Композиция для изготовления выплавляемых моделей

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для литья лопаток и других деталей ГТД сложной конфигурации. Композиция для изготовления выплавляемых моделей содержит, мас.%: твердый углеводород, и/или воск - 0,1-80, и/или полимер с температурой плавления до 300°C - 0,05-30, углеводородную смолу - до 80, фталевые кислоты - до 70, краситель - до 1,5 и полистирол или бисфенол - до 70. Обеспечивается повышение прочности, твердости, трещиностойкости и теплоустойчивости, снижение зольности, улучшение качества поверхности моделей и контроль выявляемости дефектов на изделии. 3 з.п. ф-лы, 2 табл.

 

Изобретение относится к литейному производству, а именно к литью по выплавляемым моделям и может быть использовано для литья лопаток и других деталей ГТД сложной конфигурации.

Известна композиция для изготовления выплавляемых моделей (см. патент РФ №2177387, кл. B22C 7/02, опубл. 27.12.2001 г.), включающая твердый углеводород и/или воск в количестве 0,1-70 мас.%, и/или сополимер с температурой плавления до 300°C в количестве 0,05 -20% мас.%, а также нефтеполимерную смолу в количестве до 100 мас.%.

Данная композиция обладает достаточно высокой, но нестабильной прочностью (от 6,0 до 9,5 МПа), нестабильной линейной усадкой (0,2 до 0,7%), что приводит к нарушению геометрических размеров отливаемых деталей и, как следствие, невозможности изготовления отливок крупногабаритных деталей. Высокое содержание золы (до 0,02%) способствует наличию металлургических дефектов типа «засор» на отливаемых деталях.

Известна композиция для изготовления выплавляемых моделей (см. патент РФ №2182057, кл. В22С7/02, опубл. 10.02.2002 г.). Композиция содержит твердый углеводород и/или воск в количестве 0,1-80 мас.%, и/или полимер с температурой плавления до 300°C в количестве 0,05-30 мас.%, а также термополимерную смолу в количестве до 100 мас.%.

Введение термополимерной смолы позволяет частично стабилизировать прочностные характеристики композиции (от 8,5 до 9,0 МПа). Повышается технологичность композиции, однако нестабильная линейная усадка (0,2 до 0,5%) и высокое содержание золы (до 0,02%), не позволяет использовать композиции для широкой номенклатуры моделей отливок с повышенной геометрической точностью.

Известна также композиция для изготовления выплавляемых моделей (см. патент РФ №2447969, кл. B22C 7/02, опубл. 20.04.2012 г., принят за прототип), включающая твердый углеводород от 0,1 до 80 мас.% и/или воск в количестве 0,1-80 мас.%, и/или полимер с температурой плавления до 300°C в количестве 0,05-30 мас.%, нефтеполимерную смолу в количестве от 0,1 до 80 мас.% и использующиеся в качестве наполнителя фталиевые кислоты в количестве от 0,1 до 99,9 мас.%.

Данная композиция также обладает достаточно высокими, но нестабильными технологическими характеристиками: прочностью (от 7,01 до 9,5МПа), теплоустойчивостью (от 41 до 50°C) и линейной усадкой (0,55 до 0,65%), что связано со свойствами фталиевых кислот, которые находятся во взвеси в расплаве модельного состава и, вследствие низких значений удельной поверхности, имеют неудовлетворительную седиментационную устойчивость, что приводит к расслоению модельной, композиции при ее использовании, а также к получению при прессовании моделей на поверхности дефектов типа «пузыри».

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение прочности, твердости, трещиностойкости и теплоустойчивости, снижение зольности, улучшение качества поверхности моделей и контроля выявляемости дефектов на изделии, изготовленном из предлагаемой композиции, а также получение состава с более стабильными характеристиками.

Указанный технический результат достигаются тем, что композиция для изготовления выплавляемых моделей содержит твердый углеводород и/или воск в количестве 0,1-80 мас.% и/или полимер с температурой плавления до 300°C в количестве 0,05-30 мас.%, углеводородную смолу в количестве до 80 мас.% и фталиевые кислоты в количестве до 70 мас.%, отличающаяся тем, что композиция дополнительно содержит краситель в количестве до 1,5 мас.%, а также полистирол в количестве до 70 мас.% или бисфенол в количестве до 70 мас.%.

