из наклонного вращающегося стола 27, имеющего угол наклона 3-5° , на который устанавливается съемная плита 28 с закрепленной подставкой 29. В отверстие подставки вставляется керамическая форма литниковой чашей вниз. Форма укладывается диском на подставку, обшитую мягкой резиной 30. Между литниковой чашей и съемной плитой должен оставаться зазор 5-10 мм. Сверху на керамическую форму устанавливается войлочное (или фетровое) кольцо 31. В центральное отверстие керамической оболочки вставляется мягкая пробка 32. Наполнитель засыпается в центральное отверстие керамической оболочки до верха войлочного кольца 31. Включается вибратор. По мере осадки наполнитель досыпается так, чтобы его уровень был немного выше верхних кромок войлочного кольца. Во время вибрации стол поворачивают вокруг оси два-три раза. Уплотнение продолжается 40-50 с. После остановки вибратора войлочное кольцо снимается. На керамическую форму устанавливается опока 33, которая крепится к съемной плите 28. Закрепленная опока снимается и кантуется. Съемная плита с подставкой убираются, мягкая пробка вынимается. Опока досыпается наполнителем и уплотняется вибрацией.The ceramic shell 21 is installed, for example, in the device (Fig. 12) for filling the internal cavity of the ceramic shell with a dry filler prepared from crushed waste ceramic shell formed after the ceramic is beaten. The device is equipped with a vibrator. The device consists of an inclined rotary table 27 having an angle of inclination of 3-5 °, on which a removable plate 28 with a fixed stand 29 is mounted. A ceramic shape is inserted into the stand hole of the gating cup down. The form is placed by a disk on a stand, sheathed with soft rubber 30. A gap of 5-10 mm should remain between the sprue bowl and the removable plate. A felt (or felt) ring 31 is mounted on top of the ceramic mold. A soft plug 32 is inserted into the central hole of the ceramic shell. The filler is poured into the central hole of the ceramic shell to the top of the felt ring 31. The vibrator is turned on. As it settles, the filler is refilled so that its level is slightly higher than the upper edges of the felt ring. During vibration, the table is rotated about an axis two to three times. Compaction lasts 40-50 s. After the vibrator stops, the felt ring is removed. A flask 33 is mounted on the ceramic mold, which is attached to the removable plate 28. The fixed flask is removed and canted. The removable plate with stand are removed, the soft cork is removed. The flask is filled up with filler and compacted by vibration.

Реализация изобретения позволит повысить качество отливок при снижении трудоемкости процесса.The implementation of the invention will improve the quality of castings while reducing the complexity of the process.

Claims (4)

