Способ нанесения пиролитического углерода на литейные керамические формы
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОП ИКАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 749538
{61) Дополнительное к В 22 С 3/00 Государственный комитет (2 5 ) П р и ори тет (53) УДК 621 744 .079: 62 1.7 4. .045 (088.8) по делам изобретений и открытий Опубликовано 23.07.80. Ьктллетень № 27 Дата опубликования описания 23.07.80 (72) Авторы изобретения A. С. Алешин, B. A. Дубровский, Н. А. Зеленин и Е. И. Сумин Пермский моторостроительный завоц имени Сверцлова ! (7!) Заявитель (54) СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПИРОЛИТИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА НА ЛИТЕЙНЬ5Е КЕРАМИЧЕСКИЕ ФОРМЬ1 Изобретение относится к литейному производству, а именно к способам нанесения пиролитического углерода на литейные, преимущественно неразъемные, керамические формы. Известен способ нанесения пиролити5 ческого углерода на литейные разъемные формы в "кипящем слое с графитовым наполнителем to Однако такой способ может быть использован только цля разъемных форм. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к прецлагаемому является способ нанесения, пиролитического углероца на литейные неразъемные формы, включающий их предварительный нагрев до 800-1300 С и диффузию углеродистого газа в емкости с принудительной его подачей в рабочую по- ур лость формы (2) . Однако при таком способе имеют место сажистые отложения на рабочей поверхности формы и нецостаточная равно- мерность распрецеления пироуглероца по . их толщине. Белью изобретения является уменьшение сажпстых отложений на рабочей поверхности форм и. улучшение равномерности распределения пироуглероца по их толщине. Это достигается тем, что обдув формы осуществляют газовой смесью состава, об.%: А рома тические углеводороды или их производные 20,0-65,0 Инертный газ 35,0-80,0 в течение 6-10 час в направлении от наружной к ее внутренним поверхностям. Принуцительный обдув газовой смеси осуществляют вентилятором (поток газа "закручивают ), при этом литниковые ow верстпя формы закрывают керамическими пробками. Параметры процесса пиролиза С ос тоя ни е пироуглеродного покрытия Класс углеводородов и его групповой состав содержание углерода в форме, sec.% расхоц инертного расход уг леводород ного газа, об.% температура, С время процесса, час газа, об.% II ар афи новы и углеводород Пироуглерод на внутренней поверхности формы чер- 80 8 Алефиин — 10,218,8% ного цвета 2э5 60 8 30 8 Внутри формы много сажи 2,3 Сн нитин С ме.сь Ароматический углевоцороа 1 6,456,3%! 1000-1050 20 80 8 Пироуглероц ня внутренней и наружной поверхностях форм черного нвета. Внутри форм алого сажи 1,45 Г!ар афи н 2 7 -6 9% Н афтены 16,7- 49,7% 60 8 30 8 2,0 3 74 Осаждение пироуглерода вепут цо .квозпого насыщения формы пироуглеропом не менее 3 вес.%. Йля сокрашения времени обработки форм их изготавливают пористыми и газопроницаемыми любыми известными спосс бами, например, добавлением органического вещества в огнеупорную суспензию. Н качестве ароматических углевоцорсцов применяют бензол, нафталин, в качест ве производных ароматических углеводоропов — толу on. Сущность способа заключается в следующем. Формы помещают в муфельную печь и нагревают по 900-1100 С. Затем туда подают в заданном соотношении условную смесь и с помощью вентилятора принудительно нагйетают закрученный газовый поток, омывающий формы снизу вверх по винтовой линии, Из газовой смеси, проникающей в поры стенок формы и далее в ее рабочую полость, осаждается пиролити ческий углерод в течение 6-10 час не менее 3,0 вес,%.