Способ изготовления многослойных оболочковых литейных форм

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ ОБОЛОЧКОВЫХ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ jno выплавляемым моделям, включакнций послойное .нанесение на блок вьшлавля мых моделей огнеупорной суспензии и обсыпку зернистым материалом, вытопку моделей, введение в оболочку кислородсодержащего вещества, сушку и прокалку, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени и снижения температуры прокалки, а также улучшения чистоты поверхности отливок, предварительно на блок моделей наносят защитный слой покрытия на основе нитроцеллюлозного лака температурой разложения 500-700 С, который затем сушат, а в качестве кислородсодержащего вещества используют известковую селитру, которую g вводят в количестве 5-7 мас.% от (Л веса суспензии для образования второго слоя формы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО).(ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) 3(5() В 22 С 9/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

1 ф, ф », » -:.;. 1 :; ° 3,. (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 13 )3

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.

@ "1 (21) 3502943/22-02 (22) 30.07.82 (46) 07.07.84. Бюл. В 25 (72) Б.А. Кириевский, В.В. Чихачев, A.È. Приступа, A.Ê. Балабанов, A.È. Журавлев и В.В. Ли (71) Институт проблем литья AH

Украинской ССР (53) 621.744.3:621.74.045(088.8) (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ ОБОЛОЧКОВЫХ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ (56) 1. Авторское свидетельство СССР

)) 764836, кл. В 22 С 9/04, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

)) 829316, кл. В 22 С 9/12, 1979.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 3344911/02, кл. В 22 С 9/04, 1981. по выплавляемым моделям, включающий послойное нанесение на блок выплавля мых моделей огнеупорной суспензии и обсыпку зернистым материалом, вытопку моделей, введение в оболочку кислородсодержащего вещества, сушку и прокалку, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени и снижения температуры прокалки, а также улучшения чистоты поверхности отливок, предварительно на блок моделей наносят защитный слой покрытия на основе нитроцеллюлоэного лака температурой разложения 500-700 С, о который затем сушат; а в качестве кислородсодержащего вещества используют известковую селитру, которую щ

С2 вводят в количестве 5.-7 мас.Ъ от веса суспенэии для образования второго слоя Формы.

1101 З17

Изобретение относится к литейному производству, а именно к отрасли получения отливок по выплавляемым моделям.

Известен способ изготовления керамических оболочек, согласно которому предусматривается сокращение длительности их нрокалки и улучшение качества поверхности отливок за ,счет добавок в полость оболочек в виде активных окислителей (1) .

Ю

Известен способ изготовления керамических форм по выплавляемым моделям, предусматривающий введение кислородсодержащего вещества в полость керамической оболочки перед ее 15 прокалкой. за счет погружения оболочки в насыщенный раствор кислородсодержащего вещества с ..последующим удалением раствора из полости и сушки оболочки. При этом происходит осаждение на станках дисперсного окислителя. В качестве кислородсодержащего вещества используются перманганат. калия, натриевая селитра или бертолетовая соль (2) .

Данный способ прокалки форм литья ро выплавляемым моделям имеет ряд недостатков, связанных с операциями подготовки форм к заливке, а именно вытопкой и их прокалкой. Известно, что при вытопке моделей из форм в процессе распЛавления модельного состава происходит пропитывание пористой корки практически на всю толщину, углеводородными соединениями, являющимися источником газов в металле.

Кроме того, большое количество (до 15% от веса оболочки) модельных остатков задерживается в так наэы- 4р ваемых "карманах" формы. При прокалке керамики модельные остатки, находящиеся в полости формы, начинают выгорать и, в первую очередь, .происходит выгорание углеводородной композиции, непосредственно контактирующей с кислородом вбэдуха, проникающего в полость формы. При горении в условиях недостатка кислорода происходит образование сажистого углерода, который осаждается на внутренней поверхности формы. его удаление из формы возможно только путем возгонки при высоких температурах (800 С) или сгорание в избытке кислорода при температурах 50055

600ОС. Таким образом, модельные ,остатки, внедренные в поры оболочки; не.выгорают в начальный период прокалки и являются дополнительным источником углеродистых веществ в 60 форме, что требует дополнительного увеличения времени прокалки.

