Способ химической очистки отливок от керамики и устройство для его осуществления

 

1. Способ химической очистки отливок от керамики, включающий выдержку их в расплаве с одновременным контролем за ходом процесса растворения керамики, отличающ и йс я тем, что, с целью повышения чества очистки и произврдительности оборудования, до загрузки отливок регистрируют фоновый шум в расплавб, после чего погружают отливки, вьщерживают их в расплаве и извлекают по истечениивремени снижения уровня шума до первоначального фонового начения. 2. Устройство для химической очистки отливок от керамики, содержащее ванну с расплавом и регистрирующий прибор для контроля за ходом процес са растворения керамики, о т л и ч а , ю щ е. е с я тем, .что, с целью повышения качества o шcтки и производи .тельности оборудования, оно снабжено датчиком уровня шума, установлен (Л ным в ванне.с расплавом, соединенным с регистрирующим прибором и заключенным в чехол,, не связанный с ним механически , имеющий форму цилиндрического стакана из.-стальной или никелевой проволоки, а сам датчик выполнен в виде стержня из коррозионно-стойкого материала с присоединенным перt d пендикулярно его торцу диском из го же материала, причем диаметр дис (;о ка относится к его толщине как

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

С 23 G 1/28 (21) 3634573/22-02 (22) 16.08.83 (46) 07.12.84,Бюл. 9 45 (72) О.Г.Зарубицкий, В.А.Марченко, В.К.Доценко, Ю.В.Польгуев, Б.Ф.Дмитрук и О.К.Севрук (71) Институт общей и неорганической химии AH Украинской ССР и Алтайский научно-исследовательский инсти. тут технологии машиностроения . .(53) 620.794.424(088.8) (56) 1. Литье по выплавляемым моделям. Монография.йод ред Шкленник Я,И. и Озеров В.А. "Машиностроение", 1971 с. 317-318.

2. "Литейное производство", 1970, -Фб, c. 43, 3. Авторское свидетельство СССР

У 348639, кл; С 23 G 1/28, 1970. (54) СПОСОБ ХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ОТЛИВОК ОТ КЕРАМИКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ., (57) 1. Способ химической очистки отливок от керамики, включающий выдержку их в расплаве с одновременным контролем за ходом процесса раство рения керамики, о т л и ч а ю щ и й" с я тем, что, с целью повышения ка..Я0„„.1127917 . А чества очистки и производительности оборудования, до загрузки отливок регистрируют фоновый шум в расплаве, после. чего погружают отливки, выдерживают их в расплаве и извлекают по истечении: времени снижения уровня шума до первоначального фонового значения.

2. Устройство для химической очистки отливок от керамики, содержащее ванну с расплавом и регистрирующий прибор для контроля за ходом процес-.. са растворения керамики, о т л и ч а, ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества очистки и производи.тельности оборудования, оно снабжено датчиком уровня шума, установленным в ванне.с расплавом, соединенным с регистрирующим прибором и заключен- ным в чехол, не связанный с ним механически, имеющий форму цилиндричес.д кого стакана из. стальной или никелевой проволоки, а сам датчик выполнен

Мй в виде стержня из коррозионно-стоикого материала с присоединенным перпендикулярно его торцу диском из то" К) го же материала, причем диаметр дис- ) ка относится к его толщине как с© (4-9): 1. laaeL

f 11.27

Изобретение относится к обработке металлов немеханическими способами и может быть использовано для очистки . точных отливок от остатков керамической формы в расплаве, например, щелочи или карбоната.

Известен способ химической очистки отливок в щелочном расплавепри температуре около 500 С, основанный на реакции взаимодействия ке- 10 рамики с гидроксидом(1).

В этом способе выдержку отливок в расплаве производят по заранее заданному режиму.

Скорость удаления керамики с по верхности отливок в расплаве щелочи может изменяться в широких пределах, так как зависит от таких факторов, как тип,детали, ее положение, в расплаве, количество керамики на отливке, степень загущения расплава керамикой, колебания температуры расплава и др.

В связи с этим, время выдержки обычно.. завьппают,, ориентируясь на самый длительный режим, гарантирующий очистку отливок. .Завышение выдержки приводит к снижению производительности оборудования, а также коррозии и обезуглероживанию поверхности отливок. 30

Известен также способ очистки, -.л включающий выдержку отливок в расплаве кальцинированной соды с одновремен. ным контролем за ходом процесса раст-. ворения керамики.

Контроль за ходом и завершением процесса очистки осуществляется путем визуального наблюдения за интенсивностью выделения пузырьков уг" лекислого газа из расплава, прекра-.щение выделения газа из расплава сви,".

:детельствует о завершении процесса растворения керамики(2 ).

Однако в данном способе визуальный контроль является неточным, так как зависит от наблюдательности оператора, которая к тому же ограничена тяжелыми и сложными условиями наблюдения (высокая температура поверхности расплава, наличие его ис.парения, отвлечения на выполнение других операций технологии).

