Смесь для изготовления водорастворимыхвставок и моделей

Смесь для изготовления водорастворимыхвставок и моделей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(i i! 835596

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Саеетских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) 3 аявлено 22.08.79 (21) 2810405/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.06.81. Бюллетень № 21 (45) Дата опубликования описания 07.06.81 (51) М. К .

В 22С 7/02

В 22С 1/20

Государстеенный комитет (53) УДК 621.743.42 (088.8) по делам изобретений н открытий (54) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИМЪ|Х

ВСТАВОК И МОДЕЛЕЙ

Изобретение относится к литейному производству, в частности к получению литья по выплавляемым моделям полостных лопаток, а именно для изготовления керамических стержней и отливок.

Известен состав на основе карбамида, содержащий, кроме карбамида, поливиниловый спирт и соединения натрия (1).

Наряду с достаточной пластичностью, высокими прочностью и точностью этот состав имеет существенные недостатки.

При растворении моделей соединения натрия остаются в порах керамики формы и стержней, и после прокалки формы перед заливкой металлом соединения превращаются в окисел натрия, который является плавнем для керамики, имеющей в составе двуокись кремния и окись алюминия. Тем самым снижается огнеупорность формы и стержней.

Затруднительно извлечение моделей из пресс-форм, особо тонкие и сложные по форме модели растрескиваются.

Смесь имеет значительную гигроскопичность при низкой способности растворения в воде при комнатной температуре.

Наиболее близкой к изобретению является смесь на основе карбамида, содержащая галогенид аммония (2).

Этот состав имеет высокие прочность и точность, малое время растворения моделей, несколько меньшую гигроскопичность.

Но и этот состав имеет недостатки: отсутсгвие пластичности состава, приводящее к

5 невозможности изготовления тонких и сложных по форме вставок и моделей методом прессования под давлением; затруднительное извлечение моделей из прессформ и растрескивание тонких и сложных

)о по форме моделей; еще значительную гигр оскопи чность.

Целью изобретения является повышение прочности и устойчивости к растрескиванию, а также уменьшение гигроскопично15 сти.

Для этого известная смесь, в состав которой входят карбамид и галогенид аммония, содержит поливиниловый спирт, термореактивную смолу и кремнийорганическую гидрофобную жидкость при следующем соотношении ингредиентов, вес. %:

Галогенид аммония 0,3 — 23,0

Поливиниловый спирт 13,5 — 5,0

Кремнийорганическая гидрофобная жидкость 4,0 — 0,5

Термореактивная смола 22,5 в 6,5

Карбамид Остальное

В качестве термореактивной смолы используют резольную или новолачную смо30 лу, при этом смола состоит из 60 — 70%

835596 фракцйи 100 — 160 мкм и 30 — 40% фракции

40 — 50 мкм.

В качестве кремнийорганической гидрофобной жидкости используются соединения силоксаноного ряда, жидкости ПМС-ЗО, ПМС-l00 или ГКЖ-94.

Входящий в смесь карбамид — белое кристаллическое вещество с т. пл, 127 С, который придает растворимость смеси в воде при комнатной температуре, прочность, чистоту поверхности, низкую усадку.

Поливиниловый спирт — карбоцепной полимер, белый, твердый при комнатной температуре порошок, температура плавления 213 С, придает термопластические свойства, устойчивость против трещинообразования; повышает вязкость смеси в расплавленном состоянии.

Галогенид аммония — соли аммония и галогено-водородных катионов общей формулы Н4Х, где Х вЂ” атомы галогенов. Бесцветные кристаллы хорошо растворимы в воде. Температура разложения 300 С. Он способствует растворимости смеси в воде при комнатной температуре, увеличивает интервал рабочих температур, снижает температуру плавления, снижает токсичность, общую зольность смеси.

