RU2742096C1 - Способ изготовления форм при литье по выплавляемым моделям - Google Patents
Способ изготовления форм при литье по выплавляемым моделям Download PDFInfo
- Publication number
- RU2742096C1 RU2742096C1 RU2020122506A RU2020122506A RU2742096C1 RU 2742096 C1 RU2742096 C1 RU 2742096C1 RU 2020122506 A RU2020122506 A RU 2020122506A RU 2020122506 A RU2020122506 A RU 2020122506A RU 2742096 C1 RU2742096 C1 RU 2742096C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- layers
- binder
- drying
- suspension
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000005266 casting Methods 0.000 title abstract description 10
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 43
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 33
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 26
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 238000005495 investment casting Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 3
- -1 ethoxyl groups Chemical group 0.000 claims description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract description 3
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 abstract 2
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 abstract 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 125000001301 ethoxy group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])O* 0.000 abstract 1
- 229910021652 non-ferrous alloy Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 60
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 18
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 14
- 241000237858 Gastropoda Species 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 5
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 5
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 4
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 4
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 3
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 3
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 3
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 229910001414 potassium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100110010 Neurospora crassa (strain ATCC 24698 / 74-OR23-1A / CBS 708.71 / DSM 1257 / FGSC 987) asd-4 gene Proteins 0.000 description 1
- 229910018557 Si O Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000007605 air drying Methods 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000012778 molding material Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N potassium oxide Chemical class [O-2].[K+].[K+] CHWRSCGUEQEHOH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001950 potassium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Inorganic materials [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001948 sodium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
- B22C9/02—Sand moulds or like moulds for shaped castings
- B22C9/04—Use of lost patterns
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано для изготовления оболочковых форм по выплавляемым моделям при производстве точных отливок из черных и цветных сплавов. Способ изготовления форм для литья по выплавляемым моделям включает послойное нанесение на выплавляемую модель суспензии на основе связующих спиртовых гидролизатов этилсиликата с обсыпкой каждого слоя зернистым огнеупорным порошком и его сушку. Последовательно наносят на выплавляемую модель сначала слой суспензии на спиртовом растворе гидролизата этилсиликата с соотношением воды и этоксильных групп этилсиликата 0,25-0,5 к 1, обсыпают зернистым огнеупорным порошком и сушат на воздухе нанесенный слой, а затем наносят слой суспензии со связующим на водном растворе коллоидного кремнезема, обсыпают его зернистым огнеупорным порошком и сушат на воздухе нанесенный слой, при этом последовательное нанесение слоев повторяют до получения 12 слоев, а уровень pН водного связующего поддерживают в пределах 8,5-10. Способ позволяет сократить время выполнения операции сушки наносимых слоев при изготовлении форм с использованием в качестве связующего как спиртовых гидролизатов этилсиликата без обработки наносимых слоев в аммиаке, так и коллоидного раствора кремнезема. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.
Description
Изобретение относится к области литья по выплавляемым моделям (ЛПВМ), в частности к изготовлениям форм с использованием в качестве связующего вещества спиртовых растворов гидролизата этил силиката и растворов коллоидного кремнезема для изготовления ответственных отливов преимущественно из нержавеющих, жаропрочных и титановых сплавов.
Из истории вопроса.
