Способ модифицирования отливок при литье по газифицированным моделям



Способ модифицирования отливок при литье по газифицированным моделям
Способ модифицирования отливок при литье по газифицированным моделям

 


Владельцы патента RU 2633806:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Курганский государственный университет" (RU)

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 получения литых изделий из металлов и сплавов, в частности к производству отливок по газифицируемым моделям.

Известен способ получения отливок по газифицируемым моделям, включающий изготовление моделей в пресс-форме, нанесение на них в виде пасты или пудры модифицирующих и легирующих поверхность изделия элементов, окраску моделей газопроницаемой антипригарной краской, сборку моделей и элементов литниково-питающей системы в блок, размещение блока в контейнере (опоке), засыпку его опорным материалом (например, сухим песком) и подведение к модели жидкого металла (RU 2391177 С2, В22С 3/00). Согласно этому способу литья возможно получать отливки с поверхностным легированным слоем, имеющим толщину в несколько миллиметров, но невозможно достичь модифицирования и легирования металла во всем объеме литой детали или некоторой ее части.

Известен также способ введения модификаторов и легирующих добавок при литье по газифицируемым моделям (RU 2427442 C1 В22С 7/02), при котором на предварительно вспененные гранулы пенополистирола наносят модификаторы или легирующие добавки в виде краски, а затем перемешивают окрашенные и неокрашенные гранулы для получения необходимого эффекта модифицирования или легирования. Затем предварительно вспененные гранулы спекают в пресс-формах для получения моделей.

Недостатком этого способа является то, что при его использовании не обеспечивается равномерное модифицирование металла, так как модификатор или легирующие добавки наносятся только на поверхность предварительно вспененных гранул пенополистирола, которые имеют вполне определенные размеры. При заливке металла и его затвердевании эффект модифицирования и легирования металла может не распространиться в глубь зерен, а краска с поверхности этих зерен пенополистирола может смываться потоком жидкого металла и выходить на поверхность из-за большой разницы в плотностях жидкого металла и связующих веществ краски. Эти недостатки в целом ряде случаев могут препятствовать равномерному распределению модификаторов или легирующих добавок в отливках.

Данный способ по совокупности признаков: изготовление изделия методом литья по газифицируемым моделям с введением в модель модифицирующих и легирующих добавок принят за прототип.

Задачей изобретения является повышение качества модифицирования и легирования металла отливки за счет достижения более равномерного распределения модификаторов и легирующих добавок в газифицируемой модели отливки из пенополистирола или других вспененных пластиков.

Поставленная задача решается тем, что в способе модифицирования и легирования металла отливок с использованием технологии литья по газифицируемым моделям, включающем предварительное вспенивание гранул пенополистирола и изготовление из них газифицируемых моделей отливок, модификаторы и легирующие добавки в виде микро- и наночастиц внедряются вовнутрь предварительно вспененных гранул пенополистирола путем разгона этих частиц до скоростей выше 0,50 м/с и соударением с гранулами.

Задача решается также тем, что предварительно вспененные гранулы располагают в коробе из сетки с ячейкой размером от 0,4 до 0,7 среднего диаметра гранул, при этом короб заполняется ими на 0,5-0,9 объема.

Задача решается также тем, что частицы модификатора или легирующих добавок ускоряются потоком газа, который подается импульсами или непрерывно.

Предложенный способ заключается в том, что движущиеся микро- и наночастицы при соударении проникают вовнутрь предварительно вспененных гранул пенополистирола (фиг. 1). После спекания газифицируемой модели отливки эти частицы оказываются внутри нее. При заполнении формы расплавом металла пенополистирол подвергается термодеструкции и выходит из полости модели, а частицы модификатора, плотность которых высока, попадают в жидкий металл, производя эффект модифицирования и легируя его.

Для ускорения частиц применяется поток газа, который разгоняет эти частицы до достаточной скорости и одновременно перемешивает гранулы пенополистирола (фиг. 2). Это создает условия для равномерного насыщения гранул пенополистирола частицами модификатора.

Размер ячеек сетки короба выбирается таким образом, чтобы гранулы пенополистирола не выпадали из него, но одновременно, чтобы основная часть частиц проникала вовнутрь короба.

