Способ получения изделий со сложной профильной поверхностью и состав для изготовления керамических штампов

 

Изобретение относится к металлургии. Преимущественные области его применения - обработка металла давлением в условиях изотермической штамповки и изготовление литья с целью использования керамических материалов взамен дорогостоящих высоколегированных сплавов, идущих на изготовление штамповой оснастки, и возможность получения отливок со сложной конфигурацией. Сущность способа состоит в следующем: получают изделие со сложной профильной поверхностью с керамическими формообразующими элементами путем установки заготовок в керамический штамп или укладку керамических формообразующих элементов в форму, модель, совместный нагрев, штамповку, заливку металла в керамическую форму и извлечение готового изделия при разрушении штампа или литейной формы, для чего воздействуют водой или ее парами без механического воздействия и термоударов. Для изготовления керамических штампов, керамических формообразующих элементов и керамических литейных форм используется состав, который включает высокоглиноземный цемент, оксид хрома, воду и дополнительно содержит разупрочняющую добавку - известняк (СаСОз- СаО + СОа) - СаО + -Ж20 Са(ОН)2 при Т 970°С при следующем соотношении компонентов: высокоглиноземистый цемент 66,1-71,0, вода 13,5-14,1, оксид хрома 0,6-0.8, известняк 14,2-19,8. Использование предложенного состава керамики с разупрочняющей добавкой позволяет удалить керамику повышенной конструкционной прочности из штамповых и литейных заготовок без использования дополнительных средств разрушения при воздействии на нее водой или ее парами, 2 с.п.ф-лы, 1 табл. 00 к XI со о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ6ЛИК (Я)5 В 22 С 9/00 1/18

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

4Ж@ЮНЦ

ПМТЕЯТНО- ТЕХМдЧЦ;ЦУ

БИЬЛИОТЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4767909/02 (22) 27,09.89 (46) 15.07.93, Бюл. N. 26 (71) Организация Гермес", Конструкторское бюро машиностроения, Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) P.È.ßáëî÷êèíý, А,А,Домарацкий ;В.И.Бухмастов, S.È JIëàòóíoâ и Г.С.Семеняк (56) Авторское свидетельство СССР

М 1174141, кл. В 21 J 5 /00, 1983.

Отчет ЧПИ М 018.700.532.8 по теме "Ис, следование и опробование керамических материалов с целью замены штамповой стали и жаропрочных сплавов, применяемых для горячей обьемной штамповки", 1988. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ СО

СЛОЖНОЙ ПРОФИЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ И СОСТАВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

КЕРАМИЧЕСКИХ ШТАМПОВ (57) Изобретение относится к металлургии.

Преимущественные области его применения — обработка металла давлением в условиях изотермической штамповки и изготовление литья с цел ью испол ьзова ния керамических материалов взамен дорогостоящих высоколегированных сплавов, идущих на изготовление штамповой оснастки, . и возможность получения отливок со сложной конфигурацией. Сущность способа состоит в следующем: получают изделие со

Изобретение относится к металлургии, преимущественно к обработке металла давлением в условиях изотермической штамповки и в изготовлении литья..

Цепь изобретения — сокращение цикла изготовления иэделий за счет разупрочнения керамических штампов, формообразующих элементов и форм без приложения

„, Я3 „„1827316 А1 сложной профильной поверхностью с керамическими формообразующими элементами путем установки заготовок в керамический штамп или укладку керамических формообразующих элементов в форму, модель, совместный нагрев, штамповку, заливку металла в керамическую форму и извлечение готового изделия при разрушении штампа или литейной формы, для чего воздействуют водой или ее парами без механического воздействия и термоударов. Для изготовления керамических штампов, керамических формообразующих элементов и керамических литейных форм используется состав, который включает высокоглиноземный цемент, оксид хрома, воду и дополнительно содержит разупрочняющую добавку — известняк (СаСОэСаО + С02) CaO +

+Н20 = Са(ОН)2 и ри Т = 970 С и ри следующем соотношении компонентов: высокоглиноземистый цемент 66,1-71,0. вода

13,5-14,1, оксид хрома 0,6 — 0,8, известняк

14,2 — 19,8. Использование предложенного состава керамики с разупрочняющей добавкой позволяет удалить керамику повышенной конструкционной прочности иэ штамповых и литейных заготовок беэ использования дополнительных средств разрушения при воздействии на нее водой или ее парами, 2 с.п.ф-лы, 1 табл, механического воздействия или термоударов.

