Способ удаления модельного состава из многослойных оболочковых форм

 

СПОСОБ УДАЛЕНИЯ МОДЕЛЬнаго СОСТАВА ИЗ МНОГОСЛОЙНЫХ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ, по« ченных по выплешяяемым моделям, путем вытопки моделей в воде при 96-89 С из погруженных в нее форм с последующей промьгакой потаенной оболспковой формы в растворе с той же температуре, что и для выплавле чя мооелвй , отличающийся тем, что с целью у1 чшения качества форм, сокращения времени прокалки и снижения беэвоэвраткых потерь моделыкнх состава , в качестве промывочного раствора

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИ)

РЕСПУБЛИН (19) (И) Э(50 В 22 С 7/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfA+I

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 3506 134/22-02 (22) 29. 10.82 (46) 30.04.84. Бюл. N 16 (72) Б.А. Кириевский, В.В. Чихачев, А.И. Приступа, li.Â. Шипулин и И.И. Илнев (71) Институт проблем литья АН УССР (53) 621.747.5:621.74.045 (088.8) (56) 1. Авторскм свидетельство СССР

М 501835 кл. В 22 С 9/04, 1974.

2. Авторское свидетельство НРБ

34 501835, кл. В 22 С 9/04, 1974.

3. Установка для выплавки блоков в горячей воде. — Рефераты научно-исследовательских и проектно-конструкторских работ, выполненных в 1964г.. по литейному проиэводству. M., НИИМАШ, 1965. (54) (57) СПОСОБ УДАЛЕНИЯ МОДЕЛЬНОГО СОСТАВА ИЗ МНОГОСЛОЙНЫХ

ОБОПОЧКОВЫХ ФОРМ, псащченных по выизввлиемым моделям, путаем вытопки моделей в воде при 96-99 С иэ погружвнных в нее форм с послвдукепей промывкой кащвй наученной оболочковой формы в горачем растворе с той же температурой, что и для вьвжвлегия моделей, о т и и ч а ю шийся тем, что с пелью улучшения качества форм, сокрашения времени прокалки и снижения бвэвоэвразных потерь модегъного состаsa, в качестве промывочного раствора испольэуют 1-3%-ный водный раствор сульфанолае

1 1088

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано в литейных цехах, где применяется технология литья по выплавляемым моделям.

Известны различные способы выплавления моделей из полостей керамических многослойных оболочек, позимиющне интенсифицировать процесс вытопки, повысить качество литья путем предвари- 0 тельной выдержки в жидкости, имеющей температуру 20-70 С и водородный покао затель (pH)=0,5 -3,0 (1)

Известен также способ выплавления модельного состава из оболочковых форм. !5 в воде, заключающийся в том, что в воду, имеющую температуру 86-99 С, погружают многослойные оболочковые формы, которые выдерживают литниковой чашей вниз до расплавления модель- 20 ного состава, после чего формы извлекают из воды P2)

Одним из основных недостатков данного способа является большой процент безвозвратных потерь модельного соста- zs ва (5-10 ). Так как форма находится в фиксированном положении, удаление части расплавленного модельного состава, нах>дящегося в "карманах" формы, невозможно. Кроме того, форма пропитывается модельной композицией на всю длину корки и удаление модельних остатков осуществляется только при высокотемпературной прокалке форм.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ удаления модельного состава из многослойных оболочковых форм, полученньм по выплавляемым моделям, путем вытопки моделей 4, о

С. в воде при 96-99 С из погруженных в нее форм с последующей промывкой каждой полученной оболочковой формы в горячем растворе с той же температурой, что и для выплавпения моделей $3) .

Известный способ ьтакже не обеспечивает полное удаление модельного состава из стенок обопочковой формы, для удаления которого требуется высокотемпературная прокалка форм, кроме того 50 имеет место большой процент безвоз-. вратных потерь модельного состава.

Бель изобретения — улучшение качества форм, сокращение времени прокалки и снижение потерь безвозвратных потерь ss модельного состава.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу удаления модель863 2 ного cocTrrarr из многослойных,б, oBblx форм> полученных по н мьж моделям путем вытопки моде„,й о в воде при 96-4Э9 С из погруженных в нее форм с последующей промывкой фор мы в горячем растворе с той же температурой, что и для .ыплавления моделей, в качестве промывочного раствора ис пользуют 1-3%-ный водный раствор султ Off >

Сульфанол является поверхностно-активным веществом (ПАВ), относящимся к классу алкиларилсужьфанолов.

