RU2193468C2 - Method for manufacture of investment patters - Google Patents

Method for manufacture of investment patters Download PDF

Info

Publication number
RU2193468C2
RU2193468C2 RU2000123678A RU2000123678A RU2193468C2 RU 2193468 C2 RU2193468 C2 RU 2193468C2 RU 2000123678 A RU2000123678 A RU 2000123678A RU 2000123678 A RU2000123678 A RU 2000123678A RU 2193468 C2 RU2193468 C2 RU 2193468C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
investment
mold
models
model
porosity
Prior art date
Application number
RU2000123678A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2000123678A (en
Inventor
И.Г. Сапченко
Original Assignee
Государственное учреждение Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное учреждение Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения РАН filed Critical Государственное учреждение Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения РАН
Priority to RU2000123678A priority Critical patent/RU2193468C2/en
Publication of RU2000123678A publication Critical patent/RU2000123678A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2193468C2 publication Critical patent/RU2193468C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering, in particular, investment casting. SUBSTANCE: method involves making investment pattern from powder paraffin of 0.1-1.6 mm fraction; dispensing doses of investment material into injection mold in an amount sufficient for production of patterns with 1.5-3% porosity; pressing investment material without preheating by providing alignment of injection mold division surfaces. During pressing powder investment material is caked without substantial phase deformation processes with formation of open capillary porosity, which compensates expansion of pattern during heating thereof in the process of casting from ceramic enclosure. EFFECT: increased dimensional and geometric precision of investment patterns and ingots. 1 tbl

Description

Изобретение относится к способам изготовления выплавляемых моделей в литье по выплавляемым моделям и может быть использовано в машиностроительной отрасли народного хозяйства. The invention relates to methods for manufacturing investment casting in investment casting and can be used in the engineering industry of the national economy.

Известен способ изготовления пористых выплавляемых моделей из пастообразного модельного материала [1]. Пастообразные модельные материалы приготавливают охлаждением расплава при одновременном непрерывном перемешивании его до пастообразного состояния. Во время перемешивания модельного материала происходит замешивание воздуха, содержание которого регламентируется 20%. Для изготовления моделей используется пастообразный модельный материал строго регламентированной температуры, который под давлением подается в полость пресс-формы. A known method of manufacturing porous lost wax models from a paste-like model material [1]. Pasty model materials are prepared by cooling the melt while continuously mixing it to a pasty state. During the mixing of the model material, air is kneaded, the content of which is regulated by 20%. For the manufacture of models, a paste-like model material of strictly regulated temperature is used, which is fed under pressure into the cavity of the mold.

Охлажденная в пресс-форме модель используется для изготовления оболочковых форм. The mold cooled in the mold is used to make shell molds.

Рассмотренный метод обладает рядом недостатков. При изготовлении моделей наблюдается неконтролируемое распределение воздуха по ее объему, что приводит к образованию поверхностных дефектов и недоливам. Концентрация воздуха особенно в тонких частях модели приводит к ее разрушению при извлечении из пресс-формы. Изменение температурных условий хранения выплавляемых моделей приводит к искажению их геометрической формы, например к вздутию или образованию утяжин. Искажение геометрической формы моделей наблюдается и при их затвердевании в пресс-форме, что требует четкого соблюдения технологических параметров, таких как температура процесса и давление формирования модели. The considered method has several disadvantages. In the manufacture of models, an uncontrolled distribution of air over its volume is observed, which leads to the formation of surface defects and underfilling. The concentration of air, especially in the thin parts of the model, leads to its destruction when removed from the mold. Changes in the temperature storage conditions for investment models lead to a distortion of their geometric shape, for example to bloating or the formation of sags. The distortion of the geometric shape of the models is also observed when they solidify in the mold, which requires strict observance of technological parameters, such as process temperature and model formation pressure.

Модели, изготовленные рассматриваемым способом, оказывают влияние на возникновение брака оболочковых форм. Models made by the considered method have an effect on the appearance of marriage of shell forms.

