RU2771419C1 - Suspension for the front layer of the ceramic mold for casting on heat-removable models - Google Patents
Suspension for the front layer of the ceramic mold for casting on heat-removable models Download PDFInfo
- Publication number
- RU2771419C1 RU2771419C1 RU2021134901A RU2021134901A RU2771419C1 RU 2771419 C1 RU2771419 C1 RU 2771419C1 RU 2021134901 A RU2021134901 A RU 2021134901A RU 2021134901 A RU2021134901 A RU 2021134901A RU 2771419 C1 RU2771419 C1 RU 2771419C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- suspension
- casting
- front layer
- amount
- mold
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
- B22C1/02—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by additives for special purposes, e.g. indicators, breakdown additives
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
- B22C1/16—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к литейному производству, а именно, к изготовлению керамических форм литья по термоудаляемым (выплавляемые, выжигаемые, газифицируемые) моделям при производстве точных отливок из черных и цветных сплавов.The invention relates to foundry production, namely, to the manufacture of ceramic casting molds for thermally removed (smelted, burned out, gasified) models in the production of precision castings from ferrous and non-ferrous alloys.
Дефекты поверхности отливок, получаемых по термоудаляемым моделям, такие как пригар, «гребешок», «королек», «прилив», ужимина, повышенная шероховатость, большей частью обусловлены неудовлетворительным качеством рабочего, или лицевого, слоя литейной формы, непосредственно прилегающего к модели. Среди причин этого одно из ведущих мест занимают недостаточный уровень смачивания моделей суспензией и ее низкая кроющая способность, что на этапе нанесении суспензии на модель приводит к таким негативным явлениям, как образование на поверхности модели «залысин», наплывов и подтеков, а впоследствии – к неравномерности толщины и пониженной прочности лицевого слоя формы, его отслаиванию, вспучиванию, короблению и растрескиванию, а также высокой вероятности разрушения при термоудалении моделей и заливке формы металлическим расплавом. Проблема актуальна применительно к литью как в многослойные оболочковые, так и в объемные керамические формы, и не теряет своей остроты с появлением в списке материалов наряду с традиционными (воскообразные композиции и пенополистирол) и инновационных – термопластиков, из которых термоудаляемые литейные модели могут изготавливаться 3D-печатью по аддитивным технологиям.Surface defects of castings obtained by thermally removed models, such as burn, "scallop", "king", "tide", sting, increased roughness, are mostly due to the unsatisfactory quality of the working, or front, layer of the mold directly adjacent to the model. Among the reasons for this, one of the leading places is occupied by the insufficient level of wetting of the models with the suspension and its low covering power, which at the stage of applying the suspension to the model leads to such negative phenomena as the formation of “bald patches”, sagging and smudges on the surface of the model, and subsequently to uneven thickness and reduced strength of the front layer of the mold, its peeling, swelling, warping and cracking, as well as a high probability of destruction during thermal removal of models and pouring the mold with a metal melt. The problem is relevant in relation to casting both in multilayer shell and volumetric ceramic molds, and does not lose its sharpness with the appearance in the list of materials, along with traditional (wax compositions and expanded polystyrene) and innovative ones - thermoplastics, from which heat-removable casting models can be made 3D- printing on additive technologies.
Известен вариант ее решения, заключающийся в том, что перед нанесением первого слоя покрытия модельные блоки промывают в мыльном растворе или растворителях [1] или погружают в раствор гидролизованного этилсиликата [2].A variant of its solution is known, which consists in the fact that before applying the first coating layer, the model blocks are washed in a soapy solution or solvents [1] or immersed in a solution of hydrolyzed ethyl silicate [2].
Его основные недостатки – необходимость включения в технологическую цепочку производства отливок дополнительных трудоемких операций, характеризующихся высокой трудоемкостью, а также ухудшение условий труда производствнного персонала.Its main disadvantages are the need to include additional labor-intensive operations in the casting production chain, which are characterized by high labor intensity, as well as the deterioration of working conditions for production personnel.
Известен способ изготовления многослойных оболочковых форм по выплавляемым моделям, включающий нанесение на модель суспензии, имеющей в своем составе этилсиликат, органический растворитель, дистиллированную воду, соляную и серную концентрированные кислоты, авиационный бензин, глицерин и маршалит, при котором два первых слоя после обсыпки огнеупорным материалом обдувают сжатым воздухом [3].A known method for the manufacture of multilayer shell molds for investment models, including applying to the model a suspension containing ethyl silicate, an organic solvent, distilled water, concentrated hydrochloric and sulfuric acids, aviation gasoline, glycerin and marshalite, in which the first two layers after sprinkling with refractory material blown with compressed air [3].
Способ не обеспечивает качество внутренней поверхности оболочковой формы из-за высокой вероятности образования газовых раковин в лицевом слое покрытия, что ведет к появлению поверхностных дефектов отливок типа «королек» в острых углах и протяженных каналах.The method does not ensure the quality of the inner surface of the shell mold due to the high probability of formation of gas shells in the front layer of the coating, which leads to the appearance of surface defects of castings of the “kinglet” type in sharp corners and extended channels.
