Способ удаления выплавляемых моделей из керамической оболочки

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К IlATEHY3f (ii) 664539

Сотоз Советскнх

Соцналнстнческнх

Республнк (6l) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 08.07.77 (21) 2501370/22-02 (23) Приоритет - (32) 05.10,76 (31) 120666/76 (331 Япония

Опубликовано 25.05.79.Бюллетень № 19

Дата опубликования описания 28,05,79

2 (51) М. Кл.

В 22 С 7/02

Государстаеиный комитет

СССР ло делам изобретеиий и открытий (53) УДК 621.74, .045 (088.8 ) Иностранцы

Кен Угата, Кунихнко Коннсн н Ясудэн Морита (Япония ) (72) Авторы изобретения

Иностранная фирма

"Кубота ЛТД (Японня) (71) Заявитель (54) СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ВЫПЛАВЛЯЕМЫХ М6ДЕЛЕЙ

ИЗ КЕРАМИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ

Изобретение относится к литейному производству, а именно к иэготовленню литейных керамических форм по разовым моделям.

Наиболее близким к предлагаемому иэоб-к ретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ удаления выплавляемых моделей из керамнчес кой оболочки, включающий нагрев керамической оболочки и модели горячим воздухом f1). Для осуществления такого спосо ба применяют специальные установки с о температурой нагрева 200-300 С.

Поскольку модельные воскообразные материалы обладают низкой теплопровод- 15 ностью н значительным коэффициентом объемного раширения, при медленном нагреве модель, расширяясь, разрушает оболочку и приводит к повышенному браку отливки, что является недостатком извест gp ного способа.

Цель изобретения - улучшение качест ва отливки за счет уменьшения напряженйого состояния оболочки при удалении модели.

Это достнгается тем, что перед нагре ваннем горячиМ воздухом Hà поверхност ный слой модели воздействуют-парами органического растворителя до образования зазора между моделью н оболочкой. При этом горячий воздух нагревают до 350450 С. (.",ушность способа заключаатся в том, что прн воздействия парами органнческо го растворителя поверхностный слой моде» ли частично растворяется, образуя зазор между моделью и оболочкой. При вьтплавленин модели воздухом, нагретым до 350

450 С, расширение модельного материала компенсируется образованным ранее зазором н разрушение оболочки не происходит.

При нагреве воздуха ниже 350 С эна

О чительно снижается эффективность выплавлення модели, особенно крупных отливок, например судовых винтов.

При нагреве воздуха выше 450 С воз о никает опасность термического удара и оболочка может разрушиться, что приведет к браку отливок.

664539

После изготовления расппавпяемой мо О дели 1 на нее наносят керамическую обо-, лочку 2 многократным нанесением покрытия и присыпкой песком, в зависимости от требующейся прочности оболочки 2. Например, нанесение покрытия и присыпку песком пов.оряют 6-7 раз, если требует. ся отливать винт диаметром 400 мм, и

10»12 раз, если требуется отливать винт диаметром 1200 мм. Модель 1 полностью покрывается оболочкой 2.

2$

Стержень 3, поддерживаемый моделью

1, фиксируется в оболочке 2 с помощью знаковой части 4 (см. фиг. 1).

После. нанесения последнего слоя покрытия и сушки оболочки, на поверхностный слой модели воздействуют парами органического растворителя в специальном устройстве 5 до образования зазора между моделью и оболочкой (см. фиг. 2) °

В нижней части устройства 5 имеется горизонтальная перегородка 6, которая отделяет нагревательную камеру 7. На» греватепьная камера 7 заполнена жидкос тью, например маслом. В нижней части стенки устройства 5 установлен эпектро.нагреватель 8,к которому подается элект-,. роэнергия по линии 9. При подаче электро. энергии в нагреватель 8 жидкость в камес ре 7 нагревается, одновременно нагрева ется и перегородка 6.

