Способ удаления модельного состава из многослойных оболочковых форм

Способ удаления модельного состава из многослойных оболочковых форм

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ УДАЛЕНИЯ МОДЕЛЬнаго СОСТАВА ИЗ МНОГОСЛОЙНЫХ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ, по« ченных по выплешяяемым моделям, путем вытопки моделей в воде при 96-89 С из погруженных в нее форм с последующей промьгакой потаенной оболспковой формы в растворе с той же температуре, что и для выплавле чя мооелвй , отличающийся тем, что с целью у1 чшения качества форм, сокращения времени прокалки и снижения беэвоэвраткых потерь моделыкнх состава , в качестве промывочного раствора

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИ)

РЕСПУБЛИН (19) (И) Э(50 В 22 С 7/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfA+I

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 3506 134/22-02 (22) 29. 10.82 (46) 30.04.84. Бюл. N 16 (72) Б.А. Кириевский, В.В. Чихачев, А.И. Приступа, li.Â. Шипулин и И.И. Илнев (71) Институт проблем литья АН УССР (53) 621.747.5:621.74.045 (088.8) (56) 1. Авторскм свидетельство СССР

М 501835 кл. В 22 С 9/04, 1974.

2. Авторское свидетельство НРБ

34 501835, кл. В 22 С 9/04, 1974.

3. Установка для выплавки блоков в горячей воде. — Рефераты научно-исследовательских и проектно-конструкторских работ, выполненных в 1964г.. по литейному проиэводству. M., НИИМАШ, 1965. (54) (57) СПОСОБ УДАЛЕНИЯ МОДЕЛЬНОГО СОСТАВА ИЗ МНОГОСЛОЙНЫХ

ОБОПОЧКОВЫХ ФОРМ, псащченных по выизввлиемым моделям, путаем вытопки моделей в воде при 96-99 С иэ погружвнных в нее форм с послвдукепей промывкой кащвй наученной оболочковой формы в горачем растворе с той же температурой, что и для вьвжвлегия моделей, о т и и ч а ю шийся тем, что с пелью улучшения качества форм, сокрашения времени прокалки и снижения бвэвоэвразных потерь модегъного состаsa, в качестве промывочного раствора испольэуют 1-3%-ный водный раствор сульфанолае

1 1088

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано в литейных цехах, где применяется технология литья по выплавляемым моделям.

Известны различные способы выплавления моделей из полостей керамических многослойных оболочек, позимиющне интенсифицировать процесс вытопки, повысить качество литья путем предвари- 0 тельной выдержки в жидкости, имеющей температуру 20-70 С и водородный покао затель (pH)=0,5 -3,0 (1)

Известен также способ выплавления модельного состава из оболочковых форм. !5 в воде, заключающийся в том, что в воду, имеющую температуру 86-99 С, погружают многослойные оболочковые формы, которые выдерживают литниковой чашей вниз до расплавления модель- 20 ного состава, после чего формы извлекают из воды P2)

Одним из основных недостатков данного способа является большой процент безвозвратных потерь модельного соста- zs ва (5-10 ). Так как форма находится в фиксированном положении, удаление части расплавленного модельного состава, нах>дящегося в "карманах" формы, невозможно. Кроме того, форма пропитывается модельной композицией на всю длину корки и удаление модельних остатков осуществляется только при высокотемпературной прокалке форм.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ удаления модельного состава из многослойных оболочковых форм, полученньм по выплавляемым моделям, путем вытопки моделей 4, о

С. в воде при 96-99 С из погруженных в нее форм с последующей промывкой каждой полученной оболочковой формы в горячем растворе с той же температурой, что и для выплавпения моделей $3) .

Известный способ ьтакже не обеспечивает полное удаление модельного состава из стенок обопочковой формы, для удаления которого требуется высокотемпературная прокалка форм, кроме того 50 имеет место большой процент безвоз-. вратных потерь модельного состава.

Бель изобретения — улучшение качества форм, сокращение времени прокалки и снижение потерь безвозвратных потерь ss модельного состава.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу удаления модель863 2 ного cocTrrarr из многослойных,б, oBblx форм> полученных по н мьж моделям путем вытопки моде„,й о в воде при 96-4Э9 С из погруженных в нее форм с последующей промывкой фор мы в горячем растворе с той же температурой, что и для .ыплавления моделей, в качестве промывочного раствора ис пользуют 1-3%-ный водный раствор султ Off >

Сульфанол является поверхностно-активным веществом (ПАВ), относящимся к классу алкиларилсужьфанолов.

