Способ изготовления форм для литья по выплавляемым моделям

Способ изготовления форм для литья по выплавляемым моделям

Реферат

Изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано при изготовлении сложнопрофильных форм для отливок из углеродистых и нержавеющих сплавов.

Известен способ изготовления керамической формы по выплавляемым моделям, включающий послойное нанесение на модель суспензии пылевидного огнеупорного материала в связующем растворе и присыпку каждого слоя зернистым огнеупорным материалом, при этом по крайней мере один слой, начиная со второго, присыпают пористым зернистым материалом (А.с. СССР №759204, МКИ В22С 9/04, 30.08.80).

Недостатком является невысокая прочность формы.

Известен способ изготовления многослойной оболочковой формы по выплавляемым моделям, включающий последовательное нанесение на блок выплавляемых моделей слоев суспензии на этилосиликатном связующем и слоев, полученных на жидкостекольном связующем, обсыпку огнеупорным материалом каждого слоя, сушку слоев, при этом в качестве обсыпочного огнеупорного материала используют гранулированный шлак от производства ферросплавов зернистостью 0,5-6,0 мм и с содержанием в нем окиси магния 35,0-49,0 мас.%, при этом первый слой обсыпают гранулированным шлаком от производства ферросплавов зернистостью 0,5-0,7 мм, второй слой - шлаком зернистостью 0,7-1,1 мм, а третий и четвертый слои - шлаком зернистостью 1,3-6 мм (А.с СССР №1136883, МКИ В22С 9/04, 30.01.85).

Недостатком аналога способа является высокая трудоемкость изготовления формы.

Известен способ изготовления керамических форм по выплавляемым моделям, преимущественно для получения тонколистовых отливок, включающий заполнение тонких полостей модели огеливаемой суспензией, послойное нанесение керамической суспензии на модельный блок, обсыпку каждого слоя огнеупорным наполнителем, прокаливание формы, при этом предварительно формируют керамический стержень заливкой огеливаемой суспензии в расположенные в горизонтальной плоскости тонкие полости с герметизацией их со стороны наружной поверхности модели (А.с. СССР №1717272, МПК В22С 9/04, 07.03.92).

Недостатком аналога являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные изготовлением тонколистовых отливок.

Известен способ изготовления литейной формы по выплавляемым моделям, включающий формирование на модели облицовочного и упрочняющего слоев, при этом упрочняющий слой в поперечных и продольных сечениях формируют разнотолщинным с минимально допустимой толщиной стенок при условии сохранения целостности формы (Патент РФ №2192937, МПК В22С 9/04, 20.11.2002).

Известен способ изготовления керамических форм и стержней, включающий приготовление суспензии на основе огнеупорного наполнителя и гидролизованного раствора этилсиликата (Патент РФ №2157292, МПК В22С 9/04, 10.10.2000).

Недостатком аналога является ограниченные функциональные возможности способа.

Известен способ изготовления литейных керамических форм, получаемых по выплавляемым моделям, включающий нанесение на выплавляемую модель не менее двух слоев суспензии на этилсиликатном связующем, последующее нанесение не менее двух слоев, полученных на жидкостекольном связующем, сушку каждого слоя, вытопку в воде, при этом в последний слой суспензии на этилсиликатном связующем вводят натрий фтористый в количестве 0,1-0,3 вес.% (Патент РФ №2177856, МПК В22С 9/04, 10.01.2002).

Недостатком аналога является невысокая прочность формы, вследствие чего при заливке металла происходит нарушение целостности формы, что ведет к высокому проценту брака.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является способ изготовления керамических форм при литье по выплавляемым моделям с использованием в качестве связующего жидкого стекла, включающий предварительное приготовление суспензии путем смешивания жидкого стекла с водным раствором хлористого аммония и пылевидным огнеупорным материалом, послойное нанесение суспензии на выплавляемые модели, обсыпку каждого слоя кварцевым песком, отверждение в растворе хлористого аммония, выплавление моделей в горячей воде, прокалку оболочек, при этом в суспензию для первого слоя дополнительно вводят 0,05-0,1 мас.% масла для гидромеханических и гидрообъемных передач (Патент РФ №2200643, МПК В22С 9/04, 1/02, 20.03.2003).