В качестве термореактивной смолы в смесь может быть введен пульвер-бакелит (тонкоизмельченная смесь новолачной смолы НОСбН4СН СбН4ОН марки СФО12 с уротропином) с т. пл. 126 — 135 С, а также бакелитовый лак — раствор резольной смолы ИФК в этаноле.

Полимеризация при температуре 160 С.

Вместо смолы может содержать декстрин (С НяО ), — смесь продуктов гидролиза крахмала.

После перевода указанных смол в неплавкое отвержденное состояние путем тепловой обработки и размола они представляют собой темно-коричневый порошок.

Кремнийорганическая гидрофобная жидкость (ПМС-30 или ПМС-100 — полиметилсилоксан; ГКЖ-94 — полиэтилгидросилоксан — прозрачные, маслянистые жидкости, температура деструкции 170 С) снижает гигроскопичность смеси, увеличивает податливость, срок хранения моделей, устраняет необходимость в смазке пресс-форм при изготовлении моделей.

Пример 1. Предварительно осуществляют перевод в неплавкое отвержденное состояние путем тепловой обработки новолачную смолу (связующие ПБ — пульвербакелит) при температуре 180 — 200 С в течение 2 ч, затем проводят размол смолы до фракции 100 мкм 60 — 70О/о и 40 — 50 мкм

30 — 40o/о и осуществляют просеивание.

Предварительно проводят нагрев карбамида до температуры 110 †1 С, вводя при перемешивании аммоний бром — фтористый, поливиниловый спирт до полного растворения, затем последовательно вводят

Далее изготавливаются по моделям керамические формы путем покраски, произ65 водится растворение моделей в воде при иолиэтилгидросилоксановую жидкость

ГК К-94 и предварительно обработанную термореактивную смолу. После окончательиого иеремеишваиия осуществляют при

5 rc.миературе l25 -130 С ирессоваиис вставок под давлением 3 10 н/м из смеси при следующем соотношении ингредиентов, вес. о/о. карбамид 64,5; поливиниловый спирт 11,75; аммоний бромфтористый 0,35;

ip полиэтилгидросилоксановая жидкость 3,4, термореактивная смола 20,0.

Получают вставки длиной 40, шириной 8, толщиной 1 мм и с расположенными на них семнадцатью отверстиями диаметром 0,79+0,02 мм, которые использовались при изготовлении керамических стержней, путем запрессовки при температуре 125 — 135 С.

После оформления в стержне полости штырьков вставки растворяются в воде при комнатной температуре в течение 20 мин.

Далее производятся обжиг стержней и отливка лопаток по известной технологии с вышеуказанными стержнями. Затем лопатки вскрываются и производится сравни25 тельный замер диаметров отверстий во вставках и элементах лопаток, оформленных полостями и штырьками стержней, изготовленных с помощью вышеуказанных вставок. При этом получены следующие ре30 зультаты: диаметры во вставках 0,79+< -0,02 мм, диаметры отверстий в элементах лопаток 0,8+о,в мм. Форма литого элемента в лопатках соответствует форме вставок из смеси.

35 Пример 2. Предварительно осуществляют перевод в неплавкое отвержденное состояние (перевод бакелитового лака из резольной в резитную стадию) путем тепловой обработки при температуре 180—

40 200 С в течение 2 ч, затем проводят размол до фракции 160 мкм — 60 — 70 /, и 40 мкм—

30 — 40 /о и просеивание. Предварительно производят нагрев карбамида до 95 С, вводят при перемешивании аммоний хлористый

45 и поливиниловый спирт до полного растворения, затем при перемешивании при температуре 110 †1 С последовательно вводят полиметилсилоксановую жидкость

ПМС-30 или ПМС-100 и предварительно

50 обработанную термореактивную смолу.

После окончательного перемешивания всего состава смеси производится изготовление моделей при 80 — 90 С путем прессования из смеси при следующем соотноше55 иии ингредиентов, вес. ..