В отличие от процесса расплавления при вытопке моделей растворение обеспечивает полную очистку как внешней, так и внутренней поверхности форм, а также ча тичное растворение модельной массы, проникающей в поры керамики.

При исследовании процессов расплавпения моделей в чистой воде и растворе сульфанола (ПАВ) отмечено, что при расплавлении модельной массы в чистой воде происходит постепенное оплавление модельной массы с отрывом значительно больших по обьему капель расплава от модели с последующим всплыванием капель на поверхность воды.

При растворении в водном растворе

ПАВ происходит постоянный отрыв мел кодисперсных частиц расплав,"=нного модельного состава и переход их во взвешенное состояние (эмульсию) ° При этом растворение модельной массы протекает интенсивнее расплавления в чистой воде.

При попадании сульфанола в воду происходит резкое снижение поверхностного натяжения вследствие того, что молекулы супьфанола, располагаясь на поверхности воды, напинают пвочн ю повеохностную "пленку" воды. Это происходит потому, что каждая молекула сульфанола состоит из длинной углеводородной цепи, имеющей гидрофобный характер (отталкивается от воды) и группы гидрофильного характера (притягивается к воде).

Еспп поверхность формы, загрязненную слоем модельной массы (жира), обработать раствором супьфанола, то его молекулы расположатся так, что на поверхности жировых капель будут находиться гидрофцпьные, а внутри капель гидрофобные части молекулы сульфонола. При дальнейшей обработке поверхности формы водой капельки жира с расположенными на них молекулами сульфанола будут легко смачиваться и образовывать эмульсии, которые легко удаляются с поверхности формы.

1088863

Полученные результаты проведенных экспериментов показали, что растворение модельной композиции в водном растворе ПАВ (сульфанола, СМС) в 1,22,0 раза превышает скорость расплавле- 5 ния s чистой воде.

Содержание чистого ПАВ (сульфанола) в растворе должно быть в пределах

13%, так как при концентрации его менее

1% не обеспечивается указанная скорость удаления модельных остатКов.

При содержании сульфанола более 3 происходит обильное пеновыделение.

Был опробован сульфанол или СМС ,(синтетическое моющее средство), в котором содержание чистого сульфанола может быть от 15 до 85%. Количество выбранного ПАВ определялось из расче« та оптимального сульфанола в водном растворе. Так, например, для получения водного 1,5 -ного раствора ПАВ при использовании CNC (15%-ного сульфанола). требуется 10% CNC, при использовании высококонцентрированного сульфанола (85%-ного сульфанола) его требуется 2%.

Длительность выдержки керамических форм в растворе ПАВ должна находиться в пределах 5-10 мин. При выдержке менее 5 мин не обеспечивается макси-- ЗР мальное растворение модельных остатков в карманах" и порах формы, В течение 10 мин происходит максимальное удаление модельных остатков и дальней- . шая выдержка неэффективна. 35

Модельные остатки, перешедшие в раствор ПАВ из полости формы при от стаивании раствора, отслаиваются. Та« ким образом, осуществляется возврат модельных остатков и безвозвратные по- 4р терн нри этом снижаются до минимума.

Модельные остатки полностью вымываются из "карманов" формы и только за счет внедрения их в поры керамики потери составляют 2-3%. 45

Уменьшение модельных остатков в полости формы с 5-10 до 2-3% при выплавлении моделей улучшает качество пОверхности Отливки, то связанО с 5р тем, что в модельных композициях, применяемых в литейных цехах точного литья, содержание золы достигается

0,25%. Поэтому удажние модельных ос-, татков способствует устранению зольных остатков в форме после прокалки, что способствует уменьшению шероховатости отливок, т.е. уцучшению ее качества.

Отсутствие модельных остатков в полости формы оказывает также большов влияние на длительность прокаливания керамических форм. В процессе прокалки внутри оболочки происходит выгорание модельных остатков в условии недостатка кислорода. Это приводит к неполному горению углеводородной смеси с образованием сажистого углерода. Высокая длительность нрокалки обусловлена необходимостью испарения сажи при высокой температуре (7 800 С) . Так как способ удаления модельных остатков снижает их содержание в форме то соотвественно уменьшается время выдержки форм в прокалочной печи. Особенно это эффективно при прокалке форм в сыпучем наполнителе, где длительность прокалки достигается 12-24 ч. По экспериментальным данным длительность прокалки снижается на ".50%.