Сопоставительный анализ с прототи° пом позволяет сделать вывод, что для осуществления способа получения изделий с профильной поверхностью методом изотермической штамповки и литьем по выплавля.емым моделям с испол ьзпна ием

1827316

66,1-71,0

13,5-14,1

0,6-0,8

14,2 — 19,8

Температура обжига С

Соотношение компонентов

Состав керамики

Прочность при сжатии, МПа

Эффект разупрочне-. ния

Известный

/и рототип/

В Ц-81-83

В ода-15-17

Сгг Оз=0,5-1,5

С-3=0.5-1,5

В Ц-81-83

Вода-15-17

Сп Од=0,5-2,0

АХФ С=О,03-0.05

ВЦ=73,5

Вода — -14.5

950

До 250

Отсутствует

Известный

/прототип/

До 20

Более

80 высокопрочной жаростойкой керамики предложено вещество с новым компонентом — известняком, которое обжигается и подвергается воздействию воды или ее паров. 5

Данный состав компонентов придает керамике этого вида новые свойства при соответствующей обработке и позволяет в способе использования этого состава получить эффект разупрочнения керамики, Для экспериментальной проверки заявленного состава были подготовлены смеси ингредиентов, иэ которых несколько показали оптимальные результаты (см.таблицу).

В качестве основной составляющей брали высокоглиноземистый цемент марки

ВЦ-75, добавляли воду, окись хрома и новый компонент — известняк. Смеси брали с различными процентами содержания известняка — Са СОз (см.таблицу). Смеси получали простым смешиванием компонентов. Из 20 смеси изготавливали образцы в пресс-формах методом прессования. Образцы матрицы использовали для получения штампованных заготовок с профильной поверхностью из алюминиевого сплава в усло- 25 виях изотермической штамповки, т,е. укладывали алюминиевую заготовку в керамическую матрицу, совместно нагревали, производили штамповку и извлекали готовое изделие из керамической матрицы, ко- 30 торая постепенно гидратировала на воздухе и свободно разрушалась, а для ускорения разрушения помещали матрицу с изделием в водную среду, разрушение происходило мгновенно(см.таблицу). Выбрано оптимальное соотношение нового компонента (см.таблицу).

Использование состава керамики по изобретению позволит решить сложную задачуудаления керамики повышенной конструкционной прочности из штамповых и 40 литых заготовок беэ использования специальных вибрационных, гидравлических или электроимпульсн ых установок. сократить время удаления керамических формообразующих элементов, повысить качество заготовок за счет предотвращения коробления при ударном воздействии. снизить обьем последующей слесарной обработки заготовок, Формула изобретения

1, Способ получения изделий со сложной профильной поверхностью с керамическими формообразующими элементами, включающий установку заготовок в керамический штамп или укладку керамических формообразующих элементов в модель, совместный нагрев, штамповку заготовок или заливку металла в. керамическую форму и извлечение готового изделия при разрушении штампа или литейной формы, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью сокращения цикла изготовления изделий за счет разупрочнения керамических штампов, формообразующих элементов и форм беэ приложения механического воздействия или термоударов, разрушение керамического материала осуществляют воздействием на него водой или ее парами.

2. Состав для изготовления керамических штампов керамических формообразующих элементов и керамических форм, включающий высокоглиноземистый цемент, воду, оксид хрома, о т л и ч а ю. щ и йс я тем, что, с целью сокращения цикла изготовления иэделий за счет разупрочнения керамических штампов, формообразующих элементов и форм без приложения механического воздействия или термоударов, он дополнительно содержит известняк при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Высокоглиноземистый цемент

Вода

Оксид хрома

Известняк

182",3 16 1рпдолжение таблииь

Составитель P.ßáëo÷êèíà

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор И.Шмакова

Редактор

Заказ 2341 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

Примечание: из приведенных составов керамики исключен суперпластификатор С-3 за ненадобностью разжижения состава,