Композиция для изготовления выплавляемых моделей

Композиция для изготовления выплавляемых моделей

Реферат

Изобретение относится к литейному производству, а именно к литью по выплавляемым моделям, и может быть использовано для литья лопаток ГТД и других деталей сложной конфигурации. Известна композиция для изготовления выплавляемых моделей (см. патент РФ №2182057, кл. В22С 7/02, опубл. 10.05.2002 г.), включающая твердый углеводород и/или воск в количестве 0,1- 80 мас.%, и/или полимер с температурой плавления до 300°С в количестве 0,05-30 мас.%, а также термополимерную смолу в количестве до 80 мас.%. Данная композиция обладает достаточно высокой, но нестабильной прочностью (7,0 МПа) и теплоустойчивостью (40°С) из-за нестабильности свойств нефтеполимерной смолы, что приводит к нарушению геометрических размеров отливаемых деталей и к невозможности изготовления отливок крупногабаритных деталей.

Техническими результатами заявленного изобретения являются повышение прочности, теплоустойчивости, трещиноустойчивости композиции, снижение зольности, а также получение состава композиции с более стабильной твердостью (благодаря понижению среднего значения пенетрации) и линейной усадкой, повышение технологичности при одновременном расширении номенклатуры производимых моделей деталей. Указанные технические результаты достигаются тем, что композиция для изготовления выплавляемых моделей содержит твердый углеводород от 0,1 до 80 мас.% и/или воск в количестве от 0,1 до 80 мас.% и/или полимер с температурой плавления до 300°С в количестве от 0,05 до 30 мас.%, согласно заявленному решению, композиция дополнительно содержит фталевые кислоты в количестве от 0,1 до 99,5 мас.%, использующиеся в качестве наполнителя.

Введение в композицию фталевых кислот, использующихся в качестве наполнителя, является существенным признаком, т.к. терефталевая кислота не расплавляется при изготовлении как основные компоненты, находится во взвеси, что позволяет повысить прочность и теплоустойчивость модельной композиции и снизить линейную усадку, что положительно сказывается на стабильности геометрических размеров моделей любой сложности.

Осуществление возможности достижения заявленных технических результатов реализации заявленного изобретения подтверждается испытанием свойств полученных композиций. В таблице 1 показан состав композиций, приведенных в мас.%. В таблице 2 показан результат испытаний свойств композиций.

В приведенном ниже примере в качестве наполнителя используется терефталевая кислота (бензол-1,4-дикарбоновая кислота квалификации «чистый», см. ТУ6-09-4743-79), входящая в группу фталевых кислот, обладающих необходимыми общими свойствами, проявляющимися при использовании в качестве наполнителя заявляемой композиции, для получения заявленных технических результатов. Фталевые кислоты не расплавляются при изготовлении композиции как остальные компоненты, а находятся во взвеси. Размерность взвеси определяется диаметром ячейки сита, которое составляет 0,5 мм, через которое пропускают фталевые кислоты перед введением в композицию. В качестве примера используется композиция для изготовления выплавляемых моделей, содержащая парафин (см. ГОСТ23683-89) в качестве твердого углеводорода, сэвилен (сополимер этилена с винилацетатом см. ТУ 6-05-1636-97) в качестве полимера с температурой плавления до 300°С, воск полиэтиленовый ПВ3ОО (см. ТУ300041455.024-2002) в качестве воска, терефталевую кислоту (бензол-1,4- дикарбоновая кислота квалификации «чистый» см. ТУ6-09-4743-79) в качестве наполнителя.

Приготовление модельной композиции происходит следующим образом. В смеситель загружают расчетное количество парафина (см. ГОСТ23683-89), сэвилена (сополимер этилена с винилацетатом см. ТУ6-05-1636-97), воска полиэтиленового ПВ300 (см. ТУ300041455.024-2002) и при постоянном перемешивании нагревают до 110 до 130°С. Доводят до полного расплавления компонентов и вводят наполнитель. Готовую массу композиции прессуют при температуре 65-85°С в зависимости от конфигурации и сложности детали.

Таблица 1
Составы композиций мас.%
№ п/п	№Композиции	Парафин	Воск полиэтиленовый	Сэвилен	Терефталевая кислота
1	2	3	4	5	6
1	1.1	0,1	30	10	59,9
2	1.2	40	10	5	45
3	1.3	80	5	3	12
4	1.4	80	0,1	7,9	12
5	1.5	40	40	2	18
6	1.6	10	80	5	5
7	1.7	40	9,95	0,05	50
8	1.8	50	5	15	30
9	1.9	60	1	30	9
10	1.10	80	10	9,9	0,1
11	1.11	40	5	5	50
12	1.12	0,1	0,1	0,05	99,75
13	2.1	0,1	50	-	49,9
14	2.2	40	40	-	20
15	2.3	80	10	-	10
16	2.4	50	0,1	-	49,9
17	2.5	40	40	-	20
18	2.6	15	80	-	5
19	2.7	50	49,9	-	0,1
20	2.8	45	5	-	50
21	2.9	0,1	0,1	-	99,8
22	3.1	-	0,1	10	89,9
23	3.2	-	40	5	55
24	3.3	-	80	5	15
25	3.4	-	40	0,05	59,95
26	3.5	-	40	15	45
27	3.6	-	40	30	30
28	3.7	-	70	29,9	0,1
29	3.8	-	45	5	50
30	3.9	-	0,1	0,05	99,85
31	4.1	0,1	-	9,9	90
32	4.2	40	-	10	50
33	4.3	80	-	5	15
34	4.4	80	-	0,05	19,55
35	4.5	80	-	15	5

