RU2227770C2 - Method for making consumable patterns - Google Patents

Method for making consumable patterns Download PDF

Info

Publication number
RU2227770C2
RU2227770C2 RU2000132301/02A RU2000132301A RU2227770C2 RU 2227770 C2 RU2227770 C2 RU 2227770C2 RU 2000132301/02 A RU2000132301/02 A RU 2000132301/02A RU 2000132301 A RU2000132301 A RU 2000132301A RU 2227770 C2 RU2227770 C2 RU 2227770C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mold
models
patterns
press
pattern
Prior art date
Application number
RU2000132301/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2000132301A (en
Inventor
И.Г. Сапченко
С.Г. Жилин
Original Assignee
Государственное учреждение Институт машиноведения и металлургии ДВО 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 ДВО РАН filed Critical Государственное учреждение Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН
Priority to RU2000132301/02A priority Critical patent/RU2227770C2/en
Publication of RU2000132301A publication Critical patent/RU2000132301A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2227770C2 publication Critical patent/RU2227770C2/en

Links

Landscapes

  • Mold Materials And Core Materials (AREA)

Abstract

FIELD: machine engineering, namely casting processes with use of consumable patterns. SUBSTANCE: method comprises steps of making pattern of material being powdered ammonium nitrate with fraction size 0.01 - 2.5 mm at humidity degree 0.1 - 3 %; metering pattern material into press-mold in quantity providing manufacture of patterns with porosity degree 1 - 3%; without preliminarily heating pressing pattern material at matching parting surfaces of press-mold; at pressing filling with pattern material all undercuts and cavities of press-mold without short runs; removing pattern out of mold due to dissolving it. Dissolved mass impregnates shell mold without force action upon it. EFFECT: enhanced dimensional and geometrical accuracy of patterns and castings, improved roughness degree of casting surfaces.

Description

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

Известен способ изготовления пористых выплавляемых моделей, т.е. удаляемых моделей из пастообразного модельного материала [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.]. 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, i.e. deleted models from pasty model material [Lost wax casting / V.N. Ivanov, S.A. Kuzennov, B.S. Kurchman and others; under the general. ed. J.I. Shklennik, V.A. Ozerova. - 3-ed., Revised. and add. - M .: Engineering, 1984. S.133-136.]. Pasty model materials are prepared by cooling the melt while continuously mixing it to a paste 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 удаляемых 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 storage temperature of the deleted models leads to a distortion of their geometric shape, for example, to bloating or the formation of sagging. 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.

Удаление модели из оболочковой формы сопровождается температурным расширением модельного материала и воздуха, блокированного в структуре модели. Так как 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.Removing the model from the shell mold is accompanied by thermal expansion of the model material and air blocked in the structure of the model. Since the process of heating the shell occurs non-uniformly, pressures from thermal expansion exceeding the permissible values develop in zones farthest from the gate funnel, 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 сути и достигаемому результату является способ изготовления выплавляемых моделей из легкоплавких композиций на основе парафина, церезина, полиэтиленового или буроугольного восков, включающий расплавление модельной композиции, интенсивное перемешивание расплава в герметичной емкости, охлаждаемой снаружи проточной водой, и запрессовку пастообразной композиции с t 52-56°С в пресс-форму, в расплав модельной композиции при 60-65°С вводят порошок той же композиции с температурой ±10°С фракции 0,1-1,0 мм, не прекращая интенсивного перемешивания расплава [А.с. 1687358, опубл. 30.10.91.]. Это позволяет интенсифицировать процесс охлаждения расплава композиции, обеспечить более равномерное распределение пористости по объему изготавливаемой модели и увеличить производительность изготовления моделей с мелкодисперсной структурой. Реализация изобретения позволяет снизить брак моделей по утяжинам и вздутиям.The closest in technical essence and the achieved result is a method for manufacturing investment models from fusible compositions based on paraffin, ceresin, polyethylene or brown coal waxes, including melting the model composition, intensively mixing the melt in a sealed container, cooled outside with running water, and pressing the pasty composition with t 52-56 ° C into the mold, into the melt of the model composition at 60-65 ° C, powder of the same composition with a temperature of ± 10 ° C of a fraction of 0.1-1.0 mm is introduced, without stopping I intensive mixing of the melt [A.S. 1687358, publ. 10.30.91.]. This allows you to intensify the process of cooling the melt of the composition, to provide a more uniform distribution of porosity throughout the volume of the manufactured model and increase the productivity of manufacturing models with a finely divided structure. The implementation of the invention allows to reduce the marriage of models for weights and swellings.