Известны способы изготовления форм при литье по выплавляемым моделям с использованием в качестве связующего спиртовые растворы гидролизованного этилсиликата, так и связующие на водной основе, (например, коллоидного кремнезема). Одним из преимуществ применения водного связующего является его пожаробезопасность и более низкая стоимость (при использовании связующих отечественного производства). Выпускаемые известные марки коллоидного кремнезема в основном стабилизированы ионами натрия или калия и имеют щелочную реакцию Рн порядка 8-10,5. При этом повышение содержания ионов натрия и калия ухудшают физико-механические свойства коллоидного кремнезема при прокалке форм на этом связующем, поскольку за счет загрязнения его примесью этих окислов образуются кристаллические формы кремнезема - (тридемит, кристаболит), имеющие модификационные превращения с изменением объема и т д. ухудшающие термостойкость керамики форм. По этой причине некоторые зарубежные фирмы - производители таких связующих, с целью обеспечения качества стабильности и повышения сроков хранения коллоидного кремнезема, а также для обеспечения необходимого уровня щелочности, вводят в них раствор аммиака, что снижает примеси окислов натрия и калия. Однако, азот и аммиак, остающиеся в составе формы, вызывает дефекты в отливках из жаропрочных и титановых сплавов. Кроме того, существенным недостатком применения водных связующих является значительно более низкая скорость высыхания нанесенных слоев по сравнению со спиртовыми связующими. Так тепловой эффект испарения воды равен 2260 кдж/кг., а тепловой эффект испарения этилового спирта равен 837 кдж\кг - что меньше в 2,7 раза. Ввиду более низкой скорости испарения воды по сравнению со спиртом, при использовании водных связующих возникают трудности в операции сушки форм сложной конфигурации, имеющих углубления и трудно доступные места и т.д. При высыхании нанесенного слоя на водном связующем не происходит необратимого твердения нанесенного слоя, в отличие от этилсиликатных связующих, при высыхании которых протекают явления полимеризации и огеливания нанесенного слоя формы (при обработке слоя в аммиаке). При нанесении последующих слоев на водных связующих происходит набухание предыдущих нанесенных слоев формы, что приводит к замедлению высыхания форм и опасности возникновения деффектов формы в виде расслоения и вспучивания нанесенных слоев. Особенно эти явления проявляются в труднодоступных местах формы при нанесении большого количества слоев.
Для ускорения сушки форм используются различные способы: воздействие полем СВЧ, обдувка простым или осушенным воздухом, инфракрасное или ультрафиолетовое излучения и т.д. При этом используется довольно дорогое сложное оборудование. Однако, в случае форм, имеющих внутренние полости, углубления и труднодоступные места такие приемы ускорения сушки форм не эффективны.
При сушке в поле СВЧ происходит неравномерный трудно регулируемый разогрев формы, особенно выступающих тонкостенных ее частей, а также разогрев модели, приводящий к нарушению ее геометрии и часто - к разрушению формы. По этой причине данный способ не нашел заметного применения в производстве. Обдувка форм воздухом приводит к ускорению высыхания слоя. Однако в труднодоступных местах метод мало эффективен. В качестве примера данной технологии и аналога можно привести линии MK technology (http://mktechnology.ru/products/investnientCasting/shellTechnologv.php http://mktechnology.ru/products/investmentCasting/tunnel.php) производства ФРГ применяющие для ускорения высыхания форм инфракрасное излучение и обдувку подогретым осушенным воздухом. При использовании обдувки форм осушенным подогретым воздухом и использования инфракрасного излучения не удается заметно ускорить высыхания форм в углублениях и трудно доступных местах. Особенно эти проблемы усиливаются при изготовлении форм на водных связующих с большим количеством слоев для крупногабаритных отливок, так как при нанесении последующих слоев происходит пропитывание и увлажнение предыдущих слоев.
Известны технологии изготовления форм при литье по выплавляемым моделям (ЛПВМ) с использованием в качестве связующего спиртовых гидролизатов этилсиликата с уровнем Рн от 1,5 до 3,5 с различным соотношением воды и этоксильных групп (групп Si-OCH этилсиликата, соединений способных связывать воду, т.е. гидролизоваться для обеспечения клеящих свойств связующего). (Литье по выплавляемым моделям: монография / Под ред. Я.И. Шкленника. - М.: Машиностроение, 1984. - 408 с.).
Составы с соотношением воды и этоксильных групп равным 1 к 1 (т.е. гидролизованные полностью на 100%) затвердевают при высыхании необратимо.
