Способ изготовления оболочковых керамических форм

 

Изобретение относится к производству точных отливок по удаляемым (выплавляемым, выжигаемым, газифицируемым) моделям. Сущность способа заключается в том, что послойное нанесение оболочек путем погружения модели в суспензию огнеупорного наполнителя в растворе связующего, последующей обсыпки каждого слоя обсыпочным материалом, после чего обрабатывают коацервантом (за исключением последнего слоя), благодаря которому на поверхности образуется слой повышенной концентрации высокомолекулярного соединения с высокой вязкостью, достаточной для предотвращения смывания при нанесении следующего слоя и обеспечения прочного соединения слоев. Через 10 м 40 с эффект коацервации исчезает, а клеющая способность связующего полностью восстанавливается. Обратная коацервация обеспечивает кратковременное закрепление слоя и позволяет сразу без сушки наносить следующий слой и улучшить качество формы.

Изобретение относится к литейному производству, в частности к производству точного литья в оболочковые керамические формы по удаляемым моделям (выплавляемым, выжигаемым, газифицируемым).

Известны способы изготовления оболочковых форм из огнеупорной суспензии с этилсиликатом или жидким стеклом в качестве связующих путем нанесения суспензии на модели, обсыпкой и сушкой каждого слоя [1].

Недостатком известных способов является необходимость послойной воздушной сушки каждого слоя, что требует больших затрат времени, также приводит к необходимости задалживания значительных площадей под сушку и усложняет организацию их производства в случае применения в качестве связующего материала суспензии силиката калия или натрия с послойной сушкой каждого слоя. Кроме названных недостатков возникает также возможность набухания сухого предыдущего слоя при смачивании его последующим, что, в свою очередь, приводит к вспучиванию и короблению оболочки.

Известен способ изготовления оболочковых форм путей послойного нанесения на удаляемые модели огнеупорной суспензии с химическим отверждением каждого слоя. В частности, в известном источнике [2] описан способ отверждения жидкостекольных оболочек при окунании в раствор кислот или кислых солей.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ изготовления оболочковых форм по выплавляемым моделям, включающий послойное нанесение на модель жидкостекольной суспензии, обсыпку ее песком и последующее окунание в спиртовой раствор, удаление модели и прокалку оболочки [3].

Отверждение слоя происходит при определенной выдержке на воздухе (при повышенной температуре, вакууме или при давлении ниже атмосферного) за счет образования геля, которое должно произойти до нанесения следующего слоя.

Недостатком такого способа получения оболочек является резкое падение связующей способности жидкого стекла после гелеобразования.

Кроме того, кремнекислота выделяется в виде рыхлого геля, дающего большую усадку при высыхании.

Все это приводит к нестабильности процесса и повышенному браку оболочковых форм из-за несращивания слоев и наличия местных дефектов на оболочках.

Технический результат изобретения - сокращение цикла производства форм и улучшение их качества.

Достижение этого возможно только при выполнении двух основных условий: резкое повышение вязкости связующего нанесенного слоя до величины, достаточной для предотвращения смывания нанесенного слоя при последующем погружении в суспензию огнеупорного наполнителя в растворе связующего; повышение вязкости должно носить временный характер и не изменять химическую природу связующего ( в первую очередь клеющей способности).

Способ осуществляется следующим образом.

Удаляемую модель (восковую, пенополистироловую) погружают в суспензию огнеупорного наполнителя в растворе связующего, а затем обсыпают зернистым материалом (песком, шамотом, маршалитом и др.).

После обсыпки каждый полученный слой за исключением последнего подвергают коацервации (обратимое, кратковременное изменение реологических свойств среды, не изменяющее ее химической природы).

После нанесения последнего слоя модель удаляют (выплавлением, выжиганием или газифицированием) и осуществляют прокалку полученной оболочки. В качестве коацервантов применяли высокомолекулярные вещества, обладающие значительным сродством с молекулами воды, в т.ч., растворы солей (NaCl, KCl, и др.) и спирты.

Коацерванты наносятся в виде раствора предпочтительно методом аэрозольного напыления.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБОЛОЧКОВЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ ФОРМ для производства точных отливок по удаляемым моделям, включающий послойное нанесение оболочек путем погружения модели в суспензию огнеупорного наполнителя в растворе связующего и последующей обсыпки зернистым материалом, удаление моделей и прокалку оболочек, отличающийся тем, что после обсыпки производят коацервацию каждого слоя, кроме последнего.