1. Способ получения крупногабаритной отливки с внутренними полостями сложной конфигурации по выплавляемым моделям, включающий изготовление элементов модельного блока путем запрессовки модельной массы в пресс-формы с установленными в них растворимыми солевыми стержнями для выполнения внутренних полостей отливки, удаление стержней в воде, сборку модельного блока на металлическом каркасе из модельных элементов, изготовление керамической оболочки, удаление из нее модельного состава, заформовывание керамической оболочки наполнителем, прокаливание керамической оболочки, заливку ее металлом, отличающийся тем, что для опоры стержней в пресс-форму устанавливают опорные вкладыши, удаляемые из модели после извлечения ее из пресс-формы, отверстия от опорных вкладышей заделывают модельной массой до удаления стержней, для образования пустот в утолщенных местах модели в пресс-форму устанавливают металлические вставки, которые удаляют из модели до сборки модельного блока, образованные вставками пустоты перекрывают заглушками из модельной массы.1. A method of producing a large casting with internal cavities of a complex configuration for investment casting, including the manufacture of model block elements by pressing the model mass into molds with soluble salt rods installed in them to perform internal casting cavities, removing rods in water, assembling the model block on a metal frame made of model elements, the manufacture of a ceramic shell, removal of the model composition from it, molding the ceramic shell with filler, roasting the ceramic shell, pouring it with metal, characterized in that for supporting the rods in the mold, support liners are installed that are removed from the model after removing it from the mold, the holes from the support liners are sealed with a model mass until the rods are removed, to form voids in thickened at the places of the model, metal inserts are installed in the mold, which are removed from the model before the assembly of the model block, the voids inserted by the inserts are covered with plugs from the model mass. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сборку элементов модельного блока ведут на предварительно изготовленном сборном металлическом каркасе с рукоятками по оси центра тяжести модельного блока, на который крепят модели отливки с литниково-питающей системой, причем сборный металлический каркас удаляют из керамической оболочки после вытопки модельной массы.2. The method according to claim 1, characterized in that the assembly of the elements of the model unit is carried out on a prefabricated prefabricated metal frame with handles along the axis of the center of gravity of the model unit, on which the casting models with the gate-feeding system are mounted, and the prefabricated metal frame is removed from the ceramic shells after refluxing the model mass. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в керамической оболочке в удаленных от литниковой чаши местах выполняют дополнительные отверстия, перекрываемые после вытопки модельной массы керамическими пробками.3. The method according to claim 1, characterized in that in the ceramic shell in places remote from the sprue bowl, additional holes are made that are blocked after the model mass has been fired with ceramic plugs. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что заформовывание керамической оболочки наполнителем осуществляют последовательно в два этапа, на первом этапе заполняют пустоты в керамической оболочке в местах образования внутренних полостей отливки, на втором этапе керамическая оболочка засыпается наполнителем полностью.4. The method according to claim 1, characterized in that the molding of the ceramic shell with the filler is carried out sequentially in two stages, at the first stage, the voids in the ceramic shell are filled in the places where the casting cavities are formed, at the second stage, the ceramic shell is completely filled with the filler.
RU2002121569/02A 2002-08-05 2002-08-05 Method for producing large-size castings having complex-shape inner cavities with use of investment patterns RU2231414C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002121569/02A RU2231414C2 (en) 2002-08-05 2002-08-05 Method for producing large-size castings having complex-shape inner cavities with use of investment patterns

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002121569/02A RU2231414C2 (en) 2002-08-05 2002-08-05 Method for producing large-size castings having complex-shape inner cavities with use of investment patterns

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002121569A RU2002121569A (en) 2004-02-27
RU2231414C2 true RU2231414C2 (en) 2004-06-27

Family

ID=32845940

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002121569/02A RU2231414C2 (en) 2002-08-05 2002-08-05 Method for producing large-size castings having complex-shape inner cavities with use of investment patterns

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2231414C2 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2572647C2 (en) * 2009-11-23 2016-01-20 Нуово Пиньоне С.п.А. Injection mould for radial-flow impeller, mould inserts and production of said impeller
RU2614480C2 (en) * 2015-07-20 2017-03-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Method for production of combined mould for complex workpieces made of titanium alloys
US9797255B2 (en) 2011-12-14 2017-10-24 Nuovo Pignone S.P.A. Rotary machine including a machine rotor with a composite impeller portion and a metal shaft portion
US9810230B2 (en) 2009-05-08 2017-11-07 Nuovo Pignone Srl Impeller for a turbomachine and method for attaching a shroud to an impeller
US9816518B2 (en) 2009-11-23 2017-11-14 Massimo Giannozzi Centrifugal impeller and turbomachine
RU175212U1 (en) * 2016-01-10 2017-11-28 Амстед Рэйл Компани, Инк. CLAMPING DEVICE WITH A METAL LOCKING ROD FOR LOCKING A FILLING CHANNEL IN THE PROCESS OF PRODUCING CAST STEEL WHEELS
RU2733963C2 (en) * 2019-01-10 2020-10-08 Общество с ограниченной ответственностью "Ремонтно-механический завод "ГПН-ОНПЗ" (ООО "РМЗ "ГПН-ОНПЗ") Method for manufacturing of centrifugal pump impeller steel casting
RU206795U1 (en) * 2021-03-15 2021-09-28 Акционерное общество «Научно-производственная корпорация «Уралвагонзавод» имени Ф.Э. Дзержинского» Casting shape
US11162505B2 (en) 2013-12-17 2021-11-02 Nuovo Pignone Srl Impeller with protection elements and centrifugal compressor
RU2821536C1 (en) * 2023-12-08 2024-06-25 Акционерное общество "ОДК-Авиадвигатель" Method of making moulds for casting cooled turbine blades

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113953449B (en) * 2021-09-30 2023-12-29 鹰普(中国)有限公司 Shell manufacturing process capable of rapidly removing complex product cavity mould shell