Однако такие составы обладают пониженной прочностью и требуют длительного времени для процессов высыхания для необратимой полимеризации. По этой причине они не нашли широко применения в технике. Составы с меньшим соотношением воды и этоксильных групп, например, 0,25-0,5 к 1 (то есть гидролизованные не полностью, а на 25-50%) позволяют получать более прочные формы, однако они при высыхании не твердеют необратимо и способны к набуханию в спиртовых растворах. Для окончательно необратимого отверждения таких составов применяется обработка наносимых слоев в аммиаке для обеспечения отвердения нанесенного слоя путем его огеливания и полимеризации при изменении Рн среды за счет повышение ее щелочности при обработке в аммиаке. Для ускорения скорости высыхания наносимых слоев на этилсиликатных связующих и удаления из нанесенного слоя аммиака применяют различные способы обдувки воздухом и вакуумирования наносимых слоев формы. Способ изготовления форм со связующим на гидролизованном спиртовом растворе этилсиликата с применением вакуумно-аммиачной сушки широко применяется в промышленности и может быть рассмотрен в качестве прототипа. Согласно изветному способу для получения наиболее прочных форм в основном используют гидролизаты с соотношением воды и этоксильных групп - 0,25-0,5. к 1. Такие растворы для обеспечения их окончательного необратимого отверждения обрабатывают в парах аммиака, имеющих щелочную реакцию. Выполнение операций производят в специальных вакуумно-аммиачных камерах, где производится обработка нанесенного слоя аммиаком, затем производится продувка воздухом в камере для удаления аммиака с последующим проветриванием слоя на воздухе вне камеры (так же для дополнительного удаления аммиака). Использование вакуума позволяет повысить скорость высыхания слоев и в труднодоступных местах, и в углублениях формы. Аммиачная сушка, создает условия для гелеобразования покрытия и ускоренного формообразования. Однако отверждение каждого этилсиликатного слоя покрытия протекает лишь с поверхности. В процессе сушки происходит усадка, свободному прохождению которой препятствует неравномерность гелеобразования при воздействии аммиака. В результате возникающие напряжения вызывают появление в пленках этилсиликатного связующего микротрещин, развивающихся в процессе прокалки керамических форм. Что приводит к снижению потенциальной прочности керамических форм, ухудшающей качество отливок
Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности изготовления форм для литья по выплавленным моделям с использованием в качестве связующего спиртовых гидролизатов этилсиликата без обработки наносимых слоев в аммиаке, и сокращение времени сушки наносимых слоев при изготовлении сложных форм.
Поставленная задача решается следующим образом
В соответствии со способом изготовления форм для литья по выплавляемым моделям, включающем послойное нанесение на выплавляемую модель суспензии на основе связующих спиртовых гидролизатов этилсиликата с обсыпкой каждого слоя зернистым огнеупорным порошком и его сушкой согласно изобретению последовательно наносят на выплавляемую модель сначала слой суспензии на спиртовом растворе гидролизата этилсиликата с соотношением воды и этоксильных групп этилсиликата 0,25-0,5 к 1, обсыпают зернистым огнеупорным порошком и сушат на воздухе нанесенный слой, а затем наносят слой суспензии со связующим на водном растворе коллоидного кремнезема, обсыпают его зернистым огнеупорным порошком и сушат на воздухе нанесенный слой, при этом последовательное нанесение слоев повторяют до получения 12 слоев. Причем в процессе нанесения слоев уровень Рн водного связующего поддерживают в пределах 8,5-10. В случае необходимости нанесенные слои дополнительно сушат в вакуумной камере без подачи в камеру аммиака.
Существенные отличия предложенного способа изготовления форм для литья по выплавляемым моделям от известных аналогов заключается в следующем;
- согласно предложенному способу последовательное чередование наносимых слоев суспензии на спиртовом гидролизате этилсиликата и последующим нанесением очередного слоя в суспензии на водном связующем коллоидного кремнезема с уровнем Рн 8,5-10 с обсыпкой каждого их наносимых слоев формы зернистым огнеупорным порошком, и сушкой слоев при формировании формы обеспечивают необратимое отверждение последних без необходимости дополнительной последующей обработки наносимых слоев в аммиаке., как у аналогов. Это достигается тем, что влага, не успевшая испариться в труднодоступных местах слоя формы на водном связующем, после нанесения на него слоя с этилсиликатным связующим, связывается этилсиликатным связующим за счет протекания процессов пропитки, диффузии и реакций гидролиза этоксильных групп этилсиликата с образованием спирта. Связывание влаги за счет протекания гидролиза этоксильных групп происходит по реакции:
| H5C2O | Н5С2О |
| 1 | 1 |
| 1 | 1 |
Н5С2О - Si-O С2Н5 + 2H2O = НО - Si - ОН + 2 С2Н5ОН
| 1 | 1 |
| Н5С2О | Н5С2О |
с образованием дополнительных молекул спирта, испарение которого позволяет повысить равномерность и скорость высыхания нанесенных слоев и обеспечивает возможность их сушки на воздухе.
Для деталей, имеющих сложную конфигурацию (узкие полости, углубления, труднодоступные места) возможна дополнительная сушка в вакуумной камере с целью ускорения удаления с спирта, причем - без подачи в камеру аммиака, как у аналогов, поскольку в этом нет необходимости.