Выплавление модели из оболочковой формы сопровождается температурным расширением модельного материала и воздуха, блокированного в структуре модели, т.к. процесс прогрева оболочки происходит неравномерно, то в зонах, наиболее удаленных от литниковой воронки, развиваются давления от температурного расширения, превышающие допустимые значения, что приводит к образованию трещин в структуре оболочки и в некоторых случаях к их разрушению. В данном случае сконцентрированный в одном месте воздух не может компенсировать температурные деформации модели. Smelting a model from a shell mold is accompanied by thermal expansion of the model material and air blocked in the structure of the model, because the process of heating the shell occurs non-uniformly, then in the zones farthest from the gate funnel, pressures from thermal expansion develop exceeding the permissible values, which leads to the formation of cracks in the shell structure and, in some cases, to their destruction. In this case, air concentrated in one place cannot compensate for temperature deformations of the model.

Под действием давления расплав модельного материала проникает в структуру оболочковой формы, оказывает расклинивающее действие при термообработке оболочки, значительно понижая ее прочность. Under the influence of pressure, the melt of the model material penetrates the structure of the shell mold, has a proppant effect during heat treatment of the shell, significantly reducing its strength.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления выплавляемых моделей из легкоплавкого модельного материала, включающий расплавление модельного материала, перемешивание расплава в емкости, создание вакуума в пресс-форме, находящейся в герметичном кожухе, и запрессовку модельного материала в пресс-форму в условиях вакуума (Иванов В.Н. и др. Литье по выплавляемым моделям. М.: Машиностроение, 1984, с.160) [2]. The closest in technical essence and the achieved result is a method of manufacturing investment models from low-melting model material, including melting the model material, mixing the melt in the tank, creating a vacuum in the mold located in a sealed casing, and pressing the model material into the mold in conditions vacuum (Ivanov V.N. et al. Lost wax casting. Moscow: Mashinostroenie, 1984, p.160) [2].

Однако рассматриваемый способ-прототип изготовления выплавляемых моделей содержит ряд недостатков, препятствующих получению требуемого технического результата. Существует вероятность нарушения размерной и геометрической точности моделей от вздутия или утягивания при несоблюдении условий их хранения. Изготовление моделей сопровождается образованием неконтролируемой закрытой пористости, которая не компенсирует температурное расширение модели до ее расплавления при удалении из оболочковой формы. However, the prototype method under consideration for manufacturing investment castings has a number of disadvantages that impede the achievement of the required technical result. There is a possibility of violation of dimensional and geometric accuracy of the models from bloating or pulling when storage conditions are not observed. The production of models is accompanied by the formation of uncontrolled closed porosity, which does not compensate for the thermal expansion of the model until it melts when removed from the shell mold.

Эти и другие недостатки устраняются предлагаемым техническим решением. These and other disadvantages are eliminated by the proposed technical solution.

Задача, решаемая заявленным способом изготовления выплавляемых моделей, заключается в повышении размерной и геометрической точности получаемых моделей и отливок; физико-механических свойств оболочковых форм. The problem solved by the claimed method for manufacturing investment castings is to increase the dimensional and geometric accuracy of the resulting models and castings; physical and mechanical properties of shell forms.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе изготовления выплавляемых моделей, включающем прессование модельного материала в пресс-форме, в качестве модельного материала используют порошок парафина фракции 0,1-1,6 мм, который дозируют в пресс-форму в количестве, обеспечивающем получение моделей с пористостью 1,5-3%, при этом прессование модельного материала осуществляют в вакууме -95 кПа без предварительного нагрева посредством совмещения поверхностей разъемов пресс-формы. The essence of the invention lies in the fact that in the method of manufacturing investment castings, including pressing the model material in a mold, paraffin powder of a fraction of 0.1-1.6 mm is used as a model material, which is metered into the mold in an amount that provides models with a porosity of 1.5-3%, while pressing the model material is carried out in vacuum -95 kPa without pre-heating by combining the surfaces of the mold connectors.

