Способ получения комбинированной модельной композиции

 

Использование: литейное производство , в частности получение сложнопрофильных тонкостенных отливок в формах по выплавляемым моделям. Сущность изобретения: расплавляют восковую и кристаллическую составляющие модельной композиции, смешивают эти расплавы, нагревают смесь расплавов до температуры, превышающей не более чем на 10°С температуру плавления кристаллической составляющей композиции. Затем этот расплав подают на интенсивно охлаждаемую поверхность вращающегося барабана , при этом обеспечивается скорость охлаждения композиции 2-5° С/с. Полученный охлажденный слой композиции толщиной меньше 2 мм удаляют с поверхности барабана механическим способом и используют для изготовления выплавляемых моделей. 5 табл., 1 ил. СО с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ (21) 4732839/02 (22) 29.08.89 (46) 23.06.92. Бюл. № 23 (71) Пермское производственное обьединение "Моторостроитель" им.Я.М.Свердлова (72) Е.И.Сумин, В.А.Дубровский и В.В.Аппилинский (53) 621.74:62 1.,745.045 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 923715, кл, В 22 С 7/02, 1980.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1194566, кл, В 22 С 7/02, 1984, Литейное производство, 1971, ¹ 7, с.4.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1615972, кл, В 22 07/02. 20.05.88. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМБИНИРОВАННСЙ МОДЕЛЬНОЙ КОМПОЗИЦИИ

Изобретение относится к литейному производству, а именно к способам изготовления модельных композиций, применяемых в литье llo выплавляемым моделям, Известна композиция для изготовления сложных моделей, представляющая собой механическую смесь, включающая легкоплавкий пластификатор на основе парафина, буроугольного и торфяного восков и наполнитель из порошка декстрина, Недостатки этой композиции заключаются в том, что она не гарантирует полное удаление наполнителя-порошка декстрина при всех известных способах удаления мо.дельной массы из полости форм. Остатки декстрина могут быть причиной засорных дефектов, особенно для отливок сложной геометрии. Ы 1741962 А1 (si>s В 22 С 7/02, В 22 D 11 / 06 (57) Использование: литейное производство, в частности получение сложнопрофильных тонкостенных отливок в формах по выплавляемым моделям. Сущность изобретения: расплавляют восковую и кристаллическую составляющие модельной композиции, смешивают эти расплавы, нагревают смесь расплавов до температуры, превышающей не более чем на 10 С температуру плавления кристаллической составляющей композиции, 3атем этот расплав подают на интенсивно охлаждаемую поверхность вращающегося барабана, при этом обеспечивается скорость охлаждения композиции 2-50 C/с. Полученный охлажденный слой композиции толщиной меньше 2 мм удаляют с поверхности барабана механическим способом и используют для изготовления выплавляемых моделей, 5 табл„1 ил, Известна композиция для изготовления водорастворимых стержней и моделей. включающая мочевину, поливиниловый спирт и полиэтиленгликоль.

Данная композиция также не может быть использована для отливок сложной геометрии.

Известна также комбинированная модельная композиция, получение которой производится следующим образом. В термастат загружают в заданном соотношении воскообразные вещества (или готовую воскообразную массу) и кристаллическое вещество (карбамид), предварительно размолотый до зерен не более 0,2 мм, после нагрева смеси до 85-95 С модельную композицию перемешивают механическим путем, сливают в изложницы в виде брусков или в термастат с

1741962 температурой 80-95 С. Такая модельная композиция обеспечивает получение моделей лопаток с удовлетворительной чистотой поверхности. Однако практически невозможно уменьшить величину усадки моделей менее 0,5 При увеличении количества твердого наполнителя в композиции более

S0 она теряет свои технологические свойства: увеличивается шероховатость поверхности моделей и лопаток; ухудшаются условия формообразования моделей сложной геометрии; невозможно получить модели секционных (блочных) лопаток.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ получения композиции для изготовления сложнофасонных тонкостенных моделей, включающий расплавление восковой составляющей и введение в этот расплав технической мочевины также в расплавленном состоянии, перемешивание ингредиентов до образования состава однородной консистенции с последующим разливом его на охлаждаемую поверхность изложницы слоем 1 — 4 мм для получения готовой композиции в виде чешуек или пластин.

Однако известный способ не гарантирует стабильной толщины слоя затвердевшей композиции и, следовательно, строго гомогенного распределения дисперсных частиц твердого наполнителя (карбамида) по толщине слоя.

А отсутствие условий регулирования теплоотвода приводит к формированию в слое затвердевшей композиции частиц карбамида с различной величиной дисперсности и формой, и поэтому усадка моделей нестабильна.

Целью изобретения является улучшение качества модельной композиции за счет равномерного распределения кристаллического вещества после смешивания расплавов воскообразных и кристаллических веществ. указанная цель достигается тем, что согласно способу получения комбинированной модельной композиции для сложнофасонных тонкостенных отливок по выплавляемым моделям типа блоков сопловых аппаратов, включающему расплавление воскообразных и кристаллических веществ, их смешивание и интенсивное охлаждение композиции, осуществляют перегрев композиции на температуру не выше 10 С температуры плавления кристаллического вещества, а охлаждение композиции осуществляют путем ее намораживания на вращающуюся поверхность барабана, который погружают в расплав модельной композиции, при этом скорость ох5

55 лаждения композиции обеспечивают 2—

5 С/с.