Модель 1 с нанесенной на нее оболочкой 2, лежит на опорах 10 в устройстве

5 так, чтобы незакрытое отверстие ll смотрело вниз, при этом расплавленное вещество модели 1 попадает на перегород ку 6 на которой оно образует слой 12. Дпя растворения вещества в модели 1 в уст ройство 5 подается соответствующее ко личество органического растворителя в ви де апкена ипи хлоругпеводорода, например, 1,1,1-трихпорэтана {СН ССР ), 1,1,2»

-трихлорэтана (CHC8CCEg ) ипи 1,1,2,2-тетрахпорэтана (С C-СС ).

45 j

На фиг. 1 изображена форма с моделью ипя осуществления способа, разрез; на фиг. 2 показана операция воздействия на поверхностный слой моцепи парами раство» рителя в специальном нагревательном ус 5 ройстве; на фиг. 3 - операция окончательного удаления модели горячим воздухом в специальном нагревательном устройстве, на фиг. 4 - операция прокапивания обопочковой формы в специальном нагреватель- 16 . ном устройстве; на фиг. 5 — форма, подго

:товпенная к заливке в нее жидкого металла °

В табл. 1 приведены свойства различных растворителей, применяемые предлагаемым способом.

Йля того, чтобы не надо было применять излишне больших копичеств раство ритепя и для предотвращения загрязнения атмосферы, вокруг верхней части внутренней стенки устройства 5 установлены охпадитепьные трубки 13. По этим трубкам циркулирует охлаждающий воздух ипи другой хладоноситепь с помощью обычных уст ройств (на чертежах не показаны) . При таком устройстве, как только пары растворителя поднимаются в верхнюю часть ycr ройства 5, там они охлаждаются трубками 13, образуют капли 14, которые стекают по внутренней стенке устройства 5, таким образом растворитепь регенерируется.

Вещество модели 1 растворяется пара- . ми растворителя, при этом пары раствори-, тепя проходят через микропоры в керамической оболочке 2.

После того, как расплавилось такое количество вещества из модели l, что между наружными поверхностями модели

1 и внутренней поверхностью обопочки 2 образовался зазор 15 в несколько миллиметров, блок модели 1 и оболочки 2 вынимают из устройства 5 и производят полное удаление выппавпяемых моделей из керамической оболочки путем нагрева керамическойй об оп очками модепи горячим в оздухом в специальной печи 16 (см..фиг. 3) °

Модель и оболочка стоят в печи 16. отверстием вниз на. опорах 17 такой же конструкции, как опоры 10 в устройстве

5, весь блок нагревается воздухом при температуре 350-450 С, который подаО ется в печь 16 с помощью горелки 18 высокого давления. Этот горячий воздух лучше направлять в печь 16 так, чтобы воздух не направлялся струей из трубки ипи трубок 19 прямо на блок модели и оболочки. Верх печи. 16 закрыт, поэтому воздух может выходить иэ печи 16 по трубам (на чертеже не показаны).

Этот двухстадийный способ выппавпения модели имеет преимущества в том, что удается полностью сохранять размеры питой детапи.

По предлагаемому способу выппавпение в первой стадии практически не сопровождается расширением вещества .модели, так как оно идет при низкой температуре и кратковременно, поскопьку надо только JI0 лучить зазор между веществом модели и ее наружной оболочкой 0,5»1,0 мм, что предотвращает вредное воздействие терми

Та.бл ица 1

СН,ССг 133 41 74 0 0 255 1 346 4,69 4 55

Снсс ССС2 13139 871 0227 1464 445 454

100

57,8

CE g СССР 165,83 121,2 0,205 1,623 5,13

5,27 14,4 Рйол ица 2

+О, 15-0,5

25-2 7 75-200

200 400

400 00

600800

+ 0,4-1,0

+0,8-1,5

+ 1,2-2,0

+ 1,8-2,4

+0,2 0,4

800 б 664539 ческого расширения в последующей стадии ляционным материалом 28, например кера.полного выплавления. После выплавления мическим волокном. модели в печи 16, полую керамическую В срстрянии, показанном на фиг. 5, фороболочку формы 20 выдерживают в тече- ма 19 готова для заливки в нее жидкого ние установленного времени при темпера- 5 металла. туре порядка 500-1100 С в нагреватель В табл. 2 приведены размеры литых о ной печи 21 (см. фиг. 4), Печь 21 име- винтов, изготовленных. предлагаемым споет стальные стенки, футерованные огне- собом и допуски на соответствующие раэупором, в центре ее нижней стенки имеет меры. ся опора 22 для формы 19, литниковой 30 Параметры турбины при углв 30р приворонкой вверх. Верхняя плоскость опоры ведены в табл. 3.