Изготовление выплавляемых моделей предлагаемым методом имеет ряд преимуществ перед существующими способами. Полностью устраняется брак моделей при их изготовлении. Засыпаемый в определенном количестве (для обеспечения 1,5-3% пористости моделей) в пресс-форму модельный порошкообразный материал равномерно распределяется по ее объему. При осуществлении вакуумирования и дальнейшего прессования (смыкания пресс-формы) материал заполняет все поднутрения и полости пресс-формы, предупреждая недоливы, т.к. воздух удаляется из пресс-формы. Качество поверхности получаемых данным способом моделей соответствует качеству поверхности пресс-форм и обладает характерным зеркальным блеском. The production of investment models by the proposed method has several advantages over existing methods. Completely eliminated the marriage of models in their manufacture. Poured in a certain amount (to ensure 1.5-3% porosity of the models) in the mold model powdery material is evenly distributed over its volume. In the process of evacuation and further pressing (closing of the mold), the material fills all the undercuts and cavities of the mold, preventing underfilling, because air is removed from the mold. The surface quality of the models obtained by this method corresponds to the surface quality of the molds and has a characteristic specular gloss.

Вышеизложенное справедливо для порошков модельного материала фракции 0,1-1,6 мм. При использовании модельных материалов более крупной фракции наблюдается разрушение гранул на поверхности моделей с образованием поверхностных дефектов в виде выщерблин, менее крупной сопровождается комкованием, что затрудняет введение материала в пресс-форму. The foregoing is true for powders of the model material fractions of 0.1-1.6 mm When using model materials of a larger fraction, destruction of granules on the surface of the models is observed with the formation of surface defects in the form of crevices, a smaller one is accompanied by clumping, which complicates the introduction of the material into the mold.

При реализации предлагаемого метода отпадает необходимость образования пастообразной композиции с определенными интервалами затвердевания. When implementing the proposed method there is no need for the formation of a pasty composition with certain intervals of solidification.

Дозирование порошкообразного модельного материала в пресс-форму в меньших количествах, обеспечивающих получение моделей с пористостью более 3%, приводит к снижению физико-механических свойств моделей, в больших (с образование пористости менее 1,5%) способствует возникновению силового воздействия модели при выплавлении на оболочковую форму, т.е. температурное расширение модельной массы не компенсируется меньшей пористостью [1]. Dosing of powdered model material into the mold in smaller quantities, providing models with a porosity of more than 3%, leads to a decrease in the physicomechanical properties of the models; in large (with the formation of porosity of less than 1.5%) it contributes to the force action of the model during smelting shell form, i.e. the thermal expansion of the model mass is not compensated by lower porosity [1].

Степень разряжения - 95 кПа, создаваемая при изготовлении моделей, является оптимальной, т.к. ее увеличение представляется технологически нецелесообразным, а уменьшение препятствует получению моделей заданной пористости и способствует сохранению воздуха в структуре модели, что может неблагоприятно отразиться на оболочковой форме при выплавлении последних. The degree of vacuum - 95 kPa, created in the manufacture of models, is optimal, because its increase seems technologically unreasonable, and the decrease prevents obtaining models of a given porosity and contributes to the preservation of air in the structure of the model, which may adversely affect the shell form during smelting of the latter.

Процесс удаления моделей, полученных заявляемым способом из оболочковых форм в горячей воде, сопровождается их объемным сокращением при расплавлении. Образующаяся жидкая фаза модельного материала впитывается в модель под действием капиллярных сил и разряжения в структуре модели, температурные расширения модели полностью компенсируются 1,5-3% пористостью [1]. The process of removing models obtained by the claimed method from shell forms in hot water is accompanied by their volumetric reduction during melting. The resulting liquid phase of the model material is absorbed into the model under the action of capillary forces and vacuum in the structure of the model, the temperature expansion of the model is fully compensated by 1.5-3% porosity [1].