Предлагаемый способ получения комбинированной модельной композиции реализуют следующим образом.

Готовую воскообразную модельную массу, например, ВИАМ-102В, состоящую из торфянного воска, буроугольного воска, парафина, триэтаноламина расплавляют при 100 С в одном из конверторов. В другом конверторе расплавляют кристаллическую модельную массу (например МПВС-2 с температурой плавления 125 С) или кристаллическое вещество (например карбамид).

Расплавы сливают через обогреваемую воронку в ванну-кристаллизатор, В расплав масс вводят технологические добавки, нагревают композицию до 135 С (в случае применения кристаллического вещества массы

МПВС-2), перемешивают с помощью крыльчатки в течение 5 мин. Затем в ванну с расплавом модельной композиции опускают водоохлаждаемый водой изнутри барабан и вращают его, при этом скорость охлаждения намораживаемой композиции обеспечивают 2-5 С/с. Настывшую на поверхность барабана модельную композицию снимают с помощью укрепленного на установке ножа, Толщина срезаемых пластинок и чешуек преимущественно равно 0,5 — 1,5 мм, Подготовку модельной композиции для запрессовки моделей производят в бачках с водяной "баней" при постоянном перемешивании до однородного пастообразного состояния с максимальной температурой нагрева не более 78 С.

Результаты по состоянию излома модельной композиции в зависимости от температуры перегрева и скорости охлаждения приведены в табл,1 и фиг.1, Кристаллическое вещество за счет оптимальных скоростей охлаждения кристаллизуется по всей толщине слоя композиции в виде кристаллов с дендритами первого и второго порядков. Промежутки между дендритами заполнены восковой составляющей.

Такой способ приготовления модельной композиции позволяет получать модели лопат к ГТД с малой и стабильной усадкой.

Возврат модельной композиции может использоваться многократно после его расплавления и повторной кристаллизации намораживанием.

В табл.2 приведены свойства переплавов модельной композиции предложенным способом, В табл.3 и 4 — свойства модельной композиции в сравнении с прототипом. В табл,4 — показатели по качеству моделей по геометрии в сравнении с прототипом.

1741962 аппаратов, включающий расплавление воскообразных и кристаллических веществ, их смешивание и интенсивное охлаждение композиции на охлаждающейся поверхно5 сти, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества модельной композиции за счет равномерного распределения кристаллического вещества после смешивания расплавов воскообразных и кристалличе10 ских веществ, осуществляют перегрев композиции на температуру не выше 10 С температуры плавления кристаллического вещества, а охлаждение композиции осуществляют путем ее намораживания на враща15 ющуюся поверхность барабана, который . погружают в расплав модельной композиции, при этом скорость охлаждения композиции обеспечивают 2-5ОС/с.

Таблица1

Состояние пластинок компози- ции в изломе

1; ! (Скорость охлаж- Толщина пластидения, С/с нок композиции, о мм

В ремя затвердевания кристаллической составляющей при одностороннем охлаждении, с

Температура перегрева композиции„С

2,0

5,0

5,0

2,0

1,5

1,5

5

Без прегрева

1,5

1,8

1,2

2,0

3,0

2,0

2,5

13

1,0

1,2

1,7

2,8

2,0

0,9

10

2,0

2,0

В табл.5 приведены показатели по качеству моделей по геометрии из модельных композиций предложенным способом в сравнении с известным.

Параметры установка для получения комбинированной модельной композиции:

Диаметр барабана, мм 800

Длина окружности барабана, мм 2200

Температура охлаждающей воды барабана, С 10 — 14

По сравнению с известным, предлагаемый пособ обеспечивает повышение качества модельной композиции, Формула изобретения

Способ получения комбинированной модельной композиции для сложнофасонных тонкостенных отливок по выплавляемым моделям типа блоков сопловых

Излом однородный, мелкокристаллический

1:

Излом неоднородный, имеют! ся крупные кристал, ы карба- мида

Излом неоднородный, имеются участки, с ликвацией крупные кристал- лы карбамида со ij стороны проти- воп. охлажден

Излом неоднородн. имеются уч. с ликвационным

1( разделенным во-; сковой и крист, составляющей, 1741962

Таблица2

Свойства переплавов

Количество возврата и кратность переплава возврата модельной массы при со е жании к исталлического ве ества 50

Свободная усадка, %

0,22

0,23

0,22

0,22

0,23

0,22

Таблица3

Тол ина чеш ек мо ельной компози ии, мм

Способ

3 — 4 до 1

Наличие крупных игольчатых кристаллов кристаллического вещества

Известный

Кристаллическое вещество в виде тонких де- Кристаллическое вендритов с осями — го и I1 — го г орядков щество с тонкими деПредлагаемый ндритами 1 — го порядка

Таблица4

"данные в прототипе отсутствуют

Свежая модельна масса, 100%

50% возврата, 50%. свежей модельной массы

100% возврата, 1-й переплав

100% возврата, 2 — и переплав

100% возврата, 5 — и переплав

100% возврата, 10 — и переплав

1741962

Таблица5

30

Составитель О.В.Голубев

Редактор В.Буренкова ТехредМ.Моргентал Корректор В.Гирняк

Заказ 2243 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101

Дендриты П-го порядка

Дендритн I-го порядка

Осно ная ось дендри та