Композиция для изготовления выплавляемых моделей

 

КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЬШЛАВЛЯЕМЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающая церезин , полиэтилен и нефтяную смолу, отличающаяся тем, что, с целью снижения брака моделей за счет стабилизации жидкотекучести композиции, композиция содержит в качестве нефтяной смолы продукт модификации жидкой фракции продуктов пиролиза бензина или газойля с температурой кипения 130-190°С нефтяным маслом в количестве 0,1-1,3 мас.% в условиях вакуума 10-50 мм рт.ст. при следующем соотношении ингредиентов , мас.%: Продукт модификации жидкой фракции продуктов пиролиза бензина или газойля с темо пературой кипения 130-190°С маслом в количестве 0,1 (Л 1,3 мае.% в условиях вакуума 10-50 мм рт.ст. 50,0-77,0 Полиэтилен2,5-3,0 ЦерезинОстальное

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

1(5П В 22 С 7/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВ, / (21) 3595733/22-02 (22) 24.05.83 (46) 07.10.84. Бюл. Р 37 (72) В.Д.Ровнова, Т.П.Жабрева, К. П.Басько, А.Д.Беренц,.Е.Я.Гамбург, Т.Н.Мухина, Ю.В.Думский, В.Н.Ларионов и В.A.Êîðoëåâ (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (53) 621.744.072.2.621,74.045 (088.8) (56) 1.Литье по выплавляемым моделям.

Под ред, Озерова В.A. М., Машгиз, 1971 с. 132.

2.Развитие технологии литья по выплавляемым моделям. Материалы семинара МДЗП им. Дзержинского. М., 1963.

З,Авторское свидетельство СССР

9 831343, кл..В 22 С 7/02, 1979. (54)(57) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ВЫПЛАВЛЯЕМЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающая церезин, полиэтилен и нефтяную смолу, отличающаяся тем, что, с целью снижения брака моделей за счет стабилизации жидкотекучести композиции, композиция содержит в качестве нефтяной смолы продукт модификации жидкой фракции продуктов пиролиза бензина или газойля с температурой кипения 130-190 С нефтяным маслом в количестве 0,1-1,3 мас.В в условиях вакуума 10-50 мм рт.ст. при следующем соотношении ингредиентов, мас.Ъ:

Продукт модификации жидкой фракции продуктов пиролиза бензина или газойля с температурой кипения 130-190 С маслом в количестве 0,11,3 мас.% в условиях вакуума 10-50 мм рт.ст. 50 0-77,0

Полиэтилен 2,5-3,0

Церезин Остальное

Зиад

1 11171

Изобретение относится к отрасли литейного производства и применяется, в частности, для изготовления моделей, используемых в многослойных оболочковых формах.

Известны модельные композиции (1., 1 1 включающие цереэин, полиэтилен, кото — 5 рые обладают недостаточной жидкотекучестью, .повышенной вязкостью..

Известна модельная композиция (23, которая содержит церезин, полиэтилен, нефтяной битум, канифоль. . (О

Эта композиция обладает хрупкостью и прилипаемостью к пресс-форме, что не позволяет испольэовать ее при получении тонкостенных. ажурных моделей. 15

Наиболее близкой к изобретению по техническому существу и достигаемому результату является композиция ГЗ" для изготовления выплавляемых моделей при следующем соотношении ингредиентов, мас.Ъ:

Нефтяная смола . 50,,0-75,0

Полиэтилен . 2,5-.3,0

Церезин Остальное

В качестве нефтяной смолы используется.лиродласт-2 (ТУ 3840145- 80)..

Это полимер жидкой фракции продуктов пиролиза бензина или атмосферного газойля с температурой кипения.13019О С, имеет химическую формулу CnHn„>> где п = 7,5-9,8; и = 9,8-11,0.

Эта композиция не обладает стабильной жидкотекучестью, особенно

Необходимой для получения тонкостенных протяженных моделей с толщиной стенок менее 1 мм и длиной более

400 мм. Наблюдается брак таких моделей (по статическим данным в среднем в 18,5-24%) по причине неполной заполняемости пресс-формы композидией. 40

Кроме того, композиция содержит большее количество летучих мономеров, ухудшающих санитарно-гигиениЧеские условия труда при приготовлении композиции, при выплавлении мо- 45 делей и обжиге форм„ отрицательно влияет на производительность труда из-эа корректировки технологических режимов (давления, температуры) формирования моделей при изменении жидкотекучести.

Нестабильность жидкотекучести объясняется широким диапазоном температуры размягчения (355-368 К), входящего в состав известной композиции, Указанный диапазон температуры размягчения предусмотрен ТУ 384014580, на основании которых выпускается пиропласт-2.

Целью изобретения является сниже- 60 ние брака моделей за счет стабилизации жидкотекучести композиции.

