Суспензия для изготовления промежуточного слоя многослойной оболочковой формы

 

СУСПЕНЗИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОМЕЖУТОЧНОГО СЛОЯ МНОГОСЛОЙНОЙ ОБО-: ЛОЧКОВОЙ ФОРМЫ по выплавляемым моделям , включающая гидролизованный этилсиликат , огнеупорный наполнитель, углеродсодержащую добавку, о тли ч а - ю щ а я с я тем, что, с целью устранения деформации оболочковой формы от заливаемого металла и горячих трещин в отливках, она в качестве огнеупорного наполнителя и одновременно углеродсодержащей добавки содержит графит порошкообразный с зольностью 10т25% .при следующем соотношении ингредиентов , мас.%: Графит порошкооб- . разный с зольностьюg 10-25%36-44 Гидролизованный этилсиликатОстальное

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОцИАлистических

РЕСПУБЛИК

09) (И) 3Q9 В 22 С 1 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Остальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ в свтстанввт свВВтсльствт (21) 3288962/22-02 (22) 13.05.81 (46) 30.04.83. Бюл. Р 16

:(72) Е.И.Сумин (71) Пермский моторостроительный завод им.Я.И.Свердлова (53) 621.742.42(088.8) (56) 1 ° тимофеев Г.И. и др, Некоторые вопросы армирования оболочковых форм по выплавляемым моделям. - Сб. "Повьыение качества.и эффективиости литьяпо выплавляемым моделям":, М., МДНТП, с. 72-78, 1981.

2. Патент CtdA 9 3367393, кл. 164-34, опублик.- 1964.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 440858, кл. В 22 С 1/00, 1972.

4. Авторское свидетельство СССР

В 178952, кл. В 22 С 9/04, 1961. (54)(57) СУСПЕНЗИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ПРОМЕЖУТОЧНОГО СЛОЯ МНОГОСЛОИНОИ ОБО-

ЛОЧКОВОИ ФОРМЫ по выплавляемым моделям, включающая гидролизованный этилсиликат, огнеупорный наполнитель, углеродсодержащую добавку, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью устранения деформации оболочковой формы от заливаемого металла и горячих трещин в отливках, она в качестве огнеупорного наполнителя и одновременно углеродсодержащей добавки содержит графит порошкообразный с зольностью 10-.25% .при следующем соотношении ингредиентов, мас.В:

Графит порошкообразный .с зольностью 9

10-25% 36-44

Гидролиэованный этилсиликат

1014625

Изобретение относится к литейному произ водст ву, а и ме н но к составам суспензий для из готовления оболочковых многослойных форм по выплавляемым моделям.

При изготовлении ряда литых дета лей, особенно крупногабаритных тонкостенных панельного типа из жаропрочных сплавов, например створок регулируемого сопла ТРД, методом литья по выплавляеьым моделям без применения 1О опорного наполнителя оболочковых форм характерны такие дефекты, как утолщение стенок из-за деформации форьы под давлением жидкого металла и горячие трещини из-за недостаточной по- 15 датливости форм.

Известны армированные оболочковые многослойные формы с особыми свойствами, для повышения их податливости при усадке отливки в отдельные слои оболочки вводятся выгорающие углеродсодержащие материалы через суспензию 1 .

Йзвестно также, что в качестве выгорающих .добавок применяют древесные и хлебные отходы и пластмассы 2).

Суспензия такого состава не обеспечивает стабильного качества из-за неудовлетворительных технологических свойств добавок: в составе суспензии они распределяются неравномерно и всплывают, при удалении моделей из форм они набухают и образуют в формах трещины.

Известна суспензия для изготовления графитовых форм, включающая порошки графита и фенолформальдегидную смолу (3 1.

Однако данная суспензия непригодна для изготовления керамических форм, так как они не имеют достаточ- 40 ной прочности после прокалки в окислительной среде из-за Малого зольного остатка суспензии.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому 45 эффекту является суспензия с пылевидным кварцем и гидролизованным этилсиликатом, включающая электродный пек при формировании внутренних слоев оболочки и борную кислоту для наруж- цу ных слоев (4).

Оболочковые формы, изготовленные с известной суспензией, не обеспечивают качества тонкостенных отливок панельного типа по толщине стенок из-55 за низкой температуры начала деформации Форм (порядка 950©С) и по горячим трещинам из-за повышенного сопротивления формы усадке отливок при кристаллизации и охлаждении металла. ° 60

Цель изобретения — устранение деформации оболочковых многослойных форм, заливаемых без опорного наполнителя от воздействия динамического

l и металлостатического давления, жидко-65 го металла при одновременном обеспечении форме необходимой податливости, Указанная цель достигается тем, что суспензия для изготовления промежуточного слоя многослойной оболочковой формы JIQ выплавляемым моделям, включающая гидролизованный этилсили- кат, огнеупорный наполнитель, углеродсодержащую добавку, содержит в качестве огнеупорного наполнителя и одновременно углеродсодержащей добавки графит порошкообраэный с зольностью 10-25% при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Графит порошкообразный с зольностью 10-25% 36-44

Гидролизованный этилсиликат Остальное

Оптимальная зольность графита составляет 10-25%. При зольности графита менее 10% теряется конструктивная целость оболочковой формы, она расслаивается по промежуточному слою и на внутренний слоях образуются трещины. При применении графита с зольностью более 25% снижается пористость промежуточного слоя, как следствие, снижается податливость форм и увеличивается температура промежуточных с слоев оболочки.

Лналогичний отрицательный эффект получается в случае неполного сгорания графита..

Эола, полученная от сгорания гра;фита при прокалке оболочек, выполняет роль огнеупорного наполнителя.

