Модельная композиция для выплавляемых моделей
Изобретение относится к литью по выплавляемым моделям. Сущность изобретения: в модельную композицию для выплавляемых моделей на основе парафина, буроугольного воска, битума нефтяного, триэтаноламина дополнительно вводят полиэтилен, полиэтиленовый воск, канифоль, при следующем соотношении ингредиентов, мас. %: парафин 44-46; буроугольный воск 17-18; битум нефтяной 5-6; триэтаноламин 3-4; полиэтилен 3-4; полиэтиленовый воск 13-16; канифоль 10-11. 8 табл.
Изобретение относится к литейному производству, а именно к литью по выплавляемым моделям.
При разработке новых модельных составов для выплавляемых моделей точных и сложных по форме отливок деталей в освоенном и оснащенном пресс-формами производстве наиболее важным является сохранение преемственности модельным составом величины линейной усадки и теплостойкости при одновременном улучшении других параметров: уменьшение склонности модельного состава к образованию утяжин на поверхности моделей; увеличение производительности пресс-форм за счет сокращения времени выдержки моделей в пресс-форме и др. Наиболее широкое распространение до недавнего времени имели модельные композиции В-1, ВИАМ-102 [1,2] Р-3 [2] МВС-3А, МВС-15, МВС-19 [3,4] Модельные композиции Р-3 и МВС имеют низкую теплостойкость и значительную линейную усадку, превосходящую линейную усадку В-1 и ВИАМ-102. Модельные композиции В-1 и ВИАМ-102 на протяжении нескольких десятилетий являлись основными композициями, используемыми в авиационной промышленности, где практически все пресс-формы для точного литья и вся технология были рассчитаны именно на использование этих композиций. Однако, в настоящее время производство масс В-1 И ВИАМ-102 практически прекращено из-за дефицитности торфяного воска, а поступающие партии этих масс на заводы (г. Омск, г. Уфа) на конец 1994 г. имели настолько низкое качество, что приводило к массовому браку моделей и отливок. Вопросы по производству торфяного воска возникали на заводе "Горный воск" (Беларусь) еще 12-15 лет назад, что заставило ВИАМ разработать модельные составы В5 и В5-К, не содержащие торфяного воска. Однако эти модельные составы не нашли применения из-за низкой трещиноустойчивости и значительной усадки (1,2-1,3%). Известен модельный состав [5] условно названный в производстве ОН-4: парафин 22-25% буроугольный воск 45-47% битум нефтяной кровельный 26-27% триэтаноламин 3-5% который по линейной усадке и теплостойкости соответствует массам В-1 и ВИАМ-102. Промышленное опробование данной модельной композиции на ряде заводов (г. Омск, г. Тюмень) выявило ряд недостатков: недостаточная теплостойкость; недостаточная твердость и выделение неприятного запаха битума при расплавлении массы; появление утяжин на массивных частях моделей, что требует увеличения времени прессования моделей. Учитывая реальные условия производства по его оснащенности приборами регулирования температурных параметров модельных масс, оборудованием для подготовки масс и их запрессовке в пресс-формы, возможность регулирования временных параметров процесса (как правило нарушаются и температурные и временные параметры процесса), была проведена работа по разработке модельного состава с повышенными свойствами, обеспечивающими повышение качества моделей и увеличение производительности процесса изготовления моделей. Целью изобретения является повышение качества моделей за счет уменьшения склонности модельного состава к образованию утяжин на поверхности моделей, при одновременном повышении производительности процесса изготовления моделей за счет сокращения времени выдержки моделей под давлением в пресс-форме. Цель достигается тем, что модельная композиция для изготовления выплавляемых моделей, включающая парафин, буроугольный воск, битум нефтяной, триэтаноламин, дополнительно содержит полиэтилен, канифоль и полиэтиленовый воск при следующем содержании ингредиентов, мас. Парафин 44-46 Буроугольный воск 17-18 Битум нефтяной 5-6 Полиэтилен 3-4 Канифоль 10-11 Полиэтиленовый воск 13-16 Триэтаноламин 3-4 Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что состав заявляемой модельной композиции отличается от известного введением новых компонентов, а именно, полиэтилена, полиэтиленового воска и