RU2647074C1 - Method of manufacturing shell molds for consumable patterns - Google Patents
Method of manufacturing shell molds for consumable patterns Download PDFInfo
- Publication number
- RU2647074C1 RU2647074C1 RU2017111960A RU2017111960A RU2647074C1 RU 2647074 C1 RU2647074 C1 RU 2647074C1 RU 2017111960 A RU2017111960 A RU 2017111960A RU 2017111960 A RU2017111960 A RU 2017111960A RU 2647074 C1 RU2647074 C1 RU 2647074C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- granular material
- drying
- model
- shell molds
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
- B22C9/02—Sand moulds or like moulds for shaped castings
- B22C9/04—Use of lost patterns
Landscapes
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к литью по выплавляемым моделям и может быть эффективно использовано на операциях послойного нанесения и сушки покрытий в процессе изготовления оболочковых форм.The invention relates to investment casting and can be effectively used in operations of layer-by-layer deposition and drying of coatings in the manufacturing process of shell molds.
Известен способ сушки форм по выплавляемым моделям, в котором внешнее давление воздуха на обсыпочный материал осуществляется на всем протяжении сушки и отверждения каждого из покрытий (Авторское свидетельство СССР №944746, кл. B22C 9/12, д.п. 23.07.1982).A known method of drying molds using investment casting, in which the external air pressure on the coating material is carried out throughout the drying and curing of each of the coatings (USSR Author's Certificate No. 944746, class B22C 9/12, dp 23.07.1982).
Однако величина внешнего давления, используемого в известном способе, весьма мала и недостаточна для повышения прочности и трещиноустойчивости оболочковых форм.However, the magnitude of the external pressure used in the known method is very small and insufficient to increase the strength and crack resistance of shell forms.
Известно изготовление оболочковых форм по выплавляемым моделям, заключающееся в операциях послойного нанесения суспензии на модель, обсыпку каждого слоя зернистым материалом, сушку и отверждение каждого слоя осуществляют под внешним избыточным давлением воздуха не более 1,5 МПа. При этом сушку и отверждение последнего слоя осуществляют одновременно с выплавлением моделей при температуре на 10-15°C выше температуры плавления модели (Патент РФ №2033292, кл. В22С 9/04, 20.04.1995).It is known to manufacture shell molds according to investment casting, consisting in the operations of layer-by-layer deposition of a suspension on a model, sprinkling of each layer with granular material, drying and curing of each layer is carried out under an external excess air pressure of not more than 1.5 MPa. In this case, drying and curing of the last layer is carried out simultaneously with the smelting of models at a temperature of 10-15 ° C above the melting temperature of the model (RF Patent No. 2033292, CL V22C 9/04, 04/20/1995).
К недостаткам данного способа можно отнести низкую интенсификацию процесса сушки. Концентрация паров связующего в объеме сушильного агента над поверхностью формируемого слоя увеличивается по мере сушки, снижая скорость процесса испарения.The disadvantages of this method include the low intensification of the drying process. The concentration of binder vapors in the volume of the drying agent above the surface of the formed layer increases with drying, reducing the speed of the evaporation process.
Наиболее близким к заявляемому способу является «Способ изготовления оболочковых форм по выплавляемым моделям», в котором изготовление оболочковых форм по выплавляемым моделям включает операции послойного нанесения суспензии на модель, обсыпку каждого слоя зернистым материалом, сушку и обработку формы, выплавление моделей, причем операции обсыпки слоев зернистым материалом и сушки совмещены. Операция сушки проводится в слое опорного зернистого материала основы формы под действием градиента внешнего избыточного давления в управляемо-направленном потоке сушильного агента. Для сушки форм с этилсиликатным связующим создается градиент внешнего избыточного давления в управляемо-направленном потоке воздуха до 0,1 МПа/м при избыточном давлении воздуха на входе в рабочую камеру до 0,3 МПа. В этом способе создается возможность в широких пределах управлять процессами формообразования и получать литейные керамические оболочковые формы с повышенной прочностью, плотностью и меньшей шероховатостью рабочей поверхности при сокращении цикла сушки каждого слоя формы в 2-4 раза (Патент РФ №2359777, МПК B22C 9/04, опубл. 27.06.2009).Closest to the claimed method is a "Method for manufacturing shell molds using investment casting", in which the manufacture of shell molds using investment casting includes the operations of layer-by-layer application of the suspension on the model, sprinkling each layer with granular material, drying and processing the mold, smelting the models, and operations of sprinkling layers granular material and drying combined. The drying operation is carried out in a layer of supporting granular material of the base of the mold under the action of a gradient of external excess pressure in a controlled flow of a drying agent. For drying molds with an ethyl silicate binder, a gradient of external excess pressure is created in a controlled air flow up to 0.1 MPa / m with an excess air pressure at the inlet of the working chamber of up to 0.3 MPa. In this method, it is possible to broadly control the processes of shaping and to obtain cast ceramic shell molds with increased strength, density and lower roughness of the working surface while reducing the drying cycle of each layer of the mold by 2-4 times (RF Patent No. 2359777, IPC B22C 9/04 published on June 27, 2009).
