Способ изготовления прессованных углеродистых изделий, преимущественно форм и стержней для литья тугоплавких металлов и сплавов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1У БЛИН

„„SU;„, 164а1З9

А1 (у)S В 22 С 9/12, С 01 В 31/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ГЮ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,„,,„,, ац

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРЕССОВАННЫХ УГЛЕРОДИСТЫХ ИЗДЕЛИЙ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННОО ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ ДЛЯ ЛИТЬЯ

ТУГОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ (57) Изобретение относится к технологии углеграфитовых материалов, (21) 4689337/02 (22) 10. 05. 89 (46) 23.04.91. Бюп. Р 15 (72) M.È.Íoñàëåâè÷, В.П.Шариков, В.М.Симановский, П.Ф.Разуменко, Г.Н.Володченков и В.Д.Довбня (53) 621.742.4 (088 ° 8) (56) Колотило Д.M. Челядинов Л.М. . Углеродные литейные формы. — Киев:

Наукова думка, 1971.

Авторское свидетельство СССР

И - 470493, кл. С 01 В 31/04, В 30 В 13/00, 1973.

Изобретение относится к технологии углеграфитовых материалов, в частности к изготовлению литейных форм и стержней для литья тугоплавких металлов и сплавов.

Цель изобретения — увеличение точности получаемых изделий.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Способ по изобретению, предусматривающий смешивание компонентов и уплотнение углеродных композиций в пресс-форме путем многократного подьема и снятия давления, характеризуется тем, что прессование осуществляют через.15-30 мин после смешения в частности к изготовлению литейных форм и стержней для литья тугоплавких металлов и сплавов. Цель — увеличение точности получаемых изделий.

Способ включает смешивание компонентов и уплотнение в пресс-форме графитосмоляной смеси путем многократного подъема и снятия давления, характеризуется тем, что прессование смеси осуществляют через 1530 мин после смешения компонентов до достижения плотности изделия в запрессованном состоянии 92-97% плотности графитового порошка в компактных изделиях. Способ позволяет в

10-20 раз повысить точность отливок из титановых и высокоактивных сплавов, изготавливаемых в графитовых формах, и снизить задолженность оснастки в 3-4 раза. 4 табл. компонентов до достижения плотности иэделия в запрессованном состоянии

92-977. плотности графитового порошка в компактных заготовках, изготавливаемых электродной промышленностью (электроды, прутки) .

Использование способа по изобретению обеспечит более высокую точность получаемого изделия с размерами, имеющими значительно меньшие отклонения от соответствующих размеров оснастки, чем в известных способах.

При смешении графитового порошка с холоднотвердеющей резольной смолой и отвердителем начинается процесс

3 1643139 поликонденсации смолы, сопровождающийся увеличением ее вязкости до полного отверждения. Установлено, что через 15-30 мин после смешения достигается максимальная клеющая способность смолы, обеспечивающая сохранение. размеров изделия после его изв лечения из оснастки. Прессование через более продолжительное время не

Обеспечивает сохранения размеров изделия, так как смола теряет свою клеющую способность — высыхает.

Уплотнение смеси всегда сопровождается ее пластичными и упругими деформациями. Пластичные деформации обуславливают формообразование, а упругие — реализуются после снятия давления в ниде распрессовки - увеличения размеров. Многократный подъем и снятие давления прессованием обеспечивает более равновесную укладку зерен графитового порошка и увеличивает долю пластичных деформаций.

Величина распрессовки обуславливается плотностью изделия в запрессованном состоянии. При плотности менее

92 плотности графитового порошка в компактных изделиях распрессовка практически отсутствует, но становится ощутимой усадка иэделия при последующем обжиге, которая обуславливается толщиной пленки смолы между частицами графитового порошка. При плотности более 9 7 плотности графитового порошка в компактных изделиях усилия распрессовки превышают прочность склеивания частичек композиции, что приводит к значительному увеличению литейных размеров изделия после его извлечения из пресс-формы.

Исследования, подтверждающие количественные показатели при реализации способа, проводят по следующей методике.

Формообразующая полость прессформы представляет собой цилиндр диаметром 0,02 м и высотой 0,02 и.

Плотность запр ессованног о образца при постоянном объеме полости зависит только от величины навески смеси.

Испытуемая смесь имеет следующий состав, мас. .: графитовый порошок (фракция 200-400 мкм) 80, резольная холоднотвердеющая смола СФЖ-309 (ГОСТ 20907-75, Изменение 1.2.3) 18, отвердитель — паратолуолсульфокислота (ПТСК) 2. Компоненты смеси перемешивали и брали навески смеси через

10, 15, 20, 25, 36 мин после начала смешивания. Навеску смеси помещаЛи в оснастку и уплотняли доведением прессующего пуансона до упора. 3атем давление сбрасывалч и снова увеличивали, пока величина распрессовки не стабилизировалась. Распрессовку замеряли по поднятию пуансона после

10 полного сброса давления. Затем образец извлекали из оснастки„ доотвержцали при 100цС в течение 30-60 мин, и обжигали в безокислительной атмосо фере при 950 С. После обжига образцы обмерялись и определялся предел прочности на сжатие.

В первом примере в качестве графитового порошка быпи использованы отходы механической обработки графита марки ЭГ-О. Его объемная плотность в компактной заготовке равна

1550 кг/и-" .

Во втором примере испольэовали крошку графита марки ГМЗ с плотностью в компактной заготовке 1650 кг/M3 .

В третьем примере использовали крошку графита марки И1Г-б с плотностью в компактной заготовке 1780 кг/мз .