Кроме того, визуальный контроль приемлем лишь при соблюдении определенных условий:если в ходе реак- 55 ции с расплавом не происходит разрушение остатков керамической форм а на куски, .отделение их и выпаде17 3 ние на дно ванны, а также если расплав не загрязнен силикатами и окислами металлов, в первую .очередь окислами железа. В последнем случае наряду с основной реакцией идут вторичные реакции силикатов и,окислов с карбонатом, которые также сопровождаются выделением углекислого газа.

1"роме того, в загушенных силикатами расплавах на поверхности образуется пена, устойчивая в течение времени..

Перечисленные недостатки известного способа приводят либо к преждевременной выгрузке деталей, что сказывается на качестве удаления керамики, либо к передержке отливок в расплаве, в результате чего воз;.ожны, как это отмечено ранее, различные поверхностные дефекты личных изделий и снижается производительность оборудования.

Наиболее близким к изобретению является устройство для электрохимической очистки, содержащее электро— ванну с расплавом и регистрирующий прибор для контроля за ходом процесса растворения керамики(3 ).

Известное устройство позволяет осуществлять только лишь электрохимическую очистку среднего и крупного стального и чугунного литья в щелоч- ных расплавах и непригодно для чисто химической очистки точных отливок от керамики, в т.ч. из цветных металлов, включая как щелочные, так и карбонатные расплавы, так как его работа основана на деполяризационном эффекте, возникающем только при электрохимической очистке отливок из черных сплавов в щелочных расплавах.

Целью изобретения является повышение качества очистки отливок и производительности оборудования.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу химической очистки отливок от керамики, включающему выдержку их в расплаве с одновременным контролем за ходом процесса. растворения керамики, до загрузки отливок регистрируют фоновый шум в расплаве, после aего погружают отливки, выдерживают их в расплаве и извлекают по истечении времени снижения уровня .шума до первоначального фонового значения.

3 112

1(роме того, устройство для химт ческой очистки отливок от керамики, содержащее ванну-с расплавом и регистрирующий прибор для контроля за ходом процесса растворения ке.. рамики, снабжено датчиком уровня шума, установленным в ванне с расплавом,.соединенным с регистрирующим прибором и заключенным в чехол, не связанный с ним механически, имею- 10 щий форму цилиндрического стакана из стальной или никелевой проволоки,а сам датчик выполнен в виде стержня из коррозионно-стойкого материала с присоединенным перпендикулярно

его торцу диском из .того же материала, причем диаметр диска-относится к его толщине как (4-9):1.

Шум, возникающий в процессе растворения кремнезема керамики, обуслов- 20 лен протеканием химических и кристаллохимических превращений на отливке и возникает именно в момент этих превращений за счет образования но вой газообразной формы (СО или Н О);д и нового соединения (Na2SiO )

На СО + 5 0 -ИИ 5103+СО

2МаоН+5102- Ма2ЯО, + Н20 ,>

Акустическую эмиссию постоянно соз- >0 дают в ванне также другие процессы (коррозия корпуса ванны, вторичные химические реакции). Именно поэтому необходимо первоначальчо определить уровень шума до погружения отливок 35 в расплав.

Наилучшим материалом для изготовления датчика является цирконий.

В отличие от других металлов цирконий практически не корродирует в ще- 40 лочных .и карбонатных расплавах, благодаря образованию íà его поверхности тонкой пассивной пленки окисла.

Сетчатый чехол предохраняет датчик от осаждения на нем.пузырьков газа, 45 твердых возвешенных частиц, механи-. ческого воздействия их на датчик, иключает образование шлама на нем. . За счет этого существенно улучшается добротность датчика, уменьшается 50 искажение шумового сигнала, улучшаются эксплуатационные характеристики датчика.:

Момент завершения реакции керамики с расплавом фиксируется точно,. $5 если отношение диаметра циркониевого диска(Э) к его толщине ($) удовлетворяет условию 4 (Р/Ф 4 9. При

7917 4 несоблюдении указанного соотношения усиливается чувствительность датчика:к паразитическим шумам. Так, если 9/п < 4, то существенно возрастает восприимчивость датчика к шумам вторичных химических реакций, если f)/1» 9, то на сигнал основного реакционного шума периодически на"

l кладывается искажения, за счет возникновения микровибрации краев диска.

Протяженный стержень датчика обеспечивает передачу акустических колебаний измерительному прибору без заметного затухания амплитуды при диаметре 3-6 мм.

На чертеже представлена схема для осуществления предложенного способа очистки.

Удаление керамики с отливок осуI ществляют в карбонатном расплаве при 910+10 С. Состав расплава, мас.X:

Na CO3 89; KCI 10; NaF 1. исходные компоненты засыпают в ранну 1. После расплавления смеси и установления рабочей температуры в расплав 2 помещают вначале сетчатый чехол 3, затем в него вводят,датчик 4 из циркония и замеряют фоновый уровень шума в расплаве.