К недостаткам данного способа относится необходимость герметизации сушильной камеры для создания над поверхностью слоя опорного зернистого материала воздушного избыточного давления. Кроме того, технологические сосуды с повышенным давлением воздуха до 0,5 МПа относятся к установкам с повышенной опасностью, к ним предъявляются жесткие требования по конструкции, защите и технологии использования.The disadvantages of this method include the need to seal the drying chamber to create above the surface layer of the support granular material of air overpressure. In addition, process vessels with increased air pressure up to 0.5 MPa are related to installations with increased danger, they are subject to stringent requirements for design, protection and use technology.
Технический результат - повышение и реализация возможности управления качеством производимых оболочковых форм, а также повышение скорости сушки в сравнении с аналогами.The technical result is an increase and implementation of the ability to control the quality of the produced shell molds, as well as an increase in the drying speed in comparison with analogues.
Технический результат достигается тем, что в способе изготовления оболочковых форм по выплавляемым моделям, включающем послойное нанесение суспензии на модель, обсыпку каждого слоя зернистым материалом, сушку и отверждение, выплавление моделей, при котором обсыпка слоев зернистым материалом и сушка совмещены, сушку проводят в слое опорного зернистого материала основы под действием градиента давления воздуха, при этом разность давлений воздуха над и под слоем опорного зернистого материала создается вакуумированием пространства под слоем зернистого материала.The technical result is achieved by the fact that in the method of manufacturing shell molds by investment casting, which includes layer-by-layer application of the suspension on the model, sprinkling of each layer with granular material, drying and curing, smelting of models in which the sprinkling of layers with granular material and drying are combined, drying is carried out in a support layer granular material of the base under the action of a gradient of air pressure, while the difference in air pressure above and below the layer of supporting granular material is created by evacuating the space under OEM particulate material.
Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что процесс сушки формы происходит в условиях атмосферного давления pат, при этом после нанесения слоя огнеупорного материала основы модельный блок остается погруженным в выключенном "кипящем слое". Пространство под слоем толщиной h зернистого огнеупорного материала вакуумируется (создается остаточное давление pвак), при этом создается градиент давления воздуха в зернистом слое (pат-pвак)/h=0,06…0,4 МПа/м при реально возможной разнице давлений pат-pвак=0,03…0,08 МПа и толщине зернистого слоя 0,2…0,5 м. Такого градиента достаточно для реализации процесса интенсивной сушки форм.The essence of the proposed technical solution lies in the fact that the drying process takes place under atmospheric pressure p at , and after applying a layer of refractory base material, the model block remains immersed in the off "fluidized bed". The space under the layer with a thickness h of granular refractory material is evacuated (a residual pressure p vac is created ), while a gradient of air pressure in the granular layer is created (p at -p vac ) / h = 0.06 ... 0.4 MPa / m with a real possible difference pressure p at -p vak = 0.03 ... 0.08 MPa and a granular layer thickness of 0.2 ... 0.5 m. Such a gradient is sufficient to implement the process of intensive drying of the forms.
Способ поясняется чертежом, где дана схема вакуумного сушила.The method is illustrated in the drawing, which gives a diagram of a vacuum dryer.