Используемые окислители имеют температуру разложения, при которой происходит выделение свободного кис- у лорода, в пределах 240-400, т.е. во время горения модельных остатков в условиях недостатка кислорода.

Максимально возможное количественное содержание окислителей в форме и быстрое его разложение не обеспечивает требуемой концентрации кислорода в объеме формы и не устраняет выделение сажистого углерода .

К моменту окончания горения остатков в форме (> 500ОС) разложение окислителей проходит полностью, и в форме наблюдается явно восстановительная атмосфера, не способствующая горению сажистого углерода.

Кроме того, недостатком способа является ввод соединений щелочных металлов непосредственно в полость

Формы. При разложении указанных окислителей на внутренней поверхности формы остаются окислы калия и натрия, которые в дальнейшем попадают в металл и способствуют ухудшению качества поверхности отливок.

Наиболее близким к изобретению по техническому существу и достигаемому результату является способ изготовления многослойных оболочковых литейных форм по выплавляемым моделям, включающий послойное нанесение на блок выплавляемых моделей огнеупорной суспензии и обсыпку зернистым материалом, вытопку моделей, введение в оболочку кислородсодержащего вещества, сушку и прокалку Ц

Однако в известном способе имеет место проникновение углеводородных соединений в поры керамики, что в свою очередь повышает содержание сажистого углеводородного соединения в поры керамики, а это требует более длительной прокалки.

Цель изобретения - уменьшение времени и снижение температуры прбкалки форм и улучшение качества чистоты поверхности отливок.

Цель достигается тем, что согласно способу изготовления многослойных оболочковых литейных Форм по выплавляемым моделям, включающему послойное нанесение на блок выплавляемых моделей огнеупорной суспенэии и обсыпку зернистым материалом, вытопку моделей, введение в оболочку кислородсодержащего вещества, сушку и прокалку, предварительно на блок моделей наносят защитный слой покрытия на осно ве нитроцеллюлоэного лака температурой разложения 500-700 С, который затем сушат, в качестве кислородсодержащего вещества используют известковую селитру, которую вводят в количестве 5-7 мас.В от веса суспензии для образования второго слоя формы.

Нанесение на модель промежуточного слоя из негигроскопичного вещества (нитроцеллюлозного лака), раэ1101317 лагающегося при температурах прокал- являющееся активным окислителем. ки, обеспечивает защиту керамичес- Окислитель используется с температукой пористой оболочки от проникно- рой разложения 500-700 С. Требовавения в порах модельной композиции ния по температуре выделения кислопри вытопке моделей в воде, паром рода связаны со следующим: ани или воздухом. При устранении попа- 5 — выделение кислорода должно д я горючих веществ в поры и на- исходить после окончания свободного жно проличии окислителя, разлагающегося горения в полости формы (когда в ней только в присутствии остатков сажис. .остается только сажистый гле о ) того гле у рода (содержание которого которое заканчивается во время нана порядок меньше общего содержа- 10 бора формой температуры порядка 500 С, ния модельных остатков в форме), . — температура разложения не должудаление их из формы происходит зна- на быть выше 700, так как до такой чительно быстрее эа счет сгорания температуры форма прогревается тольв окислительной атмосфере. чем ко к окончанию процесса прокалки; испарение при отсутствии кислорода f5 и использование окислителя с темпепри высоких температурах. ратурой разложения выше 700 С неэфТаким образом, полной прокален-, фективно. ности форм можйо добиться при нагре- Указанным требованиям удовлетво-, вании форм до 500-700 С, т.е. тем- ряет известковая селитра Ca(NO,), с пературы разложения окислителя, и 2О температурой начала разложения 560 С не обязателен прогрев форм до 800- Добавка селитры осуществляется в сусд . чинается испарение са- пенэиМ второго слоя оболочки в кожистого углерода. Это в свою очередь личестве 5-7Ъ от веса приготавливаемой суспензии. Содержание Ca(NO ) калочной печи п име но в 2 р рно в 2 раза. 25 в суспензии менее 5Ъ не обеспечиз а изг