Однако рассматриваемый способ-прототип изготовления выплавляемых моделей содержит ряд недостатков, препятствующих получению требуемого технического результата.However, the prototype method under consideration for manufacturing investment casting has a number of disadvantages that impede the desired technical result.

При реализации способа-прототипа необходим строгий контроль за соблюдением температурного режима изготовления и хранения моделей. Изготовление моделей сопровождается появлением брака по недоливам, образующегося в результате противодавления воздуха в полости пресс-формы; утяжинам и короблению, являющихся следствием усадочных процессов при затвердевании и охлаждении многокомпонентного модельного материала, имеющего широкий интервал кристаллизации. 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.When implementing the prototype method, strict control over compliance with the temperature regime for the manufacture and storage of models is required. The production of models is accompanied by the appearance of defects in underfillings resulting from backpressure of air in the mold cavity; weights and warpage resulting from shrinkage processes during hardening and cooling of a multicomponent model material having a wide crystallization interval. 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.

Сущность изобретения заключается в том, что предлагается изготавливать удаляемые модели холодным прессованием порошка нитрата аммония фракции 0,01-2,5 мм при влажности 0,1-3% и их дозировании непосредственно в пресс-форму, обеспечивающем изготовление моделей с 1-3% открытой пористостью, посредством совмещения поверхностей разъемов (смыкания) пресс-формы.The essence of the invention lies in the fact that it is proposed to produce removable models by cold pressing of powder of ammonium nitrate fraction of 0.01-2.5 mm at a moisture content of 0.1-3% and dosing directly into the mold, providing the manufacture of models with 1-3% open porosity, by combining the surfaces of the connectors (closing) of the mold.

Признаки, характеризующие изобретение.Signs characterizing the invention.

Ограничительные: способ изготовления удаляемых моделей включает использование порошкообразного модельного материала.Restrictive: a method of manufacturing deleted models involves the use of a powdery model material.

Отличительные: в качестве модельного материала используется порошок нитрата аммония фракции 0,01-2,5 мм при влажности 0,1-3%, материал дозируется в пресс-форму в количестве, обеспечивающем получение удаляемых моделей с 1-3% пористостью, изготовление которых производится прессованием порошка модельного материала без предварительного нагрева, посредством совмещения поверхностей разъемов (смыкания) пресс-формы.Distinctive: as a model material, ammonium nitrate powder of a fraction of 0.01-2.5 mm is used at a moisture content of 0.1-3%, the material is dosed into the mold in an amount that provides retrievable models with 1-3% porosity, the manufacture of which it is made by pressing the powder of the model material without preliminary heating, by combining the surfaces of the connectors (clamping) of the mold.

Причинно-следственная связь между существенными признаками и достигаемым техническим решением осуществляется посредством способности порошка нитрата аммония спекаться при 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 удалении 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 the ammonium nitrate powder to sinter during 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 and increase their dimensional and geometric accuracy, increase the strength of shell molds and reduce their losses during model removal and calcination, increase ETS surface of castings and precision.