Карбамид 64,5

Поливиниловый спирт 9,69

Аммоний хлористый 11,19

Полиметилсилоксановая жидкость 0,97

Термореактивная смола 13,55

838696

95 — 100 С в течение 1,0 — 1,5 ч. После высыхания и прокалки форм производится заливка форм металлом и дальнейший контроль геометрии и поверхности отливок.

Геометрия и поверхность отливок соответствует технологическим требованиям к отливкам. Наряду с этим смесь дополнительно обладает свойствами податливости, Таблица 1

10

65,0

5,0

23,0

0,5

59,7

13,5

0,3

4,0

64,5

11,75

0,35

3,4

64,5

9,69

11,19

0,97

22,5

13,65

6,5

20,0

Таблица 2 физико — механические и технологические свойства смесей по примерам

Ингредиенты

20

60

40

112

130

175

150

Наличие трещин (длина 40 — 60 мм, глубина

0,8 — 1,0 мм) 0,06

Трещин нет

Трещин нет

80 80

345 320

Трещин Трещин нет нет

Наличие трещин (длина 40 — 60 мм, глубина

0,8 — 1,0 мм) 0,05

1,2

0,022

0,138

0,024

0,185

0,089

0,745

0,09

0,766

Как следует из табл. 1 и 2 применение предлагаемой смеси по сравнению с извест- 10 ной (2) обеспечивает улучшение технологических свойств, расширение возможностей использования и повышение производительности за счет снижения гигроскопичности при использовании кремнийорганиче- 15 ской гидрофобной жидкости, приобретения термопластических свойств и значительного повышения прочности за счет использования поливинилового спирта и термореактивной смолы, устойчивости смеси к растрескиванию, в частности, при изготовлении особо тонких и сложных моделей.

Установка таких лопаток на авиационных двигателях позволит повысить рабочую температуру на лопатках на 100 С, за счет чего может быть достигнуто повышение тяги двигателя примерно на 1000 кг, что приведет к снижению себестоимости перевозок.

Хлорид аммония

Карбамид

Поливиниловый спирт

Галогенид аммония

Креймнийорганическая гидрофобиая жидкость

Термореактивная смола

Растворение при комнатной температуре, мин

Температура плавления, С

Прочность на изгиб, кГс/см

Стойкость к растрескиванию

Привес в (гигроскопичность) через 0,5 ч

48 ч

350 ч отсутствием взаимодействия с керамикой формы и стержня, низкой усадкой, значительным интервалом рабочих температур.

Составы полученных смесей приведены в табл. 1, физико-механические и технологические свойства — в табл. 2 (в табл. 1 составы 1 и 2 — известная смесь (2), а составы 3 — 6 — предлагаемая).

Формула изобретения

1. Смесь для изготовления водорастворимых вставок и моделей, включающая карбамид, галогенид аммония, отличающая ся тем, что с целью повышения прочности и устойчивости к растрескиванию, а также уменьшения гигроскопичности, она содержит поливиниловый спирт, термореактивную смолу и кремнийорганическую гидрофобную жидкость при следующем соотношении ингредиентов, вес. %:

Галогенид аммония 0,3 — 23,0

Поливиниловый спирт 13,5 — 5,0

Кремнийорганическая гидрофобная жидкость 4,0 — 0,5

Термореактивная смола 22,5 — 6,5

Карбамид Остальное

2. Смесь по п. 1, отличающаяся тем, что термореактивная смола содержит 60—

Составитель И. Куницкая

Техред И. Заболотнова

Корректор Л. Слепая

Редактор T. Клюкина

Заказ 1141/6 Изд. № 408 Тираж 869 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5 типография, пр. Сапунова, 2

70% фракции 100 — 160 мкм и 30 — 40% фракции 40 — 50 мкм.

3. Смесь по п. 1, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что в качестве кремнийорганической жидкости смесь содержит соединение силоксанового ряда.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии № 52-20405, кл. 11А

21, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР № 555966, кл. В 22С 7/02, 1974.