Цель достигается тем, что композиция для изготовления выплавляемых моделей, включающая церезин, полиэти-$$

17

2 лен и нефтяную смолу, содержит в качестве нефтяной смолы продукт модификации жидкой фракции продуктов пиролиза бензина или атмосферного гаэойля с температурой кипения 130190 С нефтяным маслом в количестве

0,1-1,3 мас.Ъ в условиях вакуума

10-50 мм рт.ст. при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Продукт модификации жидкой фракции продуктов пиролиза или.газойля с температурой кипения 130190 С маслом в количест- . ве 0,1-1,3 мас.% в условиях вакуума

10-50 мм рт.ст, 50,0-77,0

Полиэтилен 2,5-.3,0

Церезин Остальное для модифицироваиия используются нефтяные остаточные масла. группы A: дизельное масло марки МТ. ГОСТ 636058 или авиационное масло МС 20 (ТУ 38101317-72).

Указанные масла состоят преимущественно иэ парофинонефтеновых углеводородов 63-69% ароматических углеводородов с обыкновенными цепями 1-й (18-.22%) и 2-й (6-.12%). групп. Содер-.. жание смолистых продуктов в.маслах

1,5-2Ъ. Указанные масла. имеют.вяз-. кость при 373 .К 15-20 сСт, температуру вспышки в закрытом тигле 578- .

598 К. Себестоимость масел 60—

80 руб/т.

Модифицированив пиропласта-2 (нефтеполимерной смолы) нефтяным маслом производится в промышленном аппарате колонного типа и осуществляется при следующих условиях: температура 423-453 К, перемешивание в мешалке со скоростью 3 об/с, продолжительность 2 ч.

Полученная смесь имеет гомогенный характер.

При меньшем количестве нефтяного масла (с 0,1 мас.В) не полностью протекают реакции сополимеризации, а при большем (> 1,3 мас.Ъ) падает пластичность полимера. Глубина вакуума менее 10 мм рт,ст. не может быть применена при модифицировании пиропласта-2 маслом, так как не наблюдается полное удаление легких мономеров, не вступивших в реакцию полимеризации: стирол, винилтолуолиден и т.д.

B результате модифицирования маслом известного (21 пиропласта-2 получается новый продукт, который приобретает более узкий интервал размягчения 358-360 К в отличие от пиропласта-2 (355-368 К), что и обеспечивает стабильную жидкотекучесть

648-650 мм по спиральной пробе. Себестоимость его составляет 260 руб/т.Химизм процесса получения модифицированного пиропласта можно представить уравнением

1117117 сн=гн гн,-c=cHg

-с

-гн гнС-CH -CH CHг

-CH-CH

Как следует иэ табл. 2, при содержании в модельной композиции мо- 60 дифицированного нефтяным маслом пиропласта-2 более 77% наблюдается негде п = 1,5-2; m = 0,05-0,2;

К = 0 5 1,0 i = 1,5-2,0.

Его брутто-формула : С Н «С Н

Температура размягчения модифицированного пиропласта контролируется по ТУ 9263-66 для нефтеполимеров (методика к.ш. — кольца, шара) . Каплепадение пиропласта не определяется ввиду невозгораемости полимеров.

При модифицировании пиропласта-2 короткие ненасыщенные группы полимера вступают в реакцию сополимеризации с нефтяным маслом, образуя 20 полимеры .с меньшим содержанием ароматических веществ.

Исследованию подвергались несколько партий модельных композиций, включающих модифицированный пиро- 25 пласт-2.

Составы предлагаемых (1-7) и известной (11) композиций для изготовления выплавляемых моделей приведены в табл. 1, а свойства композиций в табл. 2

Для получения модельной композиции готовят лигатуру путем сплавления церезина и полиэтилена при температуре 443-.448 К, а затем вводят модифицированный пиропласт-2.

Модельную композицию при температуре 365 К и давлении 1,5 ат запрессовывают в пресс-форму, предварительHQ покрыв рабочую поверхность тонким 40 слоем касторового масла.

Каждый состав исследуемой модельной композиции включает модифицированный нефтяным маслом пиропласт-2 трех партий, доставленных в разное время, Сравнение жидкотекучести известной (11) модельной композиции в зависимости от температуры размягчения пиропласта-2 и композиции согласно изобретению приведено соответственно в табл. 3 и 4.

Статистические данные брака моде1 лей, полученных иэ композиций, представлены в табл. 5.

Количество легких мономеров при 55 температуре размягчения 358-360 К приведено в табл. 6. достаточная однородность струкутры моделей, хотя теплостойкость и прочность сохраняется высокой. У известной композиции (состав 11) появляется неоднородность структуры моделей при содержании пиропласта-2 (более

75%) .

Иэ табл. 3 следует, что для известной модельной композиции (состав 11) характерна нестабильность жидкотекучести при содержании пиропласта-2 различных партий поставок.