На основании вышеизложенного выплавляемая модель не оказывает силового воздействия на оболочковую форму и не пропитывает ее, что позволяет повысить на 20-40% прочность оболочек, сократить их потери при прокаливании, повысить качество отливок по чистоте поверхности и точности. Based on the foregoing, the lost wax model does not exert a force effect on the shell mold and does not impregnate it, which makes it possible to increase the strength of the shells by 20-40%, reduce their loss during calcination, and improve the quality of castings in terms of surface cleanliness and accuracy.

Причинно-следственная связь между существенными признаками и достигаемым техническим решением осуществляется посредством способности гранулированного парафина спекаться при вакуумировании и прессовании практически без образования жидкой фазы и, как следствие, без фазовых деформационных процессов с образованием открытой капиллярной пористости, что позволяет сократить брак при изготовлении моделей, повысить их размерную и геометрическую точность, повысить прочность оболочковых форм и снизить их потери при выплавлении моделей и прокаливании, повысить качество поверхности отливок и их точность. A causal relationship between the essential features and the technical solution achieved is achieved through the ability of granular paraffin to sinter during evacuation and pressing practically without the formation of a liquid phase and, as a result, without phase deformation processes with the formation of open capillary porosity, which allows to reduce marriage in the manufacture of models, to increase their dimensional and geometric accuracy, increase the strength of shell molds and reduce their losses during the smelting of models, etc. incandescent, improve the quality of castings and surface accuracy.

Промышленная применимость разработанного способа изготовления выплавляемых моделей обусловливается: сокращением затрат на приготовление модельной композиции; значительным снижением, а в некоторых случаях полным упразднением брака при изготовлении моделей; полным упразднением брака оболочковых форм при выплавлении моделей, а также на стадии их формирования, повышением их размерной и геометрической точности, прочностных свойств после прокаливания; повышением размерной и геометрической точности отливок, качества их поверхности, что приводит к значительному сокращению затрат на механическую обработку. The industrial applicability of the developed method for manufacturing investment castings is determined by: reducing the cost of preparing a model composition; a significant reduction, and in some cases the complete abolition of marriage in the manufacture of models; the complete abolition of the marriage of shell forms during the smelting of models, as well as at the stage of their formation, increasing their dimensional and geometric accuracy, strength properties after calcination; increasing the dimensional and geometric accuracy of castings, the quality of their surface, which leads to a significant reduction in the cost of machining.

Реализация предлагаемого технического решения осуществляется следующим образом. The implementation of the proposed technical solution is as follows.

Предварительно подготовленный парафиновый порошок, например, фракции 0,8 мм дозируется непосредственно в пресс-форму в объеме ~ 25 объемов изготавливаемой выплавляемой модели, что обеспечивает ее изготовление с 3%-ной пористостью. Пресс-форма герметизируется, после чего в ней создается разряжение - 95 кПа. Под действием вакуума производится прессование модели посредством совмещения (смыкания) элементов пресс-формы. После прессования разряжение снижается, пресс-форма раскрывается, модель удаляется при помощи толкателей пресс-формы. Pre-prepared paraffin powder, for example, 0.8 mm fractions, is dosed directly into the mold in a volume of ~ 25 volumes of the produced investment model, which ensures its manufacture with 3% porosity. The mold is sealed, after which a vacuum of 95 kPa is created in it. Under the action of vacuum, the model is pressed by combining (closing) the mold elements. After pressing, the vacuum decreases, the mold opens, the model is removed using the pushers of the mold.

Технологические свойства выплавляемых моделей, изготавливаемых заявляемым способом, представлены в таблице. The technological properties of investment models manufactured by the claimed method are presented in the table.

На основании анализа результатов технологических свойств выплавляемых моделей, представленных в таблице, заявляемые диапазоны изготовления моделей представляются предпочтительными. Based on the analysis of the results of the technological properties of the lost wax models presented in the table, the claimed ranges for the manufacture of models are preferred.

