RU2743385C1

RU2743385C1 - Casting multilayer shell mold

Info

Publication number: RU2743385C1
Application number: RU2020132206A
Authority: RU
Inventors: Алексей Иванович Евстигнеев; Эдуард Анатольевич Дмитриев; Валерий Иванович Одиноков; Виктор Викторович Петров; Андрей Владимирович Свиридов
Priority date: 2020-09-28
Filing date: 2020-09-28
Publication date: 2021-02-17

Abstract

FIELD: foundry.SUBSTANCE: invention relates to foundry and can be used in the manufacture of metal castings for investment patterns. Casting multilayer shell mold contains thin-walled cladding, inner intermediate and outer outer layers. Facing and adjacent intermediate layers contain binding materials with increased binding properties in relation to the binding properties of the binding materials of the remaining intermediate and outer layers of the shell, which makes the shell mold more resistant to thermal shock from the liquid metal poured into it and reduces the loss of forms due to their cracking when filled with liquid metal.EFFECT: increased shell mold strength and elimination of internal delamination of its layers.1 cl

Description

Изобретение относится к области производства, в частности к литейным многослойным оболочковым формам для изготовления металлических отливок по выплавляемым моделям.The invention relates to the field of production, in particular to casting multilayer shell molds for the manufacture of metal castings for investment patterns.

Литейная многослойная оболочковая форма (ОФ) состоит из тонкостенных многочисленных облицовочного, промежуточных и наружного слоев оболочки.Casting multilayer shell mold (CF) consists of multiple thin-walled facing, intermediate and outer shell layers.

При этом облицовочный и прилегающий к нему промежуточный слои выполнены на основе связующих материалов с повышенными вяжущими свойствами по отношению к вяжущим свойствам связующих материалов остальных промежуточных и наружного слоев оболочки.In this case, the facing and adjacent intermediate layers are made on the basis of binding materials with increased binding properties in relation to the binding properties of the binding materials of the remaining intermediate and outer layers of the shell.

Наиболее близкой к заявляемой литейной многослойной оболочковой форме является литейная многослойная оболочковая форма («Литье по выплавляемым моделям» под ред. Я.И. Шкленника и В.А. Озерова, М.: Машиностроение, 1984, с. 176-298).The closest to the claimed casting multilayer shell mold is a casting multilayer shell mold ("Investment casting" under the editorship of Ya.I. Shklennik and VA Ozerov, Moscow: Mechanical Engineering, 1984, pp. 176-298).

Недостатком такой известной литейной многослойной оболочковой формы является ее низкая прочность и вероятность внутреннего отслоения между облицовочным и следующим за ним промежуточным слоем оболочки.The disadvantage of such a known casting multilayer shell mold is its low strength and the likelihood of internal delamination between the facing and the intermediate shell layer following it.

Технический результат, получаемый при осуществлении заявленной литейной многослойной оболочковой формы, заключается в повышении ее прочности и устранения внутреннего отслоения слоев оболочки.The technical result obtained by the implementation of the claimed casting multilayer shell mold consists in increasing its strength and eliminating internal delamination of the shell layers.

Заявляемая литейная многослойная оболочковая форма характеризуется следующими существенными признаками.The inventive casting multilayer shell mold is characterized by the following essential features.

Ограничительные признаки: литейная многослойная оболочковая форма состоит из многочисленных тонкостенных слоев оболочки.Restrictive features: The casting multilayer shell mold consists of multiple thin-walled shell layers.

Отличительные признаки: облицовочный и прилегающий к нему промежуточный слои, выполнены на основе связующих материалов с повышенными вяжущими свойствами по отношению к вяжущим свойствам связующих материалов остальных промежуточных и наружного слоев оболочки.Distinctive features: facing and adjacent intermediate layers are made on the basis of binding materials with increased binding properties in relation to the binding properties of binding materials of the remaining intermediate and outer layers of the shell.

Причинно-следственная связь между совокупностью признаков заявляемой литейной многослойной оболочковой формы и достигаемый технический результат заключается в следующем.The causal relationship between the set of features of the claimed casting multilayer shell mold and the achieved technical result is as follows.