- согласно предложенному способу обеспечивается возможность сушки слоев без применения специальных реактивов или дополнительной технической оснастки и установок, что повышает экономическую эффективность реализации предложенного способа на практике, кроме того - позволяет избежать использования в производстве опасного вещества - газообразного аммиака.
- согласно предложенному способу поддержание уровня Рн водного связующего в пределах 8,5-10 обеспечивает наиболее эффективный баланс физико-механических свойств формирующихся слоев, поскольку снижение уровня Рн ниже 8,5 замедляет скорость отверждения нанесенного слоя на этилсиликатном связующем, а повышение Рн водного связующего выше 10 ухудшает физико-механические свойства слоев формы на водном кремнеземе.
Приведенные существенные отличия предложенного Способа изготовления форм при литье по выплавляемым моделям соответствуют критерию изобретения «новизна».
Внедрение предложенного Способа изготовления форм при литье по выплавляемым моделям на практике не требует существенного изменения технологии производства и заметных экономических затрат, а также использования специального оборудования, что соответствует критерию изобретения «промышленная применимость».
На практике предложенный Способ изготовления форм при литье по выплавляемым моделям осуществлялся следующим образом.
Опробование предложенного Способа изготовления форм при литье по выплавляемым моделям осуществлялось в промышленных условиях в литейном цехе на участке титанового литья одного из машиностроительных предприятий г. Уфы.
Для изготовления форм использовались серийные и применяемые в производстве исходные материалы:
- водное связующее - коллоидный кремнезем фирмы «Римет» с содержанием SiO2 - 20%, с уровнем pH - 9,5.
- гидролизат этилсиликата - 40 с содержанием SiO2 - 20% с соотношением воды и этоксильных групп равным 0,4.
- наполнители суспезий и зерновые формовочные материалы - микропорошки и зерно э\корунда различных марок по ГОСТ 28818-90 и ТУ 3988-075-002222224450-99 в соответствии с существующей технологией
- алюминиевый порошок - АСД-4 в качестве наполнителя суспензии на гидролизате ЭТС-40. по ТУ48-5-22226-82
- технологические добавки в суспезию на ЭТС-40 - этилцелозольф в соответствии существующей технологией.
Изготовление форм при литье по выплавляемым моделям предложенным способом производилось путем последовательного чередования нанесения слоев суспензий на водном связующем «Римасол» с последующей обсыпкой зерновым э\корундом в «кипящем» слое, сушкой на воздухе, с последующим чередованием нанесения очередного слоя суспензии на спиртовом гидролизате ЭТС-40, обсыпкой э/корундом, сушкой на воздухе без применения аммиака. Всего таким чередованием наносилось 12 слоев в соответствии с существующей технологией.
Внешний вид образцов выплавляемых моделей представлен на фиг.1 - деталь «улитка» и фиг.2 - деталь «корпус». Деталь «корпус» имеет сложную конфигурацию с расположением в корпусе многих различных отверстий, размером от 30 до 50 мм в диаметре. Деталь «улитка», кроме отверстий имеет длинную (до 120 мм) внутреннюю полость с переменным диаметром от 30 мм до 80 мм. Время сушки каждого слоя по выплавляемым моделям фиг.1 и фиг 2 приведено в таблице на фиг.3.
Выполнение работ производилось на серийных наиболее характерных деталях из титановых сплавов ВТ-20, ВТ-5 сложной конфигурации «улитка» фиг.1 и «корпус» фиг.2, имеющих внутренние полости, отверстия, углубления и труднодоступные места.
Для сравнения нанесение слоев на детали производилось как с применением существующей серийной технологии, так и предложенным способом с чередованием нанесения слоев на водном связующем и спиртовом этилсиликатном связующем. Результаты отображены в Протоколе сравнения потерь веса образцов во времени (фиг.7). Полученные данные показывают более медленное высыхание слоев формы на водном связующем при увеличении количества слоев.
При нанесении слоев на деталь «улитка» фиг.1 отмечено замедленное высыхание слоев во внутренней полости детали после нанесения 5-го слоя ввиду нетехнологичности данной детали, имеющей протяженную внутреннюю полость с переменным диаметром. При этом наличие вспучивания и расслоения нанесенных слоев не наблюдалось.