Введение в композицию красителя, который применяется в виде гранул или порошка, позволяет обеспечить его полную растворимость в композиции, равномерное распределение цветового фона по всей поверхности модели, что обеспечивает улучшение контроля выявляемости дефектов на моделях.

Введение в композицию бисфенола, который применяется в виде тонкого порошка с удельной поверхностью более 700 см2/г и обладает удовлетворительной смачиваемостью расплавом модельной композиции, не снижает ее жидкотекучесть. Наполнитель вследствие высокой проникающей способности равномерно распределяется по объему модельной композиции и улучшает ее седиментационную устойчивость при расплавлении и прессовании моделей, обеспечивает повышение прочности и теплоустойчивости модельной композиции, а также снижает величину и повышает стабильность линейной усадки, что определяет стабильность геометрических размеров тонкостенных моделей повышенной сложности.

Введение в композицию полистирола с поперечными связями, который применяется в дробленом или размолотом виде и имеет минимальный удельный вес (1,06-1,12 г/см3) при высокой седиментационной устойчивости и удовлетворительной активности поверхности, не вызывает расслоения модельной композиции по эвтектикам при расплавлении и прессовании моделей, что позволяет повысить прочность и теплоустойчивость модельной композиции, снизить величину и повысить стабильность линейной усадки, и, как следствие, обеспечить стабильность геометрических размеров крупногабаритных тонкостенных моделей повышенной сложности.

В целом введение твердого наполнителя (бисфенол или полистирол) в модельный состав позволяет существенно уменьшить его линейную усадку, склонность к короблению моделей и повысить прочность и трещиноустойчивость.

Осуществление возможности достижения заявленных технических результатов при реализации заявленного изобретения подтверждается испытанием свойств полученных композиций. В таблице 1 показан состав композиций, приведенных в мас.%. В таблице 2 показан результаты испытаний свойств композиций.

В качестве примера используется композиция для изготовления выплавляемых моделей, содержащая парафин (см. ГОСТ 23683-89), в качестве твердого углеводорода, сэвилен (сополимер этилена с винилацетатом, см. ТУ 6-05-1636-97) в качестве полимера с температурой плавления до 300°C, воск полиэтиленовый ПВ300 (см. ТУ РБ 300041455.024-2002) в качестве воска, смолу углеводородную алифатическую марки UCRP 100L в качестве углеводородной смолы, терефталиевую кислоту (бензол-1,4-дикарбоновая кислота квалификации «чистый» см. ТУ 6-09-4743-79), краситель васильковый (см. ТУ 1-595-ВСК-456-99), в качестве красителя, полистирол марки УПМ-0508 высший сорт (см. ГОСТ 28250-89), в качестве полистирола и бисфенола марки А (дифенилолпропан технический, см. ГОСТ 12138-86).

Приготовление модельной композиции происходит следующим образом. В смеситель загружают расчетное количество парафина, красителя и доводят до полного расплавления, далее загружают в расплав поочередно расчетное количество полиэтиленового воска, севилена и смолы углеводородной алифатической, доводят до полного расплавления указанных компонентов и нагревают расплав от 120°C до 130°C при постоянном перемешивании. Далее в расплав вводят поочередно расчетное количество фталиевой (терефталиевой) кислоты, полистирола или бисфенола. Прессование моделей готовой композиции производят при температуре от 65°C-87°С в зависимости от конфигурации и сложности детали.

1. Композиция для изготовления выплавляемых моделей, содержащая твердый углеводород, и/или воск в количестве 0,1-80 мас.% , и/или полимер с температурой плавления до 300°С в количестве 0,05-30 мас.%, углеводородную смолу в количестве до 80 мас.% и фталевые кислоты в количестве до 70 мас.%, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит краситель в количестве до 1,5 мас.% и полистирол в количестве до 70 мас.% или бисфенол в количестве до 70 мас.%.

2. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что краситель используют в виде гранул или порошка.

3. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что бисфенол используют в виде порошка с удельной поверхностью более 700 см2/г.

4. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что полистирол используют в дробленом или размолотом виде с минимальным удельным весом 1,06-1,12 г/см3.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области литейного производства. Модель изготавливают из пенополистирола, затем на ее поверхности посредством фиксирующих элементов устанавливают подложку, изготовленную из металлического материала.

Изобретение относится к литью под давлением детали, в частности выплавляемой модели. Оснастка содержит два блока(4, 21), в которых выполнены полости (5, 22), форма которых после совмещения блоков (4, 21) соответствует форме отливаемой детали (26).

Изобретение относится к литейному производству. Устройство содержит массив формующих элементов, неподвижную плиту, средства фиксации формующих элементов в заданных формируемой поверхностью положениях и подвижную плиту.

Изобретение относится к литейному производству. Восковая модель (50) кольцевого лопаточного узла статора турбомашины содержит радиально внутренний (52) и радиально внешний (54) коаксиальные экраны, соединенные друг с другом лопатками (56), из которых по меньшей мере одна лопатка (58) имеет внутреннюю полость.

Изобретение относится к области литейного производства. Устройство содержит нижнюю плиту, металлическую форму, механизм закрытия и раскрытия форм, стержень для получения полости в модели, механизм подъема стержня с моделью, печь для литья под низким давлением, трубу-литник для заливки модельного состава из печи, пневмоприводы полуформ с цилиндрами.
Изобретение относится к литейному производству. .
Изобретение относится к литейному производству. .

Изобретение относится к литейному производству, в частности к изготовлению разовых пенополистироловых моделей, применяющихся при литье по газифицируемым моделям.

Изобретение относится к литью под давлением деталей, в частности восковой модели. Устройство содержит два блока с полостями, форма которых, после наложения блоков один на другой, соответствует форме отливаемой детали (25). В полости 6 блока установлен стержень 10, определяющий форму контура охлаждения отливаемой детали. Нижний блок (4) снабжен средствами позиционирования стержня 10 в виде опорных поверхностей (8, 9) и прижимными винтами (13, 14), ввинченными в резьбовые отверстия блока (4.) Прижимные винты удерживают стержень в положении напротив опорных поверхностей (8, 9). Усилие, прикладываемое к стержню винтами, ограничивается средством, расположенным между головкой и резьбовой частью прижимного винта. Достигается исключение разрушения и перемещения стержня. 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к литейному производству, в частности к литью металлов по газифицируемым моделям. Способ включает нанесение на гранулы окончательно вспененного пенополистирола легирующих добавок. На поверхность гранул наносят клеящее вещество, не образующее при температуре заливки металла вредных выбросов, а затем порошкообразный легирующий состав при непрерывном перемешивании гранул. Легирующий состав может содержать порошок одного элемента или нескольких. При необходимости легирующий состав на гранулы пенополистирола наносят несколько раз. Обеспечивается снижение загазованности производства модельного материала и литья при экономном использовании легирующих веществ и получение качественных легированных изделий. 3 з.п. ф-лы, 6 ил., 3 пр.
Изобретение относится к литейному производству. Способ изготовления моделей из пенополистирола включает установку в пресс-форму по меньшей мере одного элемента, улучшающего механические свойства отливки и фиксируемого в модели, засыпку гранул пенополистирола и вспенивание гранул в пресс-форме. Пресс-форму заполняют послойно предварительно вспененными гранулами пенополистирола, а сверху каждого слоя устанавливают по меньшей мере один фиксируемый элемент, улучшающий механические свойства отливки. На поверхность по меньшей мере одного фиксируемого элемента, улучшающего механические свойства отливки предварительно наносят легирующие элементы или соединения. Обеспечивается фиксация элемента, улучшающего механические свойства отливки в требуемых участках модели, в зависимости от требований, предъявляемых к отливкам. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 пр.

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано, в частности, для изготовления водорастворимых стержней для литья шликеров на основе Al2O3. Материал содержит, мас.%: хлорид натрия 17÷12, калий йодистый 15÷16, натрий азотнокислый 14÷11 и нитрат аммония 54÷62. Обеспечивается повышение качества отливок из керамического шликера. 2 табл., 3 пр.