Конструкция установки включает корпус 1, в котором закреплены перфорированные перегородки 2, между ними зажата войлочная прокладка 3. В установку засыпают порцию зернистого огнеупора 4. В нижнюю часть корпуса под перегородками 2 вварены патрубки 5 и 7, в которых установлены вентили 6 и 8.The design of the installation includes a
Способ осуществляется по следующему циклу. Вентилем 6 включают подачу воздуха для кипения слоя песка. В песок погружают модель (или модель с имеющимися на ней слоями огнеупорного покрытия), окрашенную огнеупорной краской. Отключают вентилем 6 подачу воздуха и включают вентилем 8 откачку воздуха из-под прокладки 3. После высыхания огнеупорной краски (время сушки определяется опытным путем) вентилем 8 отключают вакуумирование, включают вентилем 6 кипение слоя песка и извлекают модель с высохшим слоем краски. Следующий цикл сушки можно возобновить.The method is carried out in the next cycle. The valve 6 includes an air supply for boiling a layer of sand. A model (or a model with layers of refractory coating on it) painted with refractory paint is immersed in sand. Switch off the air supply by valve 6 and turn on
Для оценки влияния условий сушки на формирование свойств литейных керамических оболочковых форм выполнен эксперимент на лабораторной установке с объемом рабочей цилиндрической емкости 1,6 дм3, имеющей отдельные штуцеры подвода и откачки потока воздуха.To assess the effect of drying conditions on the formation of the properties of cast ceramic shell molds, an experiment was performed on a laboratory setup with a working cylinder capacity of 1.6 dm 3 , which had separate fittings for supplying and pumping out an air stream.
Для изготовления опытных образцов были использованы: электрокорунд различных марок (от 012 до 50), связующее - гидролизованый этилсиликат ЭТС - 40, сушильный агент - атмосферный воздух с температурой 20°C и относительной влажностью 60%, воздух на кипение слоя песка подавался из лабораторного компрессора, откачка воздуха из установки выполнялась водокольцевым вакуумным насосом марки ВВН-1,5М с мощностью двигателя 5,5 кВт. Время операции сушки опытных образцов форм - 30 мин. В ходе сушки определено остаточное давление воздуха под войлочной мембраной 0,05 МПа. Градиент давления при толщине слоя зернистого огнеупора h=0,15 м составлял 0,33 МПа/м. Были изготовлены образцы из 5 слоев огнеупорного покрытия по серийной технологии (сушка на воздухе в течение 3 час) и по технологии вакуумной сушки в слое зернистого огнеупора. На полученных образах определены плотность, газопроницаемость, прочность на изгиб, шероховатость поверхности.For the manufacture of prototypes were used: electrocorundum of various grades (from 012 to 50), a binder - hydrolyzed ethyl silicate ETS - 40, a drying agent - atmospheric air with a temperature of 20 ° C and a relative humidity of 60%, air was supplied to the boiling layer of sand from a laboratory compressor The air was evacuated from the installation by a VVN-1.5M water ring vacuum pump with an engine power of 5.5 kW. The drying operation time of the prototype molds is 30 minutes. During drying, the residual air pressure under the felt membrane of 0.05 MPa was determined. The pressure gradient with a layer thickness of granular refractory h = 0.15 m was 0.33 MPa / m. Samples were made from 5 layers of refractory coating using serial technology (air drying for 3 hours) and vacuum drying technology in a layer of granular refractory. On the obtained images, density, gas permeability, bending strength, surface roughness are determined.