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ИВАНОВ В.Н. и др. Литье по выплавляемым моделям. /Под общей ред. ШКЛЕННИКА Я.И., ОЗЕРОВА В.А. - М.: Машиностроение, 1984, с. 166-167, 217-239, 278-279. *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9810230B2 (en) 2009-05-08 2017-11-07 Nuovo Pignone Srl Impeller for a turbomachine and method for attaching a shroud to an impeller
RU2572647C2 (en) * 2009-11-23 2016-01-20 Нуово Пиньоне С.п.А. Injection mould for radial-flow impeller, mould inserts and production of said impeller
US9810235B2 (en) 2009-11-23 2017-11-07 Massimo Giannozzi Mold for a centrifugal impeller, mold inserts and method for building a centrifugal impeller
US9816518B2 (en) 2009-11-23 2017-11-14 Massimo Giannozzi Centrifugal impeller and turbomachine
US9797255B2 (en) 2011-12-14 2017-10-24 Nuovo Pignone S.P.A. Rotary machine including a machine rotor with a composite impeller portion and a metal shaft portion
US11162505B2 (en) 2013-12-17 2021-11-02 Nuovo Pignone Srl Impeller with protection elements and centrifugal compressor
RU2614480C2 (en) * 2015-07-20 2017-03-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" Method for production of combined mould for complex workpieces made of titanium alloys
RU175212U1 (en) * 2016-01-10 2017-11-28 Амстед Рэйл Компани, Инк. CLAMPING DEVICE WITH A METAL LOCKING ROD FOR LOCKING A FILLING CHANNEL IN THE PROCESS OF PRODUCING CAST STEEL WHEELS
RU2733963C2 (en) * 2019-01-10 2020-10-08 Общество с ограниченной ответственностью "Ремонтно-механический завод "ГПН-ОНПЗ" (ООО "РМЗ "ГПН-ОНПЗ") Method for manufacturing of centrifugal pump impeller steel casting
RU206795U1 (en) * 2021-03-15 2021-09-28 Акционерное общество «Научно-производственная корпорация «Уралвагонзавод» имени Ф.Э. Дзержинского» Casting shape
RU2821536C1 (en) * 2023-12-08 2024-06-25 Акционерное общество "ОДК-Авиадвигатель" Method of making moulds for casting cooled turbine blades

Also Published As

Publication number Publication date
RU2002121569A (en) 2004-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2231414C2 (en) Method for producing large-size castings having complex-shape inner cavities with use of investment patterns
US4812278A (en) Process for preparing mold
CN112589049B (en) Precision casting process based on 3D printing pattern
CN109175307A (en) A kind of 3D printing sand mold antigravity casting forming method
CN105364047B (en) Gypsum type rapid precision casting method for nonferrous metal
CN106040990B (en) A kind of plaster core production method and system that large size pump vane casting uses
CN107931525A (en) A kind of method for controlling model casting casting solidification
CN105855472A (en) Manufacturing method for hollow ceramic core
CN106734886A (en) A kind of method for preventing the formwork cracking during shell processed
CN103658523B (en) Process method for producing large size sculpture through resin sand removable-flask moulding
KR20110057194A (en) Block mold and method
CN115283645B (en) Preparation and application methods of magnesium alloy low-pressure investment casting ceramic shell
CN110640085A (en) Investment casting process for hollow casting
JP3126498B2 (en) Collapsible core for die casting
CN118045976A (en) A mold for casting steel pipe insert of aluminum alloy casting and molding method thereof
CN214867057U (en) Deep core-hanging iron mold sand-coating mold
US20040207117A1 (en) Concrete casting process for the manufacture of concrete articles
JPH078484B2 (en) Manufacturing method of tightly closed toilet by pressure casting
CN113351828A (en) Investment casting forming process for embedded ceramic core
CN106568626B (en) Rapid prototyping of upper and lower plates matching rock structure
CN114101583A (en) Engine impeller casting method
CN110328351B (en) Water glass sand-free molding process method for anti-gravity pouring investment casting
CN111992679A (en) Coating method for thin-wall hollow casting shell
CN109648046A (en) Pump seat shell mold dewaxing roasting technique
RU2827773C1 (en) Method of preparation for calcination and pouring with metal of multilayer ceramic shell mould for production of metal spherical casts by investment patterns

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090806

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20120320

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130806