В отличие от процесса расплавления при вытопке моделей растворение обеспечивает полную очистку как внешней, так и внутренней поверхности форм, а также ча тичное растворение модельной массы, проникающей в поры керамики.

При исследовании процессов расплавпения моделей в чистой воде и растворе сульфанола (ПАВ) отмечено, что при расплавлении модельной массы в чистой воде происходит постепенное оплавление модельной массы с отрывом значительно больших по обьему капель расплава от модели с последующим всплыванием капель на поверхность воды.

При растворении в водном растворе

ПАВ происходит постоянный отрыв мел кодисперсных частиц расплав,"=нного модельного состава и переход их во взвешенное состояние (эмульсию) ° При этом растворение модельной массы протекает интенсивнее расплавления в чистой воде.

При попадании сульфанола в воду происходит резкое снижение поверхностного натяжения вследствие того, что молекулы супьфанола, располагаясь на поверхности воды, напинают пвочн ю повеохностную "пленку" воды. Это происходит потому, что каждая молекула сульфанола состоит из длинной углеводородной цепи, имеющей гидрофобный характер (отталкивается от воды) и группы гидрофильного характера (притягивается к воде).

Еспп поверхность формы, загрязненную слоем модельной массы (жира), обработать раствором супьфанола, то его молекулы расположатся так, что на поверхности жировых капель будут находиться гидрофцпьные, а внутри капель гидрофобные части молекулы сульфонола. При дальнейшей обработке поверхности формы водой капельки жира с расположенными на них молекулами сульфанола будут легко смачиваться и образовывать эмульсии, которые легко удаляются с поверхности формы.

1088863

Полученные результаты проведенных экспериментов показали, что растворение модельной композиции в водном растворе ПАВ (сульфанола, СМС) в 1,22,0 раза превышает скорость расплавле- 5 ния s чистой воде.

Содержание чистого ПАВ (сульфанола) в растворе должно быть в пределах

13%, так как при концентрации его менее

1% не обеспечивается указанная скорость удаления модельных остатКов.

При содержании сульфанола более 3 происходит обильное пеновыделение.

Был опробован сульфанол или СМС ,(синтетическое моющее средство), в котором содержание чистого сульфанола может быть от 15 до 85%. Количество выбранного ПАВ определялось из расче« та оптимального сульфанола в водном растворе. Так, например, для получения водного 1,5 -ного раствора ПАВ при использовании CNC (15%-ного сульфанола). требуется 10% CNC, при использовании высококонцентрированного сульфанола (85%-ного сульфанола) его требуется 2%.

Длительность выдержки керамических форм в растворе ПАВ должна находиться в пределах 5-10 мин. При выдержке менее 5 мин не обеспечивается макси-- ЗР мальное растворение модельных остатков в карманах" и порах формы, В течение 10 мин происходит максимальное удаление модельных остатков и дальней- . шая выдержка неэффективна. 35

Модельные остатки, перешедшие в раствор ПАВ из полости формы при от стаивании раствора, отслаиваются. Та« ким образом, осуществляется возврат модельных остатков и безвозвратные по- 4р терн нри этом снижаются до минимума.

Модельные остатки полностью вымываются из "карманов" формы и только за счет внедрения их в поры керамики потери составляют 2-3%. 45

Уменьшение модельных остатков в полости формы с 5-10 до 2-3% при выплавлении моделей улучшает качество пОверхности Отливки, то связанО с 5р тем, что в модельных композициях, применяемых в литейных цехах точного литья, содержание золы достигается

0,25%. Поэтому удажние модельных ос-, татков способствует устранению зольных остатков в форме после прокалки, что способствует уменьшению шероховатости отливок, т.е. уцучшению ее качества.

Отсутствие модельных остатков в полости формы оказывает также большов влияние на длительность прокаливания керамических форм. В процессе прокалки внутри оболочки происходит выгорание модельных остатков в условии недостатка кислорода. Это приводит к неполному горению углеводородной смеси с образованием сажистого углерода. Высокая длительность нрокалки обусловлена необходимостью испарения сажи при высокой температуре (7 800 С) . Так как способ удаления модельных остатков снижает их содержание в форме то соотвественно уменьшается время выдержки форм в прокалочной печи. Особенно это эффективно при прокалке форм в сыпучем наполнителе, где длительность прокалки достигается 12-24 ч. По экспериментальным данным длительность прокалки снижается на ".50%.