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

Порошок нитрата аммония фракции 0,01-2,5 мм и влажности 0,1-3% дозируется в пресс-форму в количестве, обеспечивающем получение удаляемых моделей с 1-3% пористостью. Помещенный в пресс-форму материал прессуется посредством совмещения (смыкания) подвижных элементов пресс-формы. После прессования пресс-форма размыкается, модель удаляется при помощи толкателей.Ammonium nitrate powder of a fraction of 0.01-2.5 mm and a moisture content of 0.1-3% is dosed into the mold in an amount that ensures the production of removable models with 1-3% porosity. The material placed in the mold is pressed by combining (closing) the movable elements of the mold. After pressing, the mold opens, the model is removed using pushers.

Задача, решаемая заявленным способом изготовления выплавляемых моделей, заключается в повышении размерной и геометрической точности получаемых моделей и отливок и 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 and the physicomechanical properties of shell molds.

Изготовление удаляемых моделей предлагаемым методом имеет ряд преимуществ перед существующими способами. Полностью устраняется брак моделей при их изготовлении. Поступающий в определенном количестве (для обеспечения 1-3% пористости моделей) в пресс-форму модельный порошкообразный материал равномерно распределяется по ее объему. При осуществлении 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 manufacture of deleted models by the proposed method has several advantages over existing methods. Completely eliminated the marriage of models in their manufacture. Received in a certain amount (to ensure 1-3% porosity of the models) in the mold model powdery material is evenly distributed over its volume. When pressing (closing 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 порошка нитрата аммония фракции 0,01-2,5 мм. При использовании более крупной фракции наблюдается разрушение гранул нитрата аммония на поверхности моделей с образованием поверхностных дефектов в виде выщерблин, использование более мелкой фракции - технологически не осуществимо.The foregoing is true for an ammonium nitrate powder of a fraction of 0.01-2.5 mm. When using a larger fraction, the destruction of granules of ammonium nitrate on the surface of the models is observed with the formation of surface defects in the form of crevices, the use of a smaller fraction is not technologically feasible.

Использование порошкообразного материала рекомендованной влажности обусловливается качеством получаемых моделей. Увеличение или уменьшение влажности ведет к ухудшению прочностных свойств моделей.The use of powdered material of recommended humidity is determined by the quality of the resulting models. An increase or decrease in humidity leads to a deterioration in the strength properties of the models.

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, обеспечивающих получение моделей с пористостью менее 1%, - технологически (для данных условий прессования) не осуществимо.Dosing of powdered model material into the mold in smaller quantities, providing models with porosity of more than 3%, leads to a decrease in the physicomechanical properties of models, and in large ones providing models with porosity of less than 1%, technologically (for these pressing conditions) not feasible.

Процесс удаления моделей, полученных заявляемым способом из оболочковых форм в воде, сопровождается их растворением, что приводит к объемному сокращению моделей.The process of removing models obtained by the claimed method from shell forms in water is accompanied by their dissolution, which leads to a volume reduction of the models.

На основании вышеизложенного модель не оказывает силового воздействия на оболочковую форму и растворенная масса пропитывает ее, что позволяет повысить на 20-60% прочность оболочек до и после прокаливания, сократить их потери, повысить качество отливок по чистоте поверхности и точности.Based on the foregoing, the model does not exert a force effect on the shell mold and the dissolved mass impregnates it, which makes it possible to increase the strength of the shells before and after calcination by 20-60%, reduce their loss, improve the quality of castings in terms of surface cleanliness and accuracy.

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

ЛИТЕРАТУРА:LITERATURE:

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.133-136.1. Lost wax casting / V.N. Ivanov, S. A. Kuzennov, B. S. Kurchman, etc. / Under the general. ed. J.I. Shklennik, V.A. Ozerova. - 3-ed., Revised. and add. - M.: Mechanical Engineering, 1984. S.133-136.

2. А.с. 1687358, опубл.30.10.91.2. A.S. 1687358, publ. 30.10.91.

