Способ получения комбинированной формы для отливки сложных заготовок из титановых сплавов



Способ получения комбинированной формы для отливки сложных заготовок из титановых сплавов
Способ получения комбинированной формы для отливки сложных заготовок из титановых сплавов
Способ получения комбинированной формы для отливки сложных заготовок из титановых сплавов
Способ получения комбинированной формы для отливки сложных заготовок из титановых сплавов

 


Владельцы патента RU 2614480:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" (RU)

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для получения отливок, имеющих пространственно-сложные отверстия, из титановых сплавов. Механическим путем изготавливают основную графитовую форму, затем изготавливают пространственно сложный фрагмент формы путем нанесения на модель в виде сектора огнеупорной облицовки методом литья по выплавляемым моделям. Модель выращивают методом прототипирования. Полученный фрагмент закрепляют в графитовой форме. Обеспечивается повышение точности отверстий в крупногабаритных отливках. 5 ил., 1 пр.

 

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для получения комбинированных графитовых форм с керамическими вставками для крупногабаритных титановых отливок с пространственно-сложными отверстиями.

Известен способ получения форм с отверстиями сложной формы в крупногабаритной отливке с применением цельного стержня (патент РФ №1127148 А1, кл. В22С 9/10, В22С 1/16, 10.12.2005), который изготавливается методом спекания стержня-сырца, полученного запрессовкой в пресс-форму стержня.

Недостатками способа получения сложного отверстия в крупногабаритной отливке являются высокая трудоемкость и повышенная стоимость, с большим процентом брака при обжиге: коробление, слом, усадка и т.д.

Известен способ получения полости в отливках с применением составных керамических стержней (патент РФ №2090299 С1, кл. В22С 9/10, В22С 9/04, 20.09.1997), содержащий основной стержень и соединенные с ним министержни, в котором министержень выполнен в виде рамки с продольной перегородкой, которая с двух сторон соединена перемычками с продольными стенками рамки, при этом оси перемычек смещены друг относительно друга, а крепление основного стержня с министержнями фиксирует их по нормали к профильной части изделия.

Недостатками такого способа являются, во-первых, установка министержней и их соединение с основным внутренним стержнем являются трудоемкой операцией, учитывая малые размеры министержней и их большое количество в одной детали. Во-вторых, полученный стержень обладает невысокой точностью и прочностью.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ получения крупногабаритной отливки с внутренними полостями сложной конфигурации по выплавляемым моделям (патент РФ №2231414 С2, кл. В22С 9/04, 27.06.2004). В качестве огнеупорных материалов применяются дистенсиллиманит и электрокорунд. Основным материалом для связующего при облицовке является этилсиликат (представляющий собой смесь этиловых эфиров и поликремниевых кислот). Наносят облицовочные слои окунанием модели отливки в суспензию заданной вязкости. Распределению суспензии в отверстии способствует вращение модели на воздухе.

Недостатком такого способа является необходимость наличия внутренней полости большого диаметра и невозможность получения качественной облицовки в случаях протяженных, пространственно сложных отверстий.

Задача изобретения - снижение трудоемкости изготовления формы, повышение качества и точности отверстий в крупногабаритных отливках.

Технический результат - получение сложных форм размером до 350 мм цельным сектором с последующим соединением с механически полученной основной графитовой формой.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается способом получения комбинированной формы с пространственно-сложным отверстием в крупногабаритных отливках из титановых сплавов, согласно изобретению изготавливают основную форму из графита механическим путем, сложный фрагмент которой вырезают в виде сектора, и вместо него изготавливают керамическую форму, которую получают путем нанесения облицовки на модель, выращенную методом прототипирования, и собирают керамическую форму вместе с основной формой из графита.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 и на фиг. 2 изображен пример пространственно-сложного фрагмента модели отливки, на фиг. 3 и на фиг. 4 представлен способ получения фрагмента формы облицовкой модели в виде сектора, выращенной методом прототипирования. На фиг. 5 изображена модель графитовой формы со вставленным керамическим сектором, полученным облицовкой модели, выращенной методом прототипирования, и содержащим пространственно-сложное отверстие.

Пример конкретной реализации способа.

Механическим путем изготавливают графитовую форму, которая изображена на фиг. 5, состоящую из двух полуформ (поз. 6). В графитовой форме вырезают сектор, содержащий пространственно-сложное отверстие (фиг. 1, фиг. 2, поз. 1), так как это отверстие невозможно получить механическим путем. Модель отливки, относящаяся к вырезанному сектору, изготавливают отдельно методом прототипирования (фиг. 1, фиг. 2, поз. 2) - выращивают модель сектора, внутренняя полость которой соответствует внутренней полости отливки. Метод прототипирования заключается в послойном наращивании материала, из которого состоит модель, до образования единого целого - готового изделия, которое соответствует математической модели, представленной в CAD-формате [Кунву Ли, Основы САПР (CAD/CAM/CAE), СПб.: Питер, 2004].