Заливка готовых форм металлом осуществлялась по существующей заводской технологии. По результатам заливки форм деталей «улитка» фиг.1 и «корпус» фиг.2 предложенным способом отличий от показателей заливки серийных деталей не выявлено, наличие деффектов по внутренней поверхности протяженной полости отливки, а также в других местах, не отмечено.
Также была проведена работа по определению скорости потери веса формой в процессе нанесения слоев методом взвешивания, результаты которой показаны в Протоколе фиг.7.
Для сравнения также проводилось изготовление форм деталей фиг.1 и фиг.2. на водном связующем «Римасол» по известной технологии-аналогу MK Technology.
В качестве наполнителя суспензии на водном связующем использовались микропорошки э/корунда различных марок, в качестве материалов для обсыпки - зерно э/корунда по ГОСТ 28818-90 и ТУ 3988-075-0022222224450-99, что и в предыдущем случае. Погружение блоков моделей в суспензию осуществлялось в соответствии с технологией с использованием манипулятора, обсыпка модельных блоков производилась сверху методом дождевания в соответствии с рекомендацией технологии фирмы MK. Technology.
Перед помещением блоков в камеру сушки производился визуальный контроль состояния нанесенного слоя в течение 5-10 минут в соответствии с принятой технологией. В сушильной камере блоки обдувались осушенным воздухом с регулируемой температурой воздуха в соответствии с рекомендуемым технологическим режимом. Режимы сушки форм детали «корпус» фиг.2 по технологии и на оборудовании MK.Techology приведены в таблице фиг.4.
Удаление модельного состава деталей «улитка» фиг.1 и «корпус» фиг.2 производились в пароавтоклаве по известной серийной технологии. По результатам визуального контроля после удаления модельного состава и прокалки форм, наличия трещин и других дефектов формы не выявлено.
Сравнительный анализ полученных табличных данных режимов сушки деталей форм предложенным способом (фиг.3) и способом - аналогом (фиг.4) соответственно, сравнение диаграмм времени сушки образцов деталей с применением технологии-аналога и заявляемым способом (фиг.5 и фиг.6 соответственно), а также Протокол сравнения потери веса образцов деталей (фиг.7) показали, что применение предложенного Способа изготовления форм при литье по выплавляемым моделям в практической реализации значительно экономичнее и эффективнее аналога.
На основании изложенного считаем, что поставленная задача изобретения решена в полном объеме.
Claims (2)
1. Способ изготовления форм для литья по выплавляемым моделям, включающий послойное нанесение на выплавляемую модель суспензии на основе связующих спиртовых гидролизатов этилсиликата с обсыпкой каждого слоя зернистым огнеупорным порошком и его сушку, отличающийся тем, что последовательно наносят на выплавляемую модель сначала слой суспензии на спиртовом растворе гидролизата этилсиликата с соотношением воды и этоксильных групп этилсиликата 0,25-0,5 к 1, обсыпают зернистым огнеупорным порошком и сушат на воздухе нанесенный слой, а затем наносят слой суспензии со связующим на водном растворе коллоидного кремнезема, обсыпают его зернистым огнеупорным порошком и сушат на воздухе нанесенный слой, при этом последовательное нанесение слоев повторяют до получения 12 слоев, а уровень pН водного связующего поддерживают в пределах 8,5-10.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что нанесенные слои дополнительно сушат в вакуумной камере без подачи в камеру аммиака.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020122506A RU2742096C1 (ru) | 2020-07-02 | 2020-07-02 | Способ изготовления форм при литье по выплавляемым моделям |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020122506A RU2742096C1 (ru) | 2020-07-02 | 2020-07-02 | Способ изготовления форм при литье по выплавляемым моделям |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2742096C1 true RU2742096C1 (ru) | 2021-02-02 |
Family
ID=74554557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020122506A RU2742096C1 (ru) | 2020-07-02 | 2020-07-02 | Способ изготовления форм при литье по выплавляемым моделям |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2742096C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2756703C1 (ru) * | 2021-04-21 | 2021-10-04 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)» ФГАОУ ВО «ЮУрГУ (НИУ)» | Способ изготовления керамических форм по выплавляемым моделям |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1513844A (fr) * | 1966-03-09 | 1968-02-16 | Birmingham Small Arms Co Ltd | Moule utilisable en fonderie et procédé pour son obtention |