ЛИТЕРАТУРА
1. Литье по выплавляемым моделям. /В.Н.Иванов, С.А.Кузеннов, Б.С.Курчман и др.; под общ. ред. Я.И.Шкленника, В.А.Озерова. - 3-изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1984. С. 133-136.
LITERATURE
1. Lost wax casting. / V.N. Ivanov, S.A. Kuzennov, B.S. Kurchman and others; under the general. ed. Ya.I. Shklennik, V.A. Ozerova. - 3-ed., Revised. and additional.- M.: Mechanical Engineering, 1984. S. 133-136.

Claims (1)

Способ изготовления выплавляемых моделей, включающий прессование модельного материала в пресс-форме в вакууме, отличающийся тем, что в качестве модельного материала используют порошок парафина фракции 0,1-1,6 мм, который дозируют в пресс-форму в количестве, обеспечивающем получение моделей с пористостью 1,5-3%, при этом прессование модельного материала осуществляют в вакууме -95 кПа без предварительного нагрева посредством совмещения поверхностей разъемов пресс-формы. A method of manufacturing investment castings, comprising pressing a model material in a mold in vacuum, characterized in that the model material is used paraffin powder fraction 0.1-1.6 mm, which is dosed into the mold in an amount that provides models with porosity of 1.5-3%, while pressing the model material is carried out in vacuum -95 kPa without pre-heating by combining the surfaces of the mold connectors.
RU2000123678A 2000-09-14 2000-09-14 Method for manufacture of investment patters RU2193468C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000123678A RU2193468C2 (en) 2000-09-14 2000-09-14 Method for manufacture of investment patters

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000123678A RU2193468C2 (en) 2000-09-14 2000-09-14 Method for manufacture of investment patters

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2000123678A RU2000123678A (en) 2002-08-20
RU2193468C2 true RU2193468C2 (en) 2002-11-27

Family

ID=20240078

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000123678A RU2193468C2 (en) 2000-09-14 2000-09-14 Method for manufacture of investment patters

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2193468C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2632051C1 (en) * 2016-05-13 2017-10-02 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения Российской академии наук Method for manufacturing molten out models

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ИВАНОВ В.И. и др. Литье по выплавляемым моделям. - М.: Машиностроение, 1984, с.160. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2632051C1 (en) * 2016-05-13 2017-10-02 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения Российской академии наук Method for manufacturing molten out models

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2193468C2 (en) Method for manufacture of investment patters
RU2193467C2 (en) Method for manufacture of investment patterns
RU2218233C2 (en) Method for making investment patterns
RU2189885C2 (en) Method of manufacture of disposable patterns
RU2185923C1 (en) Method for manufacture of removable investment patterns
RU2203763C2 (en) Method for making investment patterns
RU2188736C2 (en) Method for making investment patterns
RU2190499C1 (en) Method for manufacture of removable investment castings
CN108101541A (en) A kind of ejection forming method of non-bond cemented carbide
RU2185919C2 (en) Method for manufacture of removable investment patterns
RU2193469C2 (en) Method for manufacture of removable patterns
RU2190497C1 (en) Method for manufacture of removable investment castings
RU2188734C2 (en) Method for making investment patterns
RU2185924C1 (en) Method for manufacture of removable investment patterns
RU2188735C2 (en) Method for making investment patterns
CA1267505A (en) Molding medium method for making same and evaporative pattern casting process
RU2188738C2 (en) Method for making investment patterns
RU2231412C2 (en) Method for making investment patterns
RU2203764C1 (en) Method for making investment patterns
RU2203765C1 (en) Method for making investment patterns
RU2185922C1 (en) Method for manufacture of removable investment patterns
RU2231413C2 (en) Method for making investment patterns
RU2185921C1 (en) Method for manufacture of removable investment patterns
RU2188737C2 (en) Method for making investment patterns
RU2226137C2 (en) Method for making investment pattern