Для измерения уровня шума стержень датчика 4 жестко соединяют с магнитодинамическим устройством 5, а электрические сигналы, возникающие в нем, подаются на усилитель 6 и после усиления и выпрямления на выпрямителе 7 регистрируются самопишущим электронным потенциометром 8 т типа КСП-4. Затем в расплав.погружают отливку 9 с керамикой и регистрируют изменение уровня шума во времени. После достижения уровня шума первоначального фонового значения отливку извлекают из расплава, остужают на,воздухе и после промывки водой осуществляют визуальный контроль иа полноту удаления керамики. В каждом опыте используют идентичную отливку массой 65 г. При этом на отливке содержится около 9 г керамики.

В качестве магнитодинамического устройства 5 в схеме для измерения акустического сигнала используют электродинамик марки 0,1 ГД-6.

Возможно использование электродинамика другой марки либо пьезокерамического датчика на основе пластины ЦТС-19.! 127917

Сетчатый. чехол 3, представляющий . собой по форме цилиндрический стакан

as никелевой.или стальной сетки, устанавливается на глубину 10-20 см от уровня расплава. Его размеры по 5 диаметру на 2-4 ем больше диаметра диска датчика. Чехол крепится независимо от, датчика с помощью жесткой Стальной пластины 10, изогнутой вверху под углом 90 .и толта 11 к фланцу ванны либо корпусу передачи.

Пример .1. Параметры диска датчика, мм: Д вЂ” 32, Ь- 5. Уровень шума в расалаве до погружения отливки соответствует 1,5;.tttÓ . После погруже-t> иия отливки в расплав уровень шума вначале резко возрастает в течение первой минуты до 32 . ъЧ, затем на 2-4 мин снижается до 9 тЧ и практически сохраняет зто значение 2О для истечения 11-ой минуты. На 12-ой минуте начинается заметное. снижение напряжения электрического сигнала.

Когда был достигнут фоновый уровень шума (15-я минута, 1,бтЧ 1,. отливку извлекают из расплава. ПослЕ отмывки остатков расплава визуально установлено, что отливка очищейа качественно.

6 р и м е р 2.. Используют тот же ЗО датчик, что в первом случае. Уровень шума в расплаве до погружения отливки 1,5tttV . После погружения отливки в расплав фиксируют изменение уровня шума во времени. На 13-ой минуте, когда уровень шума в расплаве состав ляет 4,6tnV,.т.е. еще не достиг фонового значения, отливку для. контроля извлекают. Визуальным осмотром установлено наличие остатков керамики 4р в полости отл.явки. После повторной обработки с нее удалено 0,72 r керамики.

Пример 3. Параметры диска датчика, мм: 9 - 36, b — - 4. Уровень шума s расплаве до погружения отлив ки 2ф0,4tttf . ПослЬ погружения отливки в расплаве изменение интенсивности шумового сигнала аналогично примеру 1. Характерно некоторое искажение сигнала: периодические осцилляции фонового сигнала и сигнала реакционного шума. Обработку отливки завершают на 18-ой минуте. Остатков керамики на отливке не обнаружено.

Пример 4. Параметры диска датчика, мм: 3 — 32, Ъ - 8. Уровень шума в расплаве до погружения отливки 2,6;>V, т.е. выше, чем в примерах 1 и 3 ° Фиксируя изменение уровня шума при выдержке отливки в расплаве,, обработку завершают на 16-ой минуте при значении 3,0 tnV . Визуальным контролем установлено, что очистка произведена качественно.

Предлагаемые способ и устройство позволяют точно определять момент завершения очистки точных отливок от керамики химическим методом, за счет чего улучшается качество очистки литья,.

Исключается передержка отливок в расплаве, вследствие чего уменьшается коррозия и вытравлнвание легирующих компонентов с поверхностного слоя металла.

Увеличивается производительность оборудования, так как исключается недодержка и передержка отливок в расплаве.

1127917

Составитель В.Зтинген

Техред N.Kóçúìà Корректор.Н.Король

Редактор Г.Волкова

Заказ 8988/20

Тираж 899 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ химической очистки отливок от керамики и устройство для его осуществления Способ химической очистки отливок от керамики и устройство для его осуществления Способ химической очистки отливок от керамики и устройство для его осуществления Способ химической очистки отливок от керамики и устройство для его осуществления Способ химической очистки отливок от керамики и устройство для его осуществления 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологическим процессам и устройствам для очистки поверхности изделий от следов свинцовых расплавов, остающихся на изделии после нанесения на них диффузионных покрытий, а также после использования свинцовых расплавов для термической обработки изделий
Изобретение относится к очистке деталей газотурбинных двигателей из никелевых жаропрочных сплавов и может быть использовано в авиадвигателестроении, энергетике и других областях техники, где используются ГТД, и при ремонте

Изобретение относится к очистке стальных изделий от следов свинцовых расплавов, остающихся на изделии после нанесения на них диффузионных покрытий

Изобретение относится к химической очистке металлов и сплавов

Изобретение относится к химической очистке алюминия в расплавах
Наверх