| EP0409726A1 (fr) * | 1989-07-20 | 1991-01-23 | Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation, "S.N.E.C.M.A." | ProcÀ©dé de fabrication de moules-carapaces pour fonderie |
| RU2283721C1 (ru) * | 2005-01-27 | 2006-09-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Способ изготовления керамических форм по выплавляемым моделям |
| RU2604281C1 (ru) * | 2015-06-03 | 2016-12-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Способ изготовления оболочковых керамических форм |
| RU2691914C1 (ru) * | 2018-12-03 | 2019-06-18 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Способ изготовления керамических оболочковых форм для литья по выплавляемым моделям |
| CN107520405B (zh) * | 2017-08-01 | 2019-07-16 | 安徽霍山科皖特种铸造有限责任公司 | 一种高性能熔模铸造型壳 |
-
2020
- 2020-07-02 RU RU2020122506A patent/RU2742096C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1513844A (fr) * | 1966-03-09 | 1968-02-16 | Birmingham Small Arms Co Ltd | Moule utilisable en fonderie et procédé pour son obtention |
| EP0409726A1 (fr) * | 1989-07-20 | 1991-01-23 | Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation, "S.N.E.C.M.A." | ProcÀ©dé de fabrication de moules-carapaces pour fonderie |
| RU2283721C1 (ru) * | 2005-01-27 | 2006-09-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Способ изготовления керамических форм по выплавляемым моделям |
| RU2604281C1 (ru) * | 2015-06-03 | 2016-12-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Способ изготовления оболочковых керамических форм |
| CN107520405B (zh) * | 2017-08-01 | 2019-07-16 | 安徽霍山科皖特种铸造有限责任公司 | 一种高性能熔模铸造型壳 |
| RU2691914C1 (ru) * | 2018-12-03 | 2019-06-18 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Способ изготовления керамических оболочковых форм для литья по выплавляемым моделям |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2756703C1 (ru) * | 2021-04-21 | 2021-10-04 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)» ФГАОУ ВО «ЮУрГУ (НИУ)» | Способ изготовления керамических форм по выплавляемым моделям |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7278465B1 (en) | Investment casting slurry composition and method of use | |
| US3878034A (en) | Refractory laminate based on negative sol or silicate and positive sol | |
| US7503379B2 (en) | Method of improving the removal of investment casting shells | |
| CN108275988B (zh) | 一种改进的硅基陶瓷型芯制备方法 | |
| RU2742096C1 (ru) | Способ изготовления форм при литье по выплавляемым моделям | |
| US20140242269A1 (en) | Coating compositions for inorganic casting molds and cores, comprising formic acid esters, and use thereof | |
| US7128129B2 (en) | Investment casting slurry composition and method of use | |
| RU2412019C1 (ru) | Способ изготовления керамических оболочковых форм для литья по выплавляемым моделям | |
| EP0020373B1 (en) | Method of making and using a ceramic shell mold | |
| RU2411104C1 (ru) | Способ изготовления бескремнеземных керамических форм для точного литья металлов по выплавляемым моделям | |
| US20110232857A1 (en) | Investment Casting Shell Incorporating Desiccant Material | |
| US3153826A (en) | Precision casting molds and techniques | |
| US4223716A (en) | Method of making and using a ceramic shell mold | |
| US3583468A (en) | Precision metal casting molds | |
| US3148422A (en) | Production of shell moulds | |
| US3748156A (en) | Refractory laminate based on positive sols and polyfunctional organicand inorganic acids and salts | |
| CN115945641A (zh) | 一种钛合金砂型铸造用型砂配制及其复合砂型/芯的选区激光烧结成形方法 | |
| RU2358827C1 (ru) | Суспензия для изготовления керамических оболочковых форм в литье по выплавляемым моделям | |
| KR101905802B1 (ko) | 삼성분계 무기 바인더를 이용한 고강도 주조 주형의 제조방법 | |
| RU2478453C1 (ru) | Способ изготовления форм по выплавляемым моделям (варианты) | |
| RU2756703C1 (ru) | Способ изготовления керамических форм по выплавляемым моделям | |
| RU2505376C1 (ru) | Способ изготовления форм для литья по выплавляемым моделям | |
| RU2754334C1 (ru) | Способ изготовления керамической формы для литья по выплавляемым моделям | |
| RU2641205C1 (ru) | Способ изготовления керамических форм для равноосного литья жаропрочных сплавов по выплавляемым моделям | |
| RU2723878C1 (ru) | Способ изготовления керамической формы для литья по выплавляемым моделям |