Вследствие того, что при заливке жидкого металла в многослойную оболочковую форму, наружные слои формы подвергаются значительным растягивающим напряжениям, а слой соприкасающийся с жидким металлом и прилегающий к нему слой - значительным сжимающим напряжениям, то изготовление облицовочного и прилегающего к нему промежуточного слоев на основе связующих материалов с повышенными вяжущими свойствами по отношению к вяжущим свойствам связующих материалов остальных промежуточных и наружного слоев оболочки в худшем случае приводят к сохранению или увеличению прочностных характеристик формы и снижению вероятности отслоения облицовочного слоя от прилегающего к нему промежуточного слоя, а также этого промежуточного слоя от последующего промежуточного слоя (сформированного на основе связующего с пониженными вяжущими свойствами).Due to the fact that when pouring liquid metal into a multilayer shell mold, the outer layers of the mold are subjected to significant tensile stresses, and the layer in contact with the liquid metal and the adjacent layer - to significant compressive stresses, the production of the facing and adjacent intermediate layers based on binding materials with increased binding properties in relation to the binding properties of the binding materials of the remaining intermediate and outer layers of the shell, in the worst case, lead to the preservation or increase of the strength characteristics of the shape and a decrease in the likelihood of delamination of the facing layer from the adjacent intermediate layer, as well as this intermediate layer from the subsequent intermediate layer (formed on the basis of a binder with reduced astringent properties).

Например, облицовочный и прилегающий к нему внутренний промежуточный слои в целях упрочнения оболочки необходимо изготавливать на связующем повышенного качества, а именно на ЭТС 50 вместо ЭТС 40, а последующих слоев на ЭТС 40. Преимущество силикатов с большим содержанием условного SiO₂ (ЭТС 50, по отношению ЭТС 40) состоит в том, что для ОФ с одинаковой прочностью этилсиликата, содержащего большое количество условной двуокиси кремния расходуется меньше, а значит идет экономия расходов на связующем при сохранении прочности ОФ.For example, the facing and the adjacent inner intermediate layers in order to strengthen the shell must be made on a binder of improved quality, namely on ETS 50 instead of ETS 40, and the subsequent layers on ETS 40. The advantage of silicates with a high content of conventional SiO ₂ (ETS 50, according to ratio ETS 40) is that for RP with the same strength of ethyl silicate, containing a large amount of conventional silicon dioxide, less is consumed, which means that there is a saving in costs for the binder while maintaining the strength of the RP.

Все это в совокупности делает такую оболочковую форму более устойчивой к тепловому удару от заливаемого в нее жидкого металла, а, значит, сокращает потери форм из-за их растрескивания при заливке жидким металлом.All this together makes such a shell shape more resistant to thermal shock from liquid metal poured into it, and, therefore, reduces the loss of shapes due to their cracking when poured with liquid metal.

Работа такой литейной формы протекает следующим образом. Жидкий металл заливается в литейную многослойную оболочковую форму и охлаждается путем отвода тепла от затвердевающей отливки через все слои оболочки. Первым соприкасается с жидким металлом внутренний облицовочный слой оболочки, который разогреваясь, начинает увеличиваться в объеме. Второй и все последующие внутренние слои также разогреваясь с той же интенсивностью, как и облицовочный слой также в свою очередь увеличиваются в объеме. Наружный слой формы тоже нагревается, но с меньшей интенсивностью и меньшим увеличением объема.The work of such a casting mold proceeds as follows. Liquid metal is poured into a casting multilayer shell mold and cooled by removing heat from the solidifying casting through all layers of the shell. The first one that comes into contact with the liquid metal is the inner facing layer of the shell, which, when heated, begins to increase in volume. The second and all subsequent inner layers, also warming up with the same intensity as the facing layer, also increase in volume. The outer layer of the mold also heats up, but with less intensity and less volume increase.

При этом структурные связи между облицовочным и прилегающим к нему промежуточным слоем, а также между этим прилегающим и последующим за ним промежуточным слоем значительно выше структурных связей и сил сцепления между последующими промежуточными и наружным слоями оболочки из-за повышенных вяжущих свойств используемого связующего. Это позволяет снизить вероятность внутреннего отслаивания между промежуточными слоями оболочки, а значит повысить трещиностойкость и прочность оболочковых форм.In this case, the structural bonds between the facing and the intermediate layer adjacent to it, as well as between this adjacent and subsequent intermediate layer, are significantly higher than the structural bonds and adhesion forces between the subsequent intermediate and outer layers of the shell due to the increased binding properties of the used binder. This makes it possible to reduce the likelihood of internal flaking between the intermediate layers of the shell, and therefore to increase the crack resistance and strength of the shell molds.

Claims

Casting multilayer shell mold for the manufacture of metal castings according to investment patterns, containing thin-walled facing, inner intermediate and outer outer layers, characterized in that the facing and adjacent intermediate layers are made on the basis of binding materials with increased binding properties in relation to the binding properties of binding materials the rest of the intermediate and outer layers of the shell.