22 плоская, ана обеспечивает стабильное . Идеальные размеры для трех лопастей положение формы 19. В опоре 22 имеют- по известному и предлагаемому способам ся форсунки 23, через которые сообщает приведены в табл, 4. ся внутренность печи 20 и горелка 24, 15 Идеальные размеры для первой, второй работающая под высоким давлением; горел- и третьей лопастей должны быть одинако ка находится под опорой 22, снаружи пе . выми, но практически неизбежна некоторая чи 20, газ к ней подается по линии 25. разница в размерах или питча между лоПосле зажигания горелки 24 форма 19 пастями. Как видно из данных таблиц,в подвергается действию горячей струи воз-20 то время как зта разница велика для вин ÕÂ трв; отлитых пр известному способу, она

После прокаливания форму-оболочку 19 мала в винтах, отлитых цо предлагаемому помещают в опоку 26 (см. фиг, 5), в опо- . способу. Иными словаМи, изобретение мат ку набивают сухой сыпучий наполнитель возможность изготовлять винты, которые

27, а выступающую часть незакрытого от 25 могут вращаться с большой скоростью с верстия 11 снаружи обертывают термоизо- минимальной вибрацией.

664539

Таблица 3

Пример

Параметры

Расстояние от центра вала, мм 88,8 106,5 142,0 177,5 213,0 248,5 284,0

Отношение радиуса 0,25 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 " 0,8 аблица 4

Известный 1 650,4 649,8

657,6

652,6

677,7

715,2

7,8

678,6 693,6

2 670,8

22,8

3 7092 7086 727 8

4 724,8 718,8 739,8

5 726 0 725 4 745, .

19,2

727,8

2l,0

732,2

735,2

737,0

19,8

730,8

728,4

23,1

747,0

751,2

6, 727,8

7 731,4

22,8

Предлагаемый

1 628,8 624,0 627,6

2 660,0 644,0 655,2

3 682,8 676,8 681,6

4 691,2 698,4 686,.4

5 687,6 688,0 679)2

6 687,6 686,4 676,8

7 690,0 686,4. 681,6

4,8

16,0

6, 0

12,0

9,6

10,6

8,4

1 631,2 624,0

11,4

635,4

То же

2 658,2 658,2 669 6

3 687,0 688,8 704,4

4 699 6 700 2 712 8

5 706,2 697,2 714,0

11,4

17,2. l6,8

19,2

710,0

707,4

6 711,6 692,4

7 700,8 683,4

24,0 дели горячим воздухом, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью улучшения качества отливки за счет уменьшения на пряженного состояния оболочки при удалении мо™ели, перед нагреванием горячим

Формула изобретения

1; Способ удаления выплавляемых мо- делей из керамической оболочки, включаю ший нагрев керамической оболочки и мо !

626,8

653,3

680,4

692,0

686,9

683,6

687,2

630,2

662,0

693,4

704,2

705,8

704,7

697,2

664539 фиг. /

3 2 9 воздухом на поверхностный слой модели воздействуют парами органического рас гворителя до образования зазора между моделью и оболочкой.

2е Способ lIo и 1 о т л и ч & ю 5 ш и и с я тем, что горячий воздух нагревают до 350 450 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1; Литье по выплавляемым моделям.

Под.ред. Я. И. Шкленника и В. А. Озеро ва, изд 2w, переработанное и дополнен ное. М., "Машиностроение», 1 971, с. 240. 664539

Составитель И. Куницкая

Редактор Л. Лашкова Техред Э. Чудик Корректор Н. Отец

Заказ 2829/55 Тираж 944 Подписное

0НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4