По торцевым поверхностям модели прикрепляют защитные панели (фиг. 3, поз. 3) для предотвращения загрязнения этих поверхностей. Затем полученную конструкцию (фиг. 3) облицовывают огнеупорными материалами в 6-12 слоев методом, принятым для литья по выплавляемым моделям. В качестве огнеупорных материалов применяют дистенсиллиманит и электрокорунд. Основным материалом для связующего при облицовке является этилсиликат (представляющий смесь этиловых эфиров и поликремниевых кислот), который содержит 41±1% SiO2, 10-15% тетраэтоксилана и не более 0,5% HCl. Связующие свойства этилсиликат приобретает в процессе гидролиза. Гидролиз сопровождается поликонденсацией (объединение различных или одинаковых молекул в одну с образованием полимеров и выделением простейшего вещества). Гидролиз этилсиликата для получения связующих растворов проводят подкисленным раствором воды в спирте или ацетоне, так как этилсиликат и вода хорошо растворяются в них. Для ускорения реакции гидролиза применяют соляную кислоту. Слои наносят путем двукратного окунания модели в суспензию. Для получения качественной облицовки после каждого окунания модель необходимо вращать в течение 10…30 секунд. Это способствует равномерному распределению суспензии. Затем при Т≈600°C проводят обжиг, в результате которого модель (фиг. 4, поз 5) полностью выжигают. Защитные панели снимают. Форму в виде сектора (фиг. 4, фиг. 5, поз. 4), полученную таким путем, устанавливают в графитовую форму (фиг. 5, поз. 6). Крепление и установку фрагмента формы осуществляют с помощью огнеупорного состава.

Итак, заявляемое изобретение позволяет получить качественные и сложные фрагменты формы в крупногабаритных отливках любой сложности с пространственно-сложными отверстиями диаметром от 20 до 40 мм и протяженностью до 350 мм.

Способ получения комбинированной формы для крупногабаритных отливок с пространственно-сложным отверстием из титановых сплавов, включающий изготовление механическим путем основной формы из графита, изготовление пространственно сложного фрагмента формы путем нанесения огнеупорной облицовки методом литья по выплавляемым моделям на модель в виде сектора, выращенную методом прототипирования, и сборку фрагмента формы и основной графитовой формы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано для получения сложнопрофильных и тонкостенных отливок для авиационной техники и машиностроения.
Изобретение относится к области литейного производства. Способ включает нанесение на поверхность модели из пенополистирола легирующей композиции, которую готовят путем смешивания порошкообразной смеси с клеевым связующим, содержание которого не превышает 90% от массы порошкообразной смеси, при этом порошкообразная смесь имеет состав: 5÷80% мас.
Изобретение относится к области литейного производства. Способ включает нанесение на поверхность модели из пенополистирола легирующей композиции, которую готовят путем смешивания порошкообразной смеси с клеевым связующим, содержание которого не превышает 90% от массы порошкообразной смеси, при этом порошкообразная смесь имеет состав: 60÷90 мас.% титана и 40÷10 мас.% элементарного углерода.

Изобретение относится к литейному производству, а именно к получению отливок по удаляемым (выплавляемым, выжигаемым, газифицируемым) моделям. Способ включает послойное нанесение на модель оболочек путем погружения модели в суспензию из огнеупорного наполнителя и раствора связующего и последующей обсыпки зернистым материалом.
Изобретение может быть использовано для изготовления отливок способом литья по выплавляемым моделям. Состав содержит жидкую керамическую массу и керамический материал для обсыпки.

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано в авиационной технике и автомобилестроении. Способ литья включает сборку газифицируемых моделей отливки и элементов литниковой системы, при этом в газифицируемой модели литниковой системы создают полость, в которую засыпают наноструктурированный алмазный порошок (НАП), предварительно обработанный в поле электрического разряда напряженностью 800…1200 В/м.

Изобретение относится к литейному производству. Газифицируемую модель из пенополистирола с литниково-питающей системой, включающей прибыль, окрашивают противопригарной краской.

Изобретение относится к области литейного производства. Изготавливают форму из сыпучего огнеупорного магнитного материала в литейном корпусе с разовой моделью путем воздействия вакуума и электромагнитного поля для уплотнения материала.
Изобретение относится к литейному производству. Модельный блок послойно обмазывают керамической суспензией с последующей обсыпкой огнеупорным материалом и сушкой каждого слоя.
Наверх