Для исключения попада ния газового потока из полости печи, впутрь формы литникэвые отверстия перед сапкой форм в печь Мкрывают керамичес» кими пробками. После окончания насыщения формы пироуглероцом подачу газовой смеси прекра шают и после охлаждения печи вместе с формами до 500 С их извлекают пз печи и охлаждают на воздухе. Парафин-81,2- 1000-1050 20 89,8% 9538 4 При нанесении пиролитпческого углерода предлагаемым способом применяют ароматические углевоцороцы, у которых С:Н = 1. Применение этих углевопородов наиболее эффективно, так как они дают возможность осаждать пироуглероц высо» кой чистоты на,рабочей поверхности формы и наносить его в минимально короткое .время. Исходя из резко тормозящего влияния водорода на скорость осаждения пиролитического углероца, неэффективно применение углеводородов, у которых С:Н меньше 1. Концентрация арома тических углевоцо»I>, родов в составе газовой смеси не цолжна превышать некоторой, так называемой пороговой"концентрации, выше которой пироуглерод отлагается в виде сажи. В интервале температур 900-1100 С при применении их 20% процолжительность процесса обработки составляет 10-12 час, а при концентрации 65% наступает "пороговая концентрация", выше которой наряду с появлением сажистых отложений на рабочей поверхности форм возможна преждевременная закупорка пор формы, препяз» ствуюшая дальнейшей диффузии пиролитического углероца. Оптимальная температура процесса 1000- 1056 C,oïòèìà üíàÿ концентрация ароматических углеводородов 40-50%. Примеры получения пироуглероцного покрытия и его качества при применении различных углеводородов приведены ниже в таблице. 749538 Продолжение таблицы Класс угл и его гру сос тав П а р а ф и н о в ы е у г л е в о д о р о А ы CH — метан 1000-1050 20 80 8 1,2 1,6 С Н- — пропан д В 1,8 1,4 70 30 8 1,9 A роматический углеводород С Н вЂ” 100Ъ Cs Нь — 1009О Пироуглерод на внутренней и наружной поверхностиях светлого цвета. Сажи внутри формы нет 1000-1050 20 80 8 1000-1 050 40 60 8 3,0 4,8 30 8 Бензол A р о м а т и ч е с к и и у г л е в о д о р о д С<ОН 8 1009 1000 1050 20 80 8 3,6 5,2 40 60 8 70 30 8 Нафталин 7,1 З,О 20 80 4,2 40 60 70 30 Толу ол 5,1 — повышение прочности форм в 2-3 раза, что позволяет повысить надежность форм от разрушения при центробежной заливке и увеличить металлоемкость формы при литье по выплавляемым моделям. Формула изобретения Способ нанесения пиролитического углерода на литейные керамические формы, включаюший их предварительный нагрев D до 900-1100 С и принудительный обдув газовой смесью, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения сажистых отложений на рабочей поверхС Н 0 — бутан 1000-1050 40 Производные аромати- 1000-1050 ческого углеводорода СЬН10 Применение ароматических углеводородов эффективно как с точки зрения чистоты пиролитического углерода, так и вре-. мени обработки форм. Предлагаемый способ нанесения пироуглерода обесиечивае1: — полноту содержания пироуглерода на внутренней поверхности форм любой Геометрической сложности без образования сажистых отложений,. — повышение 1еилонроводности форм, что важно пля литья из титановых сплавов; 60 8 30 8 80 8 60 8 Пироуглерод на внутренней и наружной поверхностях форм черного цвета. Внутри имеются участки с сажистым покрытием Пироуглерод на внутренней поверхности форм светло — серого цвета. Сажи внутри форм нет Пироуглероп иа внутренней и наружной поверхностях форм светлзсерого цвета. Сажи внутри форм нет 7 ности формы и улучшения равномерности распределения пироуглерода по толщине формы, обдув формы осуществляют газовой смесью состава, об.%: Ароматические .углеводороды или их производные .20,0-65,0 Инертный газ 35,0-80,0 749538 8 в течение 6-10 час в направлении от наружной к ее внутренним поверхностям. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР _#_q 289867, кл. В 22 С 3/00, 1972. 2. Авторское свидетельство СССР l4 426741, кл. В 22 С 3/00, 1972. Составитель Н. Чапчиков Редактор М. Рогова Техред А. Шепанская Корректор С. Шекмар Заказ 4514/6 Тираж 889 Подписное UHHHIlH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент," г. Ужгород, ул. Проектная, 4