Технологическая схема способа вает полного выгорания сажистог отовления формы состоит в следую- лерода иэ полости формы, а выше 7% о угщем. нежелательно, так как при интенсивСобранный блок м оделей покрывает- ном выделении окислительных газов ся тонкой пленкой (толщиной 20-50 мкм) происходит растрескивание оболочки. вещества, не расплавляющегося во Зо Использование нитролак в р р р ва форм при вытопке мо- крытия моделей толщиной 20-50 мкм о акового поделей. В качестве мате иал р а пленки улучшает качество поверхности модели, могут служить нитроцеллюлозные лаки качество рабочей поверхности формы и краски на их основе. т е. Этот слой а это в свою очередь обеспечивает

I просушивается после чего

Р его на него 35 повышение класса чистоты поверхности наносятся все слои керамического rio- отливок. крытия. В состав суспензии для формообразования добавляется активный

Результаты испытаний оболочек, окислитель (известковая селитра) в полученных согласно предлагаемому количестве 57 Отвеса суспензии, д() способу, представлены в таблице приготавливаемой для второго слоя После формы; осле изготовления опытных оболоТ и чек модели выплавляют в горячей воолщина пленки строго регламенти- де после рована и должна находиться в пре

1 после чего блоки зафо мовыв де- сыпучим наполнителем и и после б ф рм.вывают лах 20-50 мкм. При толщине менее рокаливают

20 мкм не обеспечивается стабильная в ее 45 различное время, причем темпе температура в печи по предлагаемому способу сплошность покрытия. При толщине бо- равна 700 С. бая лее 50 мкм образуется толстая r Ру Результаты промышленных испытаая пленка, влияющая на изменение ний пока геометрических размеров моделей что соб показывают, что предлагаемым с р д мым спотакже недопустимо. Требуемая толщи- калив со ом уменьшается длительность п опрона пленки при использовании нитроцел - н 50 аливания керамических фо м п име но на Ъ и уменьшается темпе алюлозных лаков достигается эа счет тур а в прокалочной печи до 700 С

Р использования лака определенной вяэ- что б

t кости, а именно 15-20 с по вискоэи- элект оэне г о о еспечивает снижение асхо а

Р д метру В3-4. ктржнер ии, топлива, парка спок

)и материалов, идущих на емонт

Для обеспечения более полного и Ожи ае р монт печи. интенсив и жидаемый экономический эффект нсивного выгорания сажистых ос-. от внедрени татков при более низкой температуре. Ри н я изобретения по п е в б рдав состав керамической оболочки вво-: нени б ительным расчетным данным в с авр внении с базовым объектом (1) состадится кислородсодержащее вещество 60 вит 20 тыс. Руб в год

1101317

Используемые добавки

Способ

3,0 час

4,0 час

5 0 час

Известный

75

20

3,0

4,0

40

85

55

5,0

55

3,0

5,0

85

6,0

100

100

100

100

7,0

70

8,0

Продолжение таблицы

Известный

100

100

100

100

100

100

100.

100

100

Предлагаемый

100

100

0,3 70

0,4 55

100

100

100

100

100

100

100

100

100

1,2 70

65

ВНИИПИ Заказ 4703/7 Тираж 775 Под ясное, ««Ю«««««««В«««««««Ю«

Филиал ППП "Патеит", г. Ужгород, ул.Провктиая, 4

KNo, раствор смолы в этиловом спирте

Предлагаемый Лак НЦ-.132, Ca(N0,), Содержа- . ние окислителя в оуспензии, % одержа ние М40, обсыпке, %. 4

Выход годных отливок при длительности прокалки, %

Of 7 50

1,0 55