Недостатком прототипа является невысокая прочность формы, вследствие чего при заливке металла происходит нарушение целостности формы, что ведет к высокому проценту брака.

Задачей изобретения является повышение прочности керамических форм, за счет введения электрокорунда в состав кварцевого песка.

Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления форм для литья по выплавляемым моделям, включающим послойное нанесение на выплавляемую модель суспензии на основе огнеупорного материала и обсыпкой поверхности формы кварцевым песком каждого слоя, в отличие от прототипа, при нанесении кварцевого песка, начиная с третьего слоя, последующую обсыпку кварцевым песком ведут с добавлением электрокорунда в количестве до 30% от общего веса кварцевого песка.

Использование электрокорунда при изготовлении керамических блоков с применением в качестве связующего гидролизованного этилсиликата - 32 на первом слое приводит к спеканию частиц электрокорунда с поверхностью отливки, на втором слое происходит спекание на отдельных участках поверхности отливки, поэтому первая и вторая обсыпка осуществляется кварцевым песком. Опытным путем установлено, что начиная с третьего слоя обсыпка кварцевым песком осуществляется с добавлением электрокорунда в количестве до 30% от общего веса кварцевого песка, поэтому чистота поверхности отливки при изготовлении не нарушается, а механическая прочность керамической формы возрастает. При этом сохраняется целостность формы при заливке и значительно сокращается брак отливок.

Отличительной особенностью предлагаемого способа является высокая прочность керамических форм, которая позволяет одновременно на одном оборудовании изготавливать керамические формы для отливок из сплавов с различной температурой заливки.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом:

Сначала приготавливают гидролиз этилсиликата - 32 ТУ6-02-895-78. Затем на основе гидролизованного этилсиликата - 32 и маршалита марки А ГОСТ 9077-82 изготавливают суспензию.

Затем в первый бункер с дозатором засыпают кварцевый песок марки ВС-040-1 ГОСТ 22551-77, а во второй бункер с дозатором засыпают смесь кварцевого песка в пропорции: 3 части марки Б-100-I ГОСТ 22551-77 и одну часть электрокорунда нормального регенерированного марка 12АРК-12АРБ ОСТ 2МТ-79-3-88, зернистость 63Н.

При изготовлении керамической формы, чтобы предотвратить сваривание электрокорунда и металла, первые два слоя изготавливают помещением модельного блока в суспензию, затем помещают в первый бункер с дозатором с последующей сушкой в аммиачном шкафу.

Начиная с третьего слоя, керамическую форму изготавливают методом помещения в суспензию, а затем помещают во второй бункер с дозатором. Для отливки из сплава 12Х18Н9ТЛ изготавливают 7 слоев.

Затем осуществляют вытопку в горячей воде с последующей сушкой на воздухе в течение 24 часов.

Далее формуют блоки в опоки и в качестве наполнителя применяют кварцевый песок группы 04.

Прокаливают при температуре 1=900°, выдерживают при I=900° в течение 4 часов при скорости нагрева 100°/час. Затем заливают расплавленным металлом.

Таким образом, заявляемое изобретение позволяет значительно повысить прочность формы и снизить процент бракованных деталей.

Так, например, при изготовлении обтекателей М 150 процент брака достигал до 50%, а с применением данного способа изготовления брак сократился до 5%.

Способ изготовления форм для литья по выплавляемым моделям, включающий послойное нанесение на выплавляемую модель суспензии на основе огнеупорного материала с этилсиликатным связующим и последующую обсыпку кварцевым песком каждого слоя, отличающийся тем, что, начиная с третьего слоя, обсыпку ведут кварцевым песком с добавлением электрокорунда в количестве до 30% от веса кварцевого песка.