1	2	3	4	5	6
36	4.6	60	-	30	10
37	4.7	80	-	19,9	0,1
38	4.8	45	-	5	50
39	4.9	0,1	-	0,05	99,85
40	5.1	0,1	-	-	99,9
41	5.2	40	-	-	60
42	5.3	80	-	-	20
43	6.1	-	0,1	-	99,9
44	6.2	-	40	-	60
45	6.3	-	80	-	20
46	7.1	-	-	0,05	99,95
47	7.2	-	-	20	80
48	7.3	-	-	30	70

Таблица 2
Свойства составов композиций
№ п/п	№ Композиции	Предел прочности при статическом изгибе, МПа	Температура каплепадения, °С	Теплоустойчивость, °С	Зольность, %	Пенетрация при нагрузке 200 г (0,1 мм)	Линейная усадка, %	Наличие трещин на образцах
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	1.1	8,9	90	48	0,019	1,0	0,55	-
2	1.2	8,0	85	46	0,013	1,0	0,58	-
3	1.3	7,1	70	40,5	0,001	3,0	0,65	-
4	1.4	7,2	75	42	0,011	2,5	0,61	-
5	1.5	9,2	96	46	0,013	2,0	0,60	-
6	1.6	9,6	90	44	0,017	1,0	0,63	-
7	1.7	9,7	92	49	0,016	1,0	0,55	-
8	1.8	7,9	85	42	0,01	1,0	0,59	-
9	1.9	7,1	78	41	0,01	2,0	0,65	-
10	1.10	7,2	76	41	0,01	2,0	0,65	-
11	1.11	8,9	88	45	0,018	1,0	0,55	-
12	1.12	9,8	95	50	0,013	1,0	0,55	-
13	2.1	9,5	96	48	0,019	1,0	0,57	-
14	2.2	8	88	42	0,016	1,5	0,60	-

1	2	3	4	5	6	7	8	9
15	2.3	7,9	78	41	0,01	2,0	0,65	-
16	2.4	8,0	89	46	0,01	1,0	0,60	-
17	2.5	7,9	88	44	0,016	1,0	0,64	-
18	2.6	7,1	80	41	0,011	2,0	0,65	-
19	2.7	7,3	90	40,5	0,01	2,0	0,65	-
20	2.8	8,0	89	44	0,016	1,0	0,57	-
21	2.9	9,5	98	49	0,017	1,0	0,55	-
22	3.1	9,6	93	48	0,014	1,0	0,55	-
23	3.2	9,0	90	45	0,012	1,0	0,56	-
24	3.3	8,0	89	42	0,012	1,5	0,60	-
25	3.4	8,2	89	44	0,015	1,0	0,56	-
26	3.5	8,0	88	44	0,016	1,0	0,56	-
27	3.6	8,1	90	46	0,015	1,0	0,57	-
28	3.7	7,3	88	43	0,019	2,0	0,65	-
29	3.8	8,7	93	47	0,018	1,0	0,57	-
30	3.9	9,7	97	48	0,019	1,0	0,55	-
31	4.1	9,9	99	50	0,019	1,0	0,55	-
32	4.2	9,1	93	46	0,017	1,0	0,55	-
33	4.3	7,3	80	41	0,01	1,5	0,65	-
34	4.4	7,6	81	42	0,01	1,2	0,62	-
35	4.5	7,01	77	40,5	0,01	2,0	0,65	-
36	4.6	7,2	85	42	0,01	1,6	0,64	-
37	4.7	7,1	77	40,5	0,01	2,0	0,65	-
38	4.8	8,0	86	46	0,014	1,0	0,57	-
39	4.9	9,8	96	49	0,018	1,0	0,55	-
40	5.1	9,5	98	48	0,019	1,0	0,55	-
41	5.2	8,6	91	46	0,015	1,0	0,57	-
42	5.3	7,1	80	41	0,01	2,0	0,65	-
43	6.1	9,5	98	49	0,019	1,0	0,55	-
44	6.2	9,0	93	47	0,017	1,0	0,55	-
45	6.3	8,6	88	45	0,015	1,15	0,63	-
46	7.1	9,6	97	47	0,019	1,0	0,55	-
47	7.2	9,5	97	48	0,019	1,0	0,55	-
48	7.3	9,0	96	47	0,018	1,0	0,56	-

Композиция для изготовления выплавляемых моделей, содержащая твердый углеводород от 0,1 до 80 мас.%, и/или воск в количестве от 0,1 до 80 мас.%, и/или полимер с температурой плавления до 300°С в количестве от 0,05 до 30 мас.%, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит фталевые кислоты в количестве от 0,1 до 99,95 мас.%, использующиеся в качестве наполнителя.