Способ изготовления керамических форм

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пц 544498

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.08.75 (21) 2168845/02 (51) М. Кл." "В 22С 9/04 с присоединением заявки №

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.01.77. Бюллетень ¹ 4

Дата опубликования описания 01.03.77 (53) УДК 621.74.045 (088.8) (72) Авторы изобретсния

Д. А. Петров, Т. T. Круцко и М. Ф. Максимова (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ФОРМ

Изобретение относится к области литейного производства, а именно к изготовлению керамических форм по выплавляемым моделям с использованием керамических стержней преимущественно для литья отливок с направленной кристаллизацией.

Известен способ изготовления керамических форм по выплавляемым моделям, заключающийся в пос:.ойном нанесении огнеупорной суспензии на выплавляемую модель с последующей сушкой, удалением модели и обжигом сформированной формы (1).

Однако для получения монокристальных изделий и особенно при групповой отливке таких изделий необходимо иметь плоскопараллельное дно формы (для равномерной передачи охлаждения к отливке при кристаллизации) и конфигурацию придонной части внутренней полости формы с конусообразным выступом (представляющей собой форму «сапожка») для обеспечения зарождения и распространения роста только одного кристалла.

Для получения монокристальной отливки наиболее ответственной частью «сапожков», обеспечивающей зарождение и распространение только одного кристалла, является их основание, выполненное в виде выступов на расстояние 10 — 15 мм и имеющих толщину порядка

1,0 — 0,6 мм.

Такой способ получения керамической формы не обеспечивает отсутствия каких-либо дефектов в форме по контуру «козырьков» и одинаковой толщины дна во всех точках.

Наиболее близким к описываемому изобретеншо по технической сущности и достигаемому эффекту является способ изготовления керамических форм путем нанесения на керамический стержень, его основание и выплавляемую модель многослойного керамического покрытия (2).

Однако в процессе нанесения первого слоя керамического покрытия тонкая кромка «козырька» может быть повреждена, что приводит к образованшо дефекта в форме и зарождению постороннего кристалла в процессе кристаллизации. Кроме того, керамическое дно формы, получаемое нанесением многослойного покрытия, имеет не одинаковую тол20 щину, а это приводит к неравномерности охлаждения дна при проведении процесса кристаллизации, что отрицательно сказывается на получении монокристалла.

С целью повышения выхода годных слитков

25 по предлагаемому способу перед нанесением керамического покрытия основание керамического стержня пропитывают гидролпзованным этилсиликатом.

Для изготовления керамических форм, ис30 пользуемых для получения монокристальных

5 111<) 8

Формула изобретения

Составитель В. Муравьева

Тсхред Е. Петрова

Корректор А Галахова

Редактор 3. Ходакова

Заказ 217/4 Изд, ¹ 153 Тираж 1054 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )K-35, Раугпская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 изделий направленной кристаллизацией, необходимо предварительно получить керамическое дио с илоскопараллельным веркина! и нижним осноьаииями, которое получаютпрсссованием керамическои массы на основе элсктрокорунда и последующего дву. ступенчатого обжига при 1300 и 1600 С. Для получения монокристаллов любой заданной ориентации дно формы выполняется в виде диска с, так называемым, затравочным карманом цилиндрической формы в центре, иа!е!ощим внутри полость квадратного сечения, цилиндрическую или коническую, для установки иск>сствснного зародыша (затравки), который дает начало росту кристалла в заданной ориентации. 15

Затем осуществляют запрессовку модельной массы с помощью пресс-формы на керамическое дно, полное смачивание керамического дна гидролизованным этилспликатом.

Литье на керамическое дно обеспечивает проч- 20 нос соединение модели детали с дном без ооразования дефектов.

После этого на стержень и модели наносят многослойное керамическое покрытие с !!ослойной сушкой на воздухе и в аммиачной 25 среде и производят выплавку модели и обжиг сформированной оболочковой формы при высоких температурах.

Нанесение многослойного покрытия производится обычным способом. Оно состоит в на- 30 несении суспензии, состоящей из жидкой фазы, гидролизованного этилсиликата и наполнителя, мелкозернистого электрокорунда, с последующей обсыпкой более крупнозернистым электрокорундом и послойной сушкой в 35 воздушной и аммиачной средах.

Ввиду того, что при нанесении первого слоя суспензии на модельный блок происходитвыделение воздуха из пор керамического дна и поглощение жидкой фазы суспензии керами- 40 ческим дном, возможно образование дефектов в виде газовых раковин, что приводит к заро>кдению постороннего кристалла.

П р и м ер. Кера !ические формы, изготовленные по предлагаемому способу, проверяют в лабораторных условиях для получения монокристальных изделий, в частности слитков прямоугольного и круглого сечений и лопаток турбореактивного двигателя. 1 ераа!ическое дно в виде диска диаметром 60 и 120 мм 50 с затравочным карманом отпрессовывают из массы на основе электрокорунда и обжигают в две стадии: при 1250 и 1600 С в течение шести часов. На керамическое дно отливают модели слитков прямоугольного и круглого сечений и модели лопаток турбинного двигателя вместе со стартерами — «сапожказ!и .

На полученные модельные блоки наносят двенадцатислойное керамическое покрытие путем окунания пх в суспензию, состоящую из жидкой фазы, гидролизованного этилсиликата и наполнителя, мелкозернистого электрокорунда, и обсыпки более крупнозернистым электрокорундом. Перед нанесением первого слоя суспензии керамическое дно смачивают в гидролизованном этилсиликате путем дв1— кратного окунания его. Дно выдер кива!от в этилсиликате до полного удаления газа из пор керамики (в течение двух †тр минут).

После нанесения каждого слоя керамического покрытия оболочка просушивается на воздухе и в аммиачной среде. Из сформированной оболочки производят удаление модели путем выплавления ее в горячей воде. Просушенные

»а воздухе формы обжигают в печи электросопротивлсния при 950 С в течение четырех часов. Изготовленные предлагаемым сНособом формы используют для получения монокристальных изделий; слитков прямоугольноr0 и круглого сечений и турбинных лопаток.

Предлагаемый способ изготовления керамической формы обеспечивает выполнение требований, предъявляемых к формам для монокристального литья за счет улучшения качества поверхности формы, ликвидации газовых раковин с гарантией получения монокристалла на 100%. Отливки, полученные в формах, изготовленны . по предлагаемому способу, соответствуют 1 — 3 классу чистоты и точности.

Способ изготовления керамических форм преимущественно для изготовления отливок с монокристальной структурой путем нанесения на керамический стержень, его основание и

Выплавляем\ 10 модель мног0cлойио! О керамическогоо покрытия, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода годных отливок, псрср нанесением керамического покрытия основание керамического стержня пропитывают гидроз!изованн!.!з! этилсиликатом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. 111киенник Я. И и Озеров В. Л. Литье по вынлавляемым моделям, 1961, с. 144, 2. Патент Франции № 1523450, кл. В 22С, 1968 (прототип).