Использование изобретения позволит улучшить качество литейных керамических оболочковых форм по выплавляемым моделям по показателям прочности, плотности, шероховатости поверхности. В то же время (в сравнении с прототипом) процесс сушки форм имеет меньшую трудоемкость, сушильная установка безопасна и надежна в эксплуатации.The use of the invention will improve the quality of cast ceramic shell molds by investment casting in terms of strength, density, and surface roughness. At the same time (in comparison with the prototype) the drying process of the molds is less labor intensive, the drying unit is safe and reliable in operation.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017111960A RU2647074C1 (en) | 2017-04-07 | 2017-04-07 | Method of manufacturing shell molds for consumable patterns |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017111960A RU2647074C1 (en) | 2017-04-07 | 2017-04-07 | Method of manufacturing shell molds for consumable patterns |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2647074C1 true RU2647074C1 (en) | 2018-03-13 |
Family
ID=61627674
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017111960A RU2647074C1 (en) | 2017-04-07 | 2017-04-07 | Method of manufacturing shell molds for consumable patterns |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2647074C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2731997C1 (en) * | 2019-05-28 | 2020-09-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" | Device for drying shell moulds by molten patterns |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1124828A (en) * | 1965-11-30 | 1968-08-21 | Monsanto Chemicals | Coating process |
US4660623A (en) * | 1983-01-21 | 1987-04-28 | Ashton Michael C | Ceramic shell moulds, manufacture and use |
RU2127649C1 (en) * | 1997-09-24 | 1999-03-20 | Афанасьев Владимир Михайлович | Method of manufacturing multilayer solid foundry molds and device for its embodiment |
RU2359777C1 (en) * | 2007-10-05 | 2009-06-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рыбинская государственная авиационная технологическая академия имени П.А. Соловьева" (РГАТА им. П.А. Соловьева) | Manufacturing method of shell moulds by dispensable pattern |
-
2017
- 2017-04-07 RU RU2017111960A patent/RU2647074C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1124828A (en) * | 1965-11-30 | 1968-08-21 | Monsanto Chemicals | Coating process |
US4660623A (en) * | 1983-01-21 | 1987-04-28 | Ashton Michael C | Ceramic shell moulds, manufacture and use |
RU2127649C1 (en) * | 1997-09-24 | 1999-03-20 | Афанасьев Владимир Михайлович | Method of manufacturing multilayer solid foundry molds and device for its embodiment |
RU2359777C1 (en) * | 2007-10-05 | 2009-06-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рыбинская государственная авиационная технологическая академия имени П.А. Соловьева" (РГАТА им. П.А. Соловьева) | Manufacturing method of shell moulds by dispensable pattern |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2731997C1 (en) * | 2019-05-28 | 2020-09-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" | Device for drying shell moulds by molten patterns |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5069271A (en) | Countergravity casting using particulate supported thin walled investment shell mold | |
CN102091757A (en) | Integral precision casting method for large thin-wall casing part | |
CA2049228C (en) | Countergravity casting using particulate supported thin walled investment shell mold | |
RU2647074C1 (en) | Method of manufacturing shell molds for consumable patterns | |
CN109434012A (en) | A kind of lost foam casting process of high-mechanical property casting | |
US2815552A (en) | Method of making a mold by the lost-wax process | |
WO2009039032A1 (en) | Method and system for drying casting molds | |
RU2359777C1 (en) | Manufacturing method of shell moulds by dispensable pattern | |
JP2012524660A (en) | Method for manufacturing an article having a cavity | |
RU2731997C1 (en) | Device for drying shell moulds by molten patterns | |
US20170001238A1 (en) | Variable Diameter Investment Casting Mold For Casting of Reticulated Metal Foams | |
CN106238675A (en) | A kind of technique improving yield of lost foam casting of engine cylinder block | |
JP4381981B2 (en) | Improved investment casting | |
CN107486542A (en) | A kind of new essence casting process for making shell | |
US3520711A (en) | Method of coating a permeable sand core body | |
JP2007030027A (en) | Method for forming water soluble core, and method for casting aluminum alloy | |
CN110961578A (en) | Wax mould sand shell forming process | |
RU2756703C1 (en) | Method for making ceramic molds by investment wax | |
CN101992286A (en) | Vacuum low-pressure casting method for casting copper impeller of water pump | |
CN107262673B (en) | The preparation method of inlet casing resin sand core, inlet casing casting | |
CN104815959A (en) | Precision casting process of casting | |
CN101011722B (en) | Method of shaping large-scale ceramic casting | |
JP2003053478A (en) | Lost foam pattern casting method | |
RU2630399C2 (en) | Method for manufacturing cast rods from liquid glass mixtures in heated "thermo-shock-co2-process" equipment | |
CN109465392A (en) | A kind of V method vacuum casting process |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210408 |