канифоли. Известны технические решения в которых используются полиэтилен, полиэтиленовый воск и канифоль в качестве ингредиентов модельного состава. Причем, при использовании в рецептурах буроугольного воска и триэтаноламина полиэтилен и полиэтиленовый воск отсутствуют. Использование указанных ингредиентов одновременно в одной рецептуре выявлено не было. Это обеспечивает заявляемому техническому решению соответствие критерию "новизна". Анализ известных модельных композиций [1-5] для приготовления моделей и практика заводов показали, что введенные в заявляемую модельную композицию вещества известны. Например, известно, что при увеличении содержания в массе полиэтилена повышается трещиноустойчивость массы (ПП10), но увеличивается линейная усадка и склонность к образованию утяжин. Увеличение содержания в массах буроугольного воска увеличивает линейную усадку и снижает трещиноустойчивость масс. Увеличение содержания в массах канифоли снижает линейную усадку, но увеличивает время затвердевания моделей. Увеличение содержания полиэтиленового воска несколько увеличивает линейную усадку, но резко сокращает время затвердевания моделей. Одним из нерешенных вопросов до настоящего времени оставался вопрос получения однородного расплава при сочетании битумов с полиэтиленом и полиэтиленовым воском, так как последние при вводе в массы В-1 и ВИАМ-102 выделялись в виде хлопьев и не давали ожидаемого эффекта. В предлагаемой модельной композиции при значительном содержании полиэтилена и полиэтиленового воска в сочетании с другими ингредиентами и при выбранном их соотношении ингредиенты растворяются полностью и проявляют, кроме указанных, такие свойства, которые не проявляются при другом соотношении, а именно: пониженную склонность к образованию утяжин на поверхности моделей; повышенную скорость затвердевания моделей; стабилизацию линейной усадки при повышении гомогенности массы. Это достигается тем, что композиция содержит повышенное количество ингредиентов, хорошо растворяющихся, полиэтилен и полиэтиленовый воск, и пониженное содержание битумов. Таким образом, новый состав ингредиентов придает модельной композиции новые свойства, не следующие явным образом из известного уровня техники в данной области, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "изобретательский уровень". Для экспериментальной проверки заявляемой модельной композиции были приготовлены 35 составов, рецептуры которых приведены в табл.1, 3, 5, 6. Для приготовления модельных композиций использовали термостаты с маслянными рубашками и механическими мешалками. Для приготовления базовой массы Г в термостат загружали парафин, доводили его температуру до 170-190oC, небольшими порциями вводили полиэтилен при постоянном перемешивании и полностью его растворяли. В сплав парафина с полиэтиленом поочередно вводили канифоль, битум и буроугольный воск. После расплавления буроугольного воска расплав перемешивали 30 мин, охлаждали до температуры 120-130oC, процеживали через металлическую сетку 014-016 и разливали в изложницы или в рабочий термостат для получения пастообразной массы с температурой прессования. Модельные составы с N 2 по N 27 готовились на основе заранее приготовленной базовой массы Г состава, мас. парафин 56,0, полиэтилен 4,0, канифоль 12,5, битум БНК 6,5, буроугольный воск 21. Модельные составы N 28, 29, и 30 готовились самостоятельно. Приготовление модельных составов производилось путем расплавления базового состава до температуры 150-160oC, введения в расплав полиэтиленового воска, его расплавления и перемешивания расплава в течение 15 мин. Последним при температуре 150-160oC вводился триэтаноламин и расплав перемешивался в течение 30 мин, охлаждался до температуры 120-130oC, процеживался и сливался в изложницы или рабочий термостат для приготовления пастообразной массы. Изготовление образцов и моделей производилось при следующих технических параметрах, представленных в табл. А. Определение свойств модельных композиций в основном производилась по общепринятым методикам. Трещиноустойчивость определялась на стояках размерами 40х40 мм и длиной 450 мм, имеющих приливы и изготавливаемых свободной заливкой расплава модельной массы с температурой 100-105oC в алюминиевые холодные пресс-формы с последующим погружением в воду с температурой 12-18oC после образования корочки модельной массы в заливочном отверстии. Твердость масс определялась на литом образце толщиной не менее 10 мм путем вдавливания металлического шарика