Определяли скорости растворения модельных остатков при использовании растворов, содержащих следующее количество ПАВ: 83%, 37%, 18%, и для сравнения определяли скорость расплавления в кипящей воде. Концентрация водных растворов определялись из расчета

0,9, 1,5%, 3,0% ПАВ в растворе. Концентрация растворов на основе сульфанола (производство ФРГ - 83% ПАВ) составляла 1,1%, 1,8% и 3,6%, сульфанола (производство СССР - 37% ПАВ)2,4%, 4% и 10%, СМС (ПАВ 18%)

5,0%, 8,3% и 17 соответственно.

Полученные результаты пре дставлены в табл. 1.

Кроме того, исследовали влияние о работки форм водным раствором эмульга- тсров на изменение длительности прокалки блоков в сыпучем наполнителе. При этом определялось оптимальное время выдержки форм в печи для получения

100-ного выхода годных отливок.

Результаты представлены в табл. 1.

1088863

Кищпцая вода (базовый обьект) 0,063 5-10 900

12 О, 080 4.-6

10 О, 122 2-3

50,,130 2-3

12 0,066 4-7

10 0,075 3-5

5 0,083 3-5

0,065 4-7

0,074 3-5

0,083 3-5

0,9 12

1,5 10

3,0 5

Стира,пьное моюmee средство, 18% ПАВ

Как винно нз табл. 1, наибольшие результаты постигается при использовании высокопроцентного сульфаиола (ПАВ 83%) при вьшеркке блоков в вопном кипящем 1, 5-ном растворе ПАВ в течение 5

10 мин.

Таблипа2

2,0 0,12-0,14 5

Кипящий раствор коитайта

rIBTposa

О, 1 0,08-0,09 4

0,05-0,07

Водный кипящий 0,9

1,5 ною (производстве ФРГ, 83% 3,0

ПАВ) Водный кипящий 0,9 раствор су и Фан 1 5 аа (производство

СССР, 37% ПАВ) 3,0

Водный кипящий раствор су п фанола (83% ПАВ) е

Определяли скорость расплавления модельного состава при вытопке моделей в 2,0%-ном водном растворе сульфаноаь (содержащего 83% ПАВ), в

0,1%-ном растворе контакта Петрова и для сравнения в кишпцей воде. Реэужтаты испытаний приведены в табл. 2.

2%-нм и раствор 80 сульфано26,5-2 8 0,06 79,5 25-27 0,06,1%-ный раствор конт ак га 78

Ветрова

16-28 0,06 77,5 25-27 0,06

26-28 0,06 78,0 26-28 0,06

Выплавку модельной массы из керамических . блоков осуществлялн в вытопной ванне, располагая при этом блоки 3s лнтниковой чашей вверх, т.е. как практикуется на многих заводах (в приведенном нрототине вытапка модельной массы осуществляется при положении блоков лнтниковой чашей snns). с 4О

Определение скорости расплавления момодеш ной массы осуществляли по следуиеей методике. Изготовленные из модельной массы одинаковые образны цилиндрической формы, нагружали в кипящие 45

ЫЬдное раствори - 2,0%-ного сульфанола (содержащего 83% IIAB), 0,1%-ного контакта Петрова и для сравнения s чистую кипящую воду, В каждый кипящий раствор илн щи опускали новый образец и определялн время его полного расплавления. Посла этого, зная вес образца и время его расплавления, рассчитывали скорость расплавления модельной массы по формуле

Р

V= — )

Ь где Р - sec образца»

- время полного растворения.

Реализация изобретения позволит снизить безвозвратные потери модельная состава в 2,5 раза и снизить время прокаливания форм на 50%, что составит экономию 30 тыс. руб. в год.

Составитель, И. Куницкая

Редактор H. Стацишина Техред М.Тенер Корректор М.Шароши

Тираж 775 Подписное

ВБИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 2781/10

Филиал ППП Патент; л . Ужгород, ул. Проектная, 4

7 1088863 8

Испытания проводилнсь на модельном зинни по сравнению с 0,1%-ным расч составе P-3, мас. %: парафин 58, пере- вором контакта Петрова, что в конечном зин 25, буроугольный воск 12, кубовый итоге сокращает длительность вищавки. остаток термического крекинга парафи- При использовании обеих сред длн выщана5. ки отсутствует омыление модельного состава, что обеспечивает по июе восстанов

Как видно из табл. 2, 2,0-ный раст- . ление свойств модельного состава при вор сульфаноги обеспечивает повышенную неоднократном переплаве. Это подтвержскорость расплавления модельной компо- дают данные, нредставленные в табл. 3.

1b

Таблица 3