Из этих данных видно, что с увеличением у пиропласта-2 температуры размягчения на 11 К жидкотекучесть известной модельной композиции возросла на 38.мм (по спирали), что существенно влияет на степень заполняемости пресс-формы при формировании тонкостенных протяженных моде-. лей.

Результаты исследований предлагаемой модельной композиции показыва-. ют, что она в .отличие от известной . (состав 11) имеет стабильную жидкотекучесть модифицированного нефтя- . ным маслом пиропласта-2 разных поставок (табл. 4) .

Иэ табл. 5 следует, что при заполняемости композицией пресс-формы предлагаемая модельная .композиция обеспечивает уменьшение брака моделей до 1-2% вместо 17,5-24% при использовании известной композиции, связанного с неполной заполняемостью композицией пресс-формы.

Данные, приведенные в табл. 6, показывают, .что пиропласт-2 имеет большее количество легких мономеров, не-. захваченных массой полимера, которые при нагреве в процессе технологии литья улетучиваются и ухудшают санитарно-гигиенические условия труда.

Результаты анализа показывают, что взаимодействие моделей с формой не наблюдается в случае изготовления их композиции согласно изобретению.

Реализация изобретения позволит снизить брак моделей из-за незаполняемостк пресс-формы с 17,5-24% до

1-2!!, улучшить санитарно-гигиеничес.кие условия труда благодаря снижению содержания легких мономеров в 6-8 раэ и получать номенклатуру литых изделий из сложных жаропрочных сплавов (протяженные и тонкостенные отлив-, ки и отливки с внутренними полостями) .

1117117

Таблица 1

Ингредиенты

Количественные содержания ингредиентов .в .составах композиций„ мас.%.1 . 2 .,3 4 .5 6 7

8 9 10 11

Пиропласт-2

50 55 60 65 70 75 77 80 82 85

3 О 3,0 3,0 3„0 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5

Таблица 2

Свойства

Предел прочности при изгибе, МПа ..

8,3—

8,5

7,88,2

7,88,0

7,57,7

6,87,2 б, 97,4

0,45—

0 48

Линейная усадка, %

0,450,48

0,450,50

О, 430,45

0,420,45

0,400,42

Зольность, %

Теппостойкость

0,03

0,03

0i03

0,а3 0,035

До 328

Прилипаемость к пресс-.форме при съеме .моделей с одной пресс-формы р .1QT о

2-3

3-5

3-5 3-5 4-6

2-3

Удельная ударная вязкость,см/см

0,49 0 50,55 О,б

0,40,42

0,40,43

О, 650,7

0,70,8

605 610

Жидкотекучесть,мм

590

590

645

650

Структура модельной композиции

Однородная

Однородная

Одно- Однородная родная

Одно- Однородная родная

,Продолжение табл.

Свой

8 I 9 I 10

7,37,8

7,37,8

7,37,7

6,5

7,2

Предел прочности при изгибе, МПа

7,37,8

0,400,42

Î 400,42

0f 400,42

Линейная усадка, %

0 i 40,42

Модифицированный пиропласт-2

Полиэтилен

РТУ-6

051085-67

Церезин (1000) ГОСТ

76-58-74

1 1 !! II I !

42 37 32 27,5 22,5 20,5 17,5 15,5 12,5 27,5..Составы.

3 !

До 328 До 328 До 330 До 337 До 339

1117117

Продолжение табл. 2

Свойства

7 8 )

Зольность, %

327 До 322

Теплостойкость

32?

342

3-5

4-7

4-7

4-6

4-6

Удельная ударная вязкость, см/см

0,780,85

О, 850 9

0,80,092

0,80,92

0,80,9

664

664

660

657

Жидкотекучесть, мм

655

Структура модельной композиции

Однородная

Однородная

Однородная

Однородная

Однородная

Таблица 3

Номер поставки

Свойства

2 3

Температура размягчения пиропласта-2, К

355 1

360 366

Жидкотекучесть (по спирали), мм

630

650

668

Таблица4

Партия поставки ! 1 1

Свойства

1 2 3 4

Жидкотекучесть (по спирали),мм

652

650

650

652

650

Составы модельных композиций

120

Прилипаемость к пресс-форме при съеме моделей с одной пресс-формы, шт.

0,025

До 339

Составы

9 10 1

1117117

Продолжение табл. 5

1,5

150

1,0

200

22,5

200

Таблица 6

Количество легких мономеров, % (ксилолов, мономеров стирола, ГОСТ 143077) Наименование материала

Пиропласт-2

3 — 3,5

Модифицированный нефтяным маслом пиропласт-2

0,3 — 0 5

Составитель И.Куницкая

Редактор Н.Лазаренко Техред C,Мигунова Корректор В.Гирняк

Заказ 7115/7 . Тираж 774 Подписное.

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Филиал ППП Патент, г„ужгород, ул.Проектная,4

П р и м е ч а н.и е. Коксуемость модифицированного нефтяным маслом пиропласта-2 составляет 0,01Ъ, пенетрация 11-14 мм !