Результаты реализации способа с углеродистыми материалами согласно примерам 1-3 приведены в табл, 1-3 соответственно.

Как видно из таблицы 1-3, прочность образцов, изготовленных по изобретению, сопоставима с прочностью 7 образцов, доведенных до плотности графита в компактной заготовке, а точность значительно выше, Таким образом, преимуществом предлагаемого способа является обеспечение высокой точности изделия и

"соответствие размерам формообраэ ующей полостк оснастки.

В табл. 4 приведены обобщенные данные по отклонению размеров изделия от размеров оснастки для изделий с разной относительной плотностью.

Иэ табл. ч видно, что точность изделий, полученных в диапазоне относительных плотностей 92-97 . (Отклонение 0,5-1,0 ) значительно выше, чем по прототипу (усадка около 10 ). !

Реализация способа по изобретению позволяет в 10-20 раз повысить точ55 ИОсть ОтлиВОк из титановых и BoicoKo активных сплавов, изготавливаемых в графитовых формах, и снизить задолженность оснастки в 3-4 раза.

5 1643139

Ф о р м у л а и з î б р е т е н и я и снятия давления, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увелнче-.

Способ изготовления прессованных ния точности получаемых изделий, углеродистых изделий, преимущест- прессование смеси осуществляют чевенно форм и стержнеи для литья ту5 рез 35-30 мин после смешивания комгоплавких металлов и сплавов, вклю- понентов до достижения плотности чающий смешивание компонентов и уп- изделия в запрессованном состоянии лотнение в пресс-форме графитосмоляно3 92-97% плотности графитового порошка

СМЕСИ ПУТ33ЭМ МНОГОКРатного подъема В компактных изделиях °

Таблица

Р Плотность

Показатели

Свойства образцов в зависимости сменением н прессован>!ем, от времени мевду

>>Н И кг/и Относнтель

) ная, Х!

О 15 20 25 . 30 35

1 1350

2 1426

Э 1500

4 1550 300

Таблица 2

Свойстве образцов в зависимости от променутка вреиенн иенцу смешением и прессоваиием смеси, мин

10 35 20 25 ЭО 35

t3> п/и

Показатели

Плотность кг/и относительная, 2

5 1430 0 87

6 1520 0,92

7 1600 О 97

8 1650 1,00

Табли ца 3

Свойства образцов в зависимости от проиевутка времени мазду смещением н прессоваинем смеси, инн

Показатели

Я> Плотность

Ti /È кг/м относитель ная

1 Г

15 20 25 30 35

9 1550 0,87

10 1640 0,92

11 1730 0,97

12 1780 1 00! !

Диаметр, и>10

Высота, и ° 10 з

Прочность> Па 10

Диаметр, м ° 10Высота, и -1!.!

Прочность, Па ° !О

Диаметр, и 30

Высота, м 10

-S

Прочность, Па !О

Диаметр, м 10

Высота, м ° 10

->

Прочность, Па 10

Днаиетр, и ° 10

Высота, м 10

->

Прочность> Па 10

Диаиетр, м О

Высота, и 10

-Г

Прочность, Па 10

Диаметр, м .10"ь

Высота м 10

Прочность, Па 10 Диаметр, м ° 10

Высота, м ° 10

Прочность, Па 1О

-t

Диаметр, м 10

Высота, и -1О

Прочность, Па ° 10

Диаиетр, и 10

Высота, м 30

Прочность, Па.10

Диаметр, м ° 10

Высота, и,to

Прочность, Ла.10

Диаметр, и 10

Высота, и 10

-5

Прочность, Па 10

1,92

1,88

2,02

2,18

2,02

2,20

2 ° 15

2,32

3,95

1;90

2, 04

2,10

2,08

2,22

2,t2

2 35

1,95

1,93

2,05

2>08

2,05

2,08

2,15

2,30

1,95

1,92

2,02

2,03 !

2,03

2,04

2,12

2,22

130

1,92

2,02

2,03

2,03

2,04

2,10

2 ° 23

1,97

1>94

2,01

2,03

2,02

2,03

2>12

2>25

1,94

1„95

2,00

2,02

2,00

2,03

2,10

2,22

200

1,92

2,00

2,03

2,02

2,02

2,07

2,21

130

3 ° 98

1,94

2,00

2,01

2;О1

2,02

2,10

2,23

140

1,95

2,00

2,ÎÎ

17О

2,00 г,ot гоо

2,ОВ

2,22

220

1,92

2,00

2,00

2,00

2,00

2, 10

2,21

150

1,98

1,95

2,00

2,00

2,00

2,03

2,10

2,23

t60

1,95

55 г,оо

2,00

17О

7,ОО г,оэ

2,10

2,26

200

1,95

1,95

2, 00

2,00

2,01

2,00

2, 1О

2,21

150

1 ° 98

1,94

2,00

2,00

2,00

2,02

2,12

2,25 !

1,95

1,98 эо

2,02

2,О9 эо

2,05 г,!г

2,13

2,4О

8О

1>96

1,98

2,01

2,01

2,01

2,02

2,12

2,23

1,98

1,94

2,01

2,02

2>00

2,01

2,12

2,20

1643139 Таблица 4

Отклонение от размеров оснастки, %, при относительной плотности изделия, %

92 Г

-10K

Составитель С. Тепляков

Техред С.Мигунова

Корректор И.Муска

Редактор А.Шандор

Заказ 1198 Тираж 506 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

Составы по табл.

1-3

1-4

4-8

9-12

Прототип

-2,4

-2,0

-2,8

+0,5

+О, 75

+0,5

+0,8

+О, 75

+1,1 (1оо

+10,0

+4,6

+12,0