Технический результат: получение отливок с модифицированием металла в форме с целью обеспечения возможности получать задаваемую структуру и достигать необходимые служебные свойства, например, повышенные прочностные характеристики путем применения модификаторов в виде микро- и наночастиц, обеспечивающих существенное измельчение структуры сплава во всем объеме детали или в отдельных ее частях.

Примеры конкретного исполнения.

Пример 1. Для изготовления отливки «Корпус» из стали 35ХМЛ ГОСТ 977-88 после предварительного вспенивания пенополистирола его поместили в ящик, стенки которого изготовлены из стальной сетки с ячейкой 1,0 мм. При этом толщина проволоки, из которой изготовлена сетка, составляет 0,1 мм. На ящик направили стальную трубку, к которой прикрепили конусообразную емкость с модификатором ФСМг197Ба3А6 крупностью до 3 мкм в виде порошка, а противоположный от ящика конец трубки соединили с источником сжатого воздуха. При подаче сжатого воздуха в направлении ящика с предварительно вспененным пенополистиролом он также начинает хаотически перемещеться и перемешиваться. Одновременно сжатый воздух захватывает своим давлением порошкообразный модификатор, который при этом разгоняется и внедряется вовнутрь гранул пенополистирола. Перемешивание гранул обеспечивает равномерное распределение модификатора в пенополистироле. Таким образом, пенополистирол насыщается модификатором. Когда количество модификатора достигает 6,0-10,0 мг на см3 пенополистирола, процесс останавливается. Затем из предварительно вспененного и насыщенного пенополистирола в пресс-форме спекают модель отливки. На нее наносят огнеупорное покрытие, сушат его и заформовывают модель в песок в специальной опоке, подведя к модели литниково-питающую систему. При подаче к модели отливки жидкого металла он подвергает пенополистирол термодеструкции, продукты которой уносятся системой отсоса. Модификатор при этом остается в жидком металле и, взаимодействуя с ним, производит его модифицирование. За счет эффекта модифицирования повышается на 20-40% жидкотекучесть стали, вследствие чего улучшается заполняемость формы и увеличиваются механические свойства металла отливки в 1,20-1,30 раза.

1. Способ модифицирования литых металлических изделий при литье по газифицируемым моделям, включающий предварительное вспенивание гранул пенополистирола и спекание из них газифицируемых моделей, отличающийся тем, что предварительно вспененные гранулы пенополистирола насыщают микро- и наночастицами модификаторов и легирующих добавок путем разгона частиц до скоростей выше 0,50 м/с и соударения их с гранулами с внедрением вовнутрь них.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что предварительно вспененные гранулы располагают в коробе из сетки с ячейкой размером от 0,4 до 0,7 от среднего диаметра гранул, на который направляют поток частиц модификатора и легирующих элементов, при этом короб заполняют гранулами на 0,5-0,9 объема.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что частицы модификатора или легирующих добавок ускоряют потоком газа, который подают импульсами или непрерывно.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для получения точных отливок из химически активных тугоплавких жаропрочных сплавов. Способ включает формирование на модельном блоке оболочки с использованием кремнезольного связующего, огнеупорного наполнителя и обсыпочного материала, сушку слоев оболочки, вытопку модельного состава и прокалку оболочки.

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для литья отливок из тугоплавких химически активных сплавов, в частности жаропрочных никелевых и титановых сплавов, сложнолегированных сталей в условиях вакуума.

Изобретение относится к часовой промышленности. Предлагается способ изготовления корпуса часов, в котором отливают внутреннюю часть корпуса, механически обрабатывают внутреннюю часть корпуса с получением двух канавок, для последующей фиксации в них декоративной вставки, изготавливают кокиль для отливки декоративной вставки, формирующий геометрию требуемого корпуса часов, причем частью формы кокиля является внутренняя часть корпуса, полученная раньше.
Изобретение относится к области литейного производства и может найти применение при получении точных отливок, в том числе лопаток ГТД. Способ включает приготовление огнеупорной суспензии, послойное формирование из нее огнеупорных слоев на модели, удаление модели, сушку керамической формы, ее пропитку, повторную сушку и обжиг.

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.

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 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.

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано, в частности, для изготовления водорастворимых стержней для литья шликеров на основе Al2O3.
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.

Изобретение относится к литейному производству, в частности к литью металлов по газифицируемым моделям. Способ включает нанесение на гранулы окончательно вспененного пенополистирола легирующих добавок.

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).

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.
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.
Наверх