Определяли скорости растворения модельных остатков при использовании растворов, содержащих следующее количество ПАВ: 83%, 37%, 18%, и для сравнения определяли скорость расплавления в кипящей воде. Концентрация водных растворов определялись из расчета

0,9, 1,5%, 3,0% ПАВ в растворе. Концентрация растворов на основе сульфанола (производство ФРГ - 83% ПАВ) составляла 1,1%, 1,8% и 3,6%, сульфанола (производство СССР - 37% ПАВ)2,4%, 4% и 10%, СМС (ПАВ 18%)

5,0%, 8,3% и 17 соответственно.

Полученные результаты пре дставлены в табл. 1.

Кроме того, исследовали влияние о работки форм водным раствором эмульга- тсров на изменение длительности прокалки блоков в сыпучем наполнителе. При этом определялось оптимальное время выдержки форм в печи для получения

100-ного выхода годных отливок.

Результаты представлены в табл. 1.

1088863

Кищпцая вода (базовый обьект) 0,063 5-10 900

12 О, 080 4.-6

10 О, 122 2-3

50,,130 2-3

12 0,066 4-7

10 0,075 3-5

5 0,083 3-5

0,065 4-7

0,074 3-5

0,083 3-5

0,9 12

1,5 10

3,0 5

Стира,пьное моюmee средство, 18% ПАВ

Как винно нз табл. 1, наибольшие результаты постигается при использовании высокопроцентного сульфаиола (ПАВ 83%) при вьшеркке блоков в вопном кипящем 1, 5-ном растворе ПАВ в течение 5

10 мин.

Таблипа2

2,0 0,12-0,14 5

Кипящий раствор коитайта

rIBTposa

О, 1 0,08-0,09 4

0,05-0,07

Водный кипящий 0,9

1,5 ною (производстве ФРГ, 83% 3,0

ПАВ) Водный кипящий 0,9 раствор су и Фан 1 5 аа (производство

СССР, 37% ПАВ) 3,0

Водный кипящий раствор су п фанола (83% ПАВ) е

Определяли скорость расплавления модельного состава при вытопке моделей в 2,0%-ном водном растворе сульфаноаь (содержащего 83% ПАВ), в

0,1%-ном растворе контакта Петрова и для сравнения в кишпцей воде. Реэужтаты испытаний приведены в табл. 2.

2%-нм и раствор 80 сульфано26,5-2 8 0,06 79,5 25-27 0,06,1%-ный раствор конт ак га 78

Ветрова

16-28 0,06 77,5 25-27 0,06

26-28 0,06 78,0 26-28 0,06

Выплавку модельной массы из керамических . блоков осуществлялн в вытопной ванне, располагая при этом блоки 3s лнтниковой чашей вверх, т.е. как практикуется на многих заводах (в приведенном нрототине вытапка модельной массы осуществляется при положении блоков лнтниковой чашей snns). с 4О

Определение скорости расплавления момодеш ной массы осуществляли по следуиеей методике. Изготовленные из модельной массы одинаковые образны цилиндрической формы, нагружали в кипящие 45

ЫЬдное раствори - 2,0%-ного сульфанола (содержащего 83% IIAB), 0,1%-ного контакта Петрова и для сравнения s чистую кипящую воду, В каждый кипящий раствор илн щи опускали новый образец и определялн время его полного расплавления. Посла этого, зная вес образца и время его расплавления, рассчитывали скорость расплавления модельной массы по формуле

Р

V= — )

Ь где Р - sec образца»

- время полного растворения.

Реализация изобретения позволит снизить безвозвратные потери модельная состава в 2,5 раза и снизить время прокаливания форм на 50%, что составит экономию 30 тыс. руб. в год.

Составитель, И. Куницкая

Редактор H. Стацишина Техред М.Тенер Корректор М.Шароши

Тираж 775 Подписное

ВБИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 2781/10

Филиал ППП Патент; л . Ужгород, ул. Проектная, 4

7 1088863 8

Испытания проводилнсь на модельном зинни по сравнению с 0,1%-ным расч составе P-3, мас. %: парафин 58, пере- вором контакта Петрова, что в конечном зин 25, буроугольный воск 12, кубовый итоге сокращает длительность вищавки. остаток термического крекинга парафи- При использовании обеих сред длн выщана5. ки отсутствует омыление модельного состава, что обеспечивает по июе восстанов

Как видно из табл. 2, 2,0-ный раст- . ление свойств модельного состава при вор сульфаноги обеспечивает повышенную неоднократном переплаве. Это подтвержскорость расплавления модельной компо- дают данные, нредставленные в табл. 3.

1b

Таблица 3