Изобретение может быть использовано в машиностроении. Способ включает дозирование порошка модельного материала фракции 0,1-2,5 мм в пресс-форму в количестве, обеспечивающем получение моделей с пористостью 1-12%, прессование в вакууме 80-98 кПа модельного материала в пресс-форме без предварительного подогрева посредством совмещения поверхностей разъемов пресс-формы со скоростью 0,2-1 мм/с. По завершении прессования пресс-форму выдерживают в нагруженном состоянии не менее 1-10 минут. Обеспечивается равномерное распределение плотности в выплавляемой модели, устранение упругого отклика материала, из которого она состоит. 1 ил.

Изобретение относится к области литейного производства. Способ включает внедрение в предварительно вспененные гранулы пенополистирола частиц модификатора или легирующих добавок, которые ускоряются до скорости выше 0,5 м/с. Для ускорение частиц применяется поток газа, который подают импульсно или непрерывно. Предварительно вспененные гранулы пенополистирола размещают в коробе из сетки с размерами ячейки от 0,4 до 0,7 от среднего размера гранул, а сам короб наполняется на 0,5-0,9 объема. Обеспечивается повышение качества отливок за счет равномерного распределения модификаторов и легирующих добавок в модели. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 пр.

Изобретение относится к области литейного производства. Способ включает внедрение в предварительно вспененные гранулы пенополистирола частиц модификатора и легирующих добавок и спекание из них газифицируемых моделей. Модификаторы и легирующие добавки в виде микро- и наночастиц измельчаются и внедряются вовнутрь предварительно вспененных гранул пенополистирола путем воздействия на эти частицы ударной волны электрического разряда. Обеспечивается более равномерное распределение модификаторов и легирующих добавок в газифицируемой модели отливки и, как следствие, повышение качества модифицирования и легирования металла отливки. 3 з.п. ф-лы, 2 ил., 4 пр.

Изобретение относится к области литья и, в частности, к модели (12) для литья по разовой модели, выполненной в форме лопатки газотурбинного двигателя с хвостовиком (15) и пером (14) с обеих сторон полки (20), которая перпендикулярна основной оси лопатки. Перо лопатки (14) имеет внутреннюю поверхность (17), спинку (16), входную кромку (18) и выходную кромку (19). Модель (12) также включает расширительную полосу (21), смежную выходной кромке (19), и огнеупорный стержень (21), заделанный в модель (12), и имеющий как на корыте (17), так и на спинке (16) соответствующую выровненную лакированную поверхность (31) между выходной кромкой (19) и расширительной полосой (21). Перегородка (24) продолжается между полкой (20) и указанной расширительной полосой (21) и имеет свободную кромку (25) между ними. Изобретение также относится к способу изготовления оболочковой формы из модели (12) и способу литья с использованием оболочковой формы. В результате обеспечивается устранение образования зерен на пересечениях выходной кромки или расширительной полосой с полкой лопатки газотурбинного двигателя. 4 н. и 7 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области литья, а более конкретно к оболочковой форме, а также к способам изготовления и использования такой оболочковой формы. Оболочковая форма содержит центральный цилиндр, формовочные полости, расположенные в узле вокруг центрального цилиндра, и по меньшей мере один теплозащитный экран, выполненный перпендикулярно упомянутой главной оси. Центральный цилиндр продолжается вдоль главной оси между разливочной чашей и основанием. Каждая формовочная полость соединена с разливочной чашей по меньшей мере одним подающим каналом, а также посредством литника-селектора со стартером в основании. По меньшей мере один теплозащитный экран полностью окружает каждую упомянутую формовочную полость в плоскости, которая является, по существу, перпендикулярной упомянутой главной оси. В результате обеспечивается направленная кристаллизация расплавленного металла в формовочных полостях оболочковой формы. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл.

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для литья лопаток и других деталей ГТД сложной конфигурации. Композиция для изготовления выплавляемых моделей содержит, мас.: твердый углеводород, иили воск - 0,1-80, иили полимер с температурой плавления до 300°C - 0,05-30, углеводородную смолу - до 80, фталевые кислоты - до 70, краситель - до 1,5 и полистирол или бисфенол - до 70. Обеспечивается повышение прочности, твердости, трещиностойкости и теплоустойчивости, снижение зольности, улучшение качества поверхности моделей и контроль выявляемости дефектов на изделии. 3 з.п. ф-лы, 2 табл.

Наверх