В качестве порошкообразного графита может быть использован обогащенный кристаллический естественный и скраповый графит, АГЛ1-ГЛЗ ГОСТ 527974 и ГЭ1-ГЭ4 ГОСТ 7478-75}.

Оболочковая многослойная Форма с промежуточным слоем повышенной пористости, образованным суспензией указанного состава, приобретает следующий положительный комплекс свойств: при высокой податливости внутренних (до промежуточного слоя ) слоев обеспечивается устранение горячих трещин в отливках, при уменьшении теплового контакта наружных слоев с внутренними и тем самым температуры перегрева наружного каркаса формы обеспечивается устранение деформации материала форьы в целом от давления жидкого метаЛла и, следовательно, обеспечивается требуемая толщина стенок отливки.

Получаемое сочетание свойств оболочковых многослойных форм расширяет возможности литья по выплавляемым моделям и может быть эффективно использовано при литье крупногабаритных тонкостенных деталей панельного типа.

Пример. Суспензия с гидролизованным этилсиликатом (Si0> ° 18-20% ) и порошкообразным графитом в количест1014625 ве 40 мас.% с различной эольностью-; равной 3,2;, 8,7; 10,2 24,3% ,с добавкой 10 мас.% порошков электрокорунда в последний состав суспензии.

Плотность суспенэнн по ареометру

1,3-1,4 г/см . 5

Оболочковые многослойные формя с промежуточным слоем Получают следующим образом.

На модельный блок поочередно нано-16 сят четыре слоя суспензии с гидроли.,зованным этилсиликатом и микропорошками электрокорунда с обсыпкой каждого слоя зернистым электрокорундом и вакуумно-аммиачной сушкой. Затем наносят промежуточный слой с суспенэией одного из указанных составов с порошкообразным графитом с последующей обсыпкой слоя зернистым электро- . корундом. Нанесение четырех наружных слоев аналогично четырем внутренним слбям.

Т а б л и ц.а 1

Состав суспензий, мас.%

Ингредиенты

2 3 4

44 48

36

68

56 52

64

Таблица 2

Состав

Показатель

Плотность суспензии по ареометру, г/см® 1,7

1,3 1,35 1,4 1,45 1,25

0,4-0,6

0,6-0,8

Нет . Нет Нет Нет Есть

Пек электродный с эольностью 0,19% . 4,0

Графит порошкообразный с .зольностью 18,1%

Кварц пылевидный Ktt2

Этилсиликат гидролизованный

Кроющая способность суспензии, толщина слоя за одно окунание, мм

Пробив пленки суспензии обсыпочным зернистым .корундом Нет

Одновременно готовят формы без промежуточного слоя с графитовой сусченз ией .

Для оценки качества Форм .отливают детали с габаритами 480 115 и толщи ной 1,0 мм с одной стороны. плоские, с другой — оребренные. Материал деталей — жаропрочный никелевый сплав

ВЖЛ12У.

Для выгорания графита в промежу-.. точном слое оболочки .предварительно выдерживают 2 ч при 1000еС в окислительной среде.

Затем оболочки помещают: в термо=тат с температурой;1050-1100 С,, расположенный в заливочной камере вакуумной плавильной печи и заливаюткидким сплавом 1560-1580 С.

B табл.1 представлены составы предлагаемис суспенэий и суспенэии, 4 ) (состав 1). В табл.2 и 3 приве ены свойства суспенэий и оболочки

:оответственно.

0,8-1,0 1,0- Неравно1,2 мерные слои с подтеками суспенэни

1014625

Т а б л и ц а 3

Показатель

Состав

3 4

Прочность оболочки на изгиб, кгс/см, до прокалки

76-82 50-55 50-55

50-55 50-55 50-55

После прокалки 1000 С в течение 2 ч

17-21 19-23 21-26

53-60 8-12

11-14

Трещины на внутренних слоях формы после прокалки Нет

Есть

Есть

Нет Нет Нет

Деформация оболочки от давления залитого сплава

Нет

Нет

Нет

Нет Нет

Нет утолщение стенок отливки мм

Есть 0,9-1,0 0,9-1,0 0,9- 1,0 0,9-1,0 0,9-1,0

Горячие трещины в отливках

Нет

Нет

Нет

Есть Нет

Нет

П р и м е ч а н и е. Зольность графита порошкообразного в составах 2, 3, 4, 5 и 6 соответственно 3,2,. 8,7, 10,?, 18,1 и 24,3%. Составитель Г.Зарецкая, Редактор Л.Филь Техред M.Êîøòóðà Корректор И.М!улла

Заказ 3080/8 Тираж 813 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал IlPl1 "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4.Из табл.2 и 3 следует, что удовлет35 ворительные свойства суапензии и качество оболочек получаются при содержании графита порошкообразного в суспензии в количестве 36-44 мас.Ъ. При меньшем количестве графита плотйость 40 суспенэии и толщина слоя недостаточна: при нанесении обсыпочного материала в установке псевдокипящим слоем зерна корунда пробивают слой суспен-зии и входят в контакт с предыдущем 45 слоем, снижая податливость и теплозащитные свойства промежуточного слоя.

При увеличении содержания графита более 44% суспензия наносится на модельный блок неравномерным слоем,при 50 использовании суспензии с графитом вольностью 3,2-24,3% отливки не имеют утолщения стенок и горящих трещин.

Но при использовании суспенэии с графитом эольностью менее 10,23 ва отливках имеются заливы вследствие наличия трещин во внутренних слоях оболочки, При добавке в графитовую суспенэию 10% микропорошков электрокорунда и без использования промежуточного графитового слоя отливки имеют утолщенные стенки и трещины.

Реализация изобретения позволит получать тонкостенные круп-: ногабаритные 6тливки панельного типа. °