уменьшение брака моделей по утяжинам;
уменьшение брака моделей по геометрии за счет повышенной жесткости моделей при извлечении из пресс-форм;
повышение производительности труда при изготовлении моделей за счет более быстрого твердения моделей в пресс-формах;
сокращение брака моделей по трещинам по сравнению с В-1 и ВИАМ-102. Провести расчет экономической эффективности в настоящее время не представляется возможным из-за постоянного изменения цен на составляющие модельных композиций, энергоносители и расценок на изготовление моделей, литейных форм, отливок, пресс-форм. Основываясь на результатах опробования предлагаемой модельной композиции на конкретном производстве, расчет экономичсекой эффективности следует производить по следующим показателям:
снижение брака моделей по утяжинам на 90-95%
снижение брака моделей по геометрии на 10-20%
увеличение производительности труда на 30-35%
Литература
1. Литье по выплавляемым моделям./ Под ред. Я.И. Шкленника и В.А Озерова. М. Машиностроение, 1971, с. 130-135. 2. Литье по выплавляемым моделям./ Под ред. Я.И. Шкленника и В.А. Озерова. М. Машиностроение, 1984, с. 114-132. 3. Н.Р. Рошан. Модельные составы, выпускаемые централизованно. Литейное производство. 1982, N 5, с. 36-37. 4. В.А. Ознров. Специальная технология литья в авиационной промышленности. Литье по выплавляемым моделям. Учебное пособие. Министерство высшего и среднего специального образования РСФСР и МАТИ им. К.Э. Циолковского М. 1981, с. 14-29. 5. В. В. Аппилинский, О.М. Деуля, М.М. Дорошенко, И.М. Борко, В.И. Зайцев. Композиция для изготовления выплавляемых моделей, авт. св. N 1342583, 08.07.87.
Формула изобретения
Буроугольный воск 17 18
Битум нефтяной 5 6
Триэтаноламин 3 4
Полиэтилен 3 4
Полиэтиленовый воск 13 16
Канифоль 10 11п
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7
Похожие патенты:
Изобретение относится к литейному производству, а именно к литью по выплавляемым моделям
Изобретение относится к литейному производству, в частности к устройствам для нагрева и подачи в пресс-форму модельного состава и предназначено для выплавляемых моделей ювелирных и подобных изделий
Изобретение относится к литейному производству, а именно для получения моделей в процессе получения литья по выплавляемым моделям
Изобретение относится к производству литья по выплавляемым моделям и позволяет получать модели без облоя и с острыми кромками
Изобретение относится к литейному производству и предназначено для изготовления моделей в производстве литья по выплавляемым моделям
Устройство для фиксации литейной формы // 2030242
Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при получении отливок литьем по выплавляемым моделям
Сборная модель и способ ее сборки // 2024341
Изобретение относится к литейному производству и позволяет изготавливать любые конструкции колес турбин и винтов со сложным профилем лопасти и ступицы любой аэродинамической формы
Изобретение относится к области литейного производства
Способ контроля размеров выплавляемой модели // 2136431
Изобретение относится к литейному производству
Изобретение относится к литейному производству, а именно к литью по выплавляемым моделям, и может быть использовано для литья лопаток ГТД
Изобретение относится к литейному производству и предназначено для использования в ювелирном производстве, точном приборостроении и в местной промышленности
Изобретение относится к литейному производству, а именно к литью по выплавляемым моделям, и может быть использовано для литья лопаток ГТД
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
Способ изготовления удаляемых моделей // 2185919
Изобретение относится к способам изготовления удаляемых моделей в литье по выплавляемым удаляемым моделям и может быть использовано в машиностроительной отрасли народного хозяйства
Способ изготовления удаляемых моделей // 2185920
Изобретение относится к способам изготовления удаляемых моделей в литье по выплавляемым удаляемым моделям и может быть использовано в машиностроительной отрасли народного хозяйства