Claims (1)

Способ изготовления удаляемых моделей, включающий использование порошкообразного модельного материала, отличающийся тем, что модельный материал дозируют в пресс-форму в количестве, обеспечивающем получение удаляемых моделей с 1-3% пористостью с последующим прессованием без предварительного подогрева посредством совмещения поверхностей разъемов пресс-формы, при этом в качестве модельного материала используют порошок нитрата аммония (NH4NO3) фракции 0,01-2,5 мм при влажности 0,1-3%.A method of manufacturing removable models, including the use of a powdery model material, characterized in that the model material is dosed into the mold in an amount that ensures the production of removable models with 1-3% porosity, followed by pressing without preheating by combining the surfaces of the mold connectors, this as a model material using a powder of ammonium nitrate (NH 4 NO 3 ) fractions of 0.01-2.5 mm at a moisture content of 0.1-3%.
RU2000132301/02A 2000-12-21 2000-12-21 Method for making consumable patterns RU2227770C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000132301/02A RU2227770C2 (en) 2000-12-21 2000-12-21 Method for making consumable patterns

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000132301/02A RU2227770C2 (en) 2000-12-21 2000-12-21 Method for making consumable patterns

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2000132301A RU2000132301A (en) 2003-01-27
RU2227770C2 true RU2227770C2 (en) 2004-04-27

Family

ID=32464797

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000132301/02A RU2227770C2 (en) 2000-12-21 2000-12-21 Method for making consumable patterns

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2227770C2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3612147A (en) * 1968-10-08 1971-10-12 Waltech Corp Method of making wax castings
SU768528A1 (en) * 1978-07-03 1980-10-07 Предприятие П/Я А-3732 Mixture for producing water soluble cores
SU1687358A1 (en) * 1989-01-03 1991-10-30 Предприятие П/Я Р-6758 Method of producing consumable patterns
RU2123902C1 (en) * 1997-11-13 1998-12-27 Открытое акционерное общество "Пермские моторы" Pattern composition for investment patterns

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3612147A (en) * 1968-10-08 1971-10-12 Waltech Corp Method of making wax castings
SU768528A1 (en) * 1978-07-03 1980-10-07 Предприятие П/Я А-3732 Mixture for producing water soluble cores
SU1687358A1 (en) * 1989-01-03 1991-10-30 Предприятие П/Я Р-6758 Method of producing consumable patterns
RU2123902C1 (en) * 1997-11-13 1998-12-27 Открытое акционерное общество "Пермские моторы" Pattern composition for investment patterns

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ИВАНОВ В.Н. и др. Литье по выплавляемым моделям. - М.: Машиностроение, 1984, с.133-136, 160. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100887410B1 (en) Casting mold material and manufacturing method thereof
US3963818A (en) Water soluble core for pressure die casting and process for making the same
CN108015231A (en) A kind of investment precision casting technology
RU2227770C2 (en) Method for making consumable patterns
RU2227769C2 (en) Method for making consumable patterns
RU2231412C2 (en) Method for making investment patterns
RU2226137C2 (en) Method for making investment pattern
RU2185921C1 (en) Method for manufacture of removable investment patterns
RU2190498C1 (en) Method for manufacture of removable investment castings
RU2185920C1 (en) Method for manufacture of removable investment patterns
RU2231411C2 (en) Method for making investment patterns
RU2233727C2 (en) Consumable pattern making method
RU2231413C2 (en) Method for making investment patterns
RU2188738C2 (en) Method for making investment patterns
RU2185922C1 (en) Method for manufacture of removable investment patterns
RU2190496C1 (en) Method for manufacture of removable investment castings
RU2188737C2 (en) Method for making investment patterns
US20090250587A1 (en) Core and a Method for the Production Thereof
RU2203763C2 (en) Method for making investment patterns
RU2203765C1 (en) Method for making investment patterns
RU2218233C2 (en) Method for making investment patterns
RU2203764C1 (en) Method for making investment patterns
RU2185919C2 (en) Method for manufacture of removable investment patterns
RU2188736C2 (en) Method for making investment patterns
RU2190499C1 (en) Method for manufacture of removable investment castings

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20031222