Известен способ изготовления многослойных оболочковых форм, по которому на блок моделей перед нанесением на него огнеупорной суспензии наносят защитный слой покрытия на основе нитроцеллюлозного лака [4].A known method for the manufacture of multilayer shell molds, according to which a protective layer of a coating based on nitrocellulose varnish is applied to a block of models before applying a refractory suspension to it [4].
Способ не обеспечивает точное воспроизведение микрорельефа поверхности моделей по причине низкой адгезии огнеупорной суспензии к покрытию на основе нитроцеллюлозного лака, что ведет к искажению геометрии отливок.The method does not provide an accurate reproduction of the microrelief of the model surface due to the low adhesion of the refractory suspension to the coating based on nitrocellulose varnish, which leads to a distortion of the geometry of the castings.
Известен способ получения керамических форм при литье по выплавляемм моделям с использованием в качестве связующего жидкого стекла, включающий предварительное приготовление суспензии путем смешивания жидкого стекла с водным раствором хлористого аммония и пылевидным огнеупорным материалом, при котором в суспензию для первого слоя дополнительно вводят масло для гидромеханических и гидрообъемных передач [5].A known method for producing ceramic molds in investment casting using liquid glass as a binder, including preliminary preparation of a suspension by mixing liquid glass with an aqueous solution of ammonium chloride and pulverized refractory material, in which oil for hydromechanical and hydrovolumetric gear [5].
Недостатками способа являются трудоемкость его реализации, в том числе из-за несмешиваемости масла и суспензии на водной основе, а также высокая вероятность вспенивания суспензии при смешивании, появления в ней воздушных пузырьков, образующих шаровидные углубления на лицевом слое формы, что в итоге ведет к образованию на отливках дефектов типа «королек». Кроме того, наличие масла в составе суспензии из-за газовыделения при его термодеструкции в ходе прокаливании формы неизбежно ухудшает условия труда производственного персонала.The disadvantages of the method are the laboriousness of its implementation, including due to the immiscibility of the oil and the water-based suspension, as well as the high probability of foaming the suspension when mixed, the appearance of air bubbles in it, forming spherical depressions on the front layer of the mold, which ultimately leads to the formation on castings of defects of the "kinglet" type. In addition, the presence of oil in the composition of the suspension due to gas evolution during its thermal destruction during mold calcination inevitably worsens the working conditions of production personnel.
Известен состав суспензии для лицевого слоя формы, включающий воду или водный раствор органического растворителя, неорганические кислоты, огнеупорный наполнитель, дополнительно содержащий фосфат металла или группы металлов или лигносульфонаты, в который при необходимости вводят поверхностно-активное вещество (ПАВ) анионоактивного или неионогенного класса [6].Known composition of the suspension for the front layer of the form, including water or an aqueous solution of an organic solvent, inorganic acids, refractory filler, additionally containing a phosphate of a metal or a group of metals or lignosulfonates, in which, if necessary, a surfactant (surfactant) of an anionic or nonionic class is introduced [6 ].
Состав не свободен от недостатков. Присутствие в составе суспензии фосфатов металла или лигносульфонатов повышает риск отделения лицевого слоя от основного материала литейной формы (отслаивание) и в дальнейшем приводит к такому дефекту отливок, как ужимина. Введение в состав ПАВ способствует пенообразованию суспензии и, как следствие, образованию «корольков» в отливках.The composition is not free from flaws. The presence of metal phosphates or lignosulfonates in the composition of the suspension increases the risk of separation of the front layer from the base material of the casting mold (peeling) and further leads to such a defect in castings as uzhimina. The introduction of surfactants into the composition contributes to the foaming of the suspension and, as a result, the formation of "beads" in the castings.
Наиболее близкой к изобретению является суспензия для изготовления многослойных оболочковых форм по выплавляемым моделям, содержащая готовое кремнийорганическое связующее с добавкой минеральной кислоты или комбинации кислот (соляная, азотная, серная и др.) и огнеупорный наполнитель (пылевидный кварц, электрокорунд, плавленый кварц и др.) [7]. Closest to the invention is a suspension for the manufacture of multilayer shell molds according to investment patterns, containing a ready-made organosilicon binder with the addition of mineral acid or a combination of acids (hydrochloric, nitric, sulfuric, etc.) and a refractory filler (pulverized quartz, electrocorundum, fused quartz, etc. ) [7].
Суспензия характеризуется недостаточным уровнем смачивания материала и кроющей способности модельного блока, что определяет нестабильность качества отливок из-за высокой вероятности получения поверхностных дефектов.The suspension is characterized by an insufficient level of wetting of the material and the covering power of the model block, which determines the instability of the quality of the castings due to the high probability of obtaining surface defects.
Эти недостатки устраняются предлагаемым решением.These shortcomings are eliminated by the proposed solution.
Решается задача улучшения смачивания суспензией материала модельного блока и повышения ее кроющей способности.The problem of improving the wetting of the material of the model block by the suspension and increasing its covering power is being solved.
Технический результат – минимизация отслаивания, вспучивания, коробления и растрескивания лицевого слоя литейной формы, что в итоге уменьшает брак отливок по поверхностным дефектам.EFFECT: minimization of peeling, swelling, warping and cracking of the front layer of the mold, which ultimately reduces the rejection of castings due to surface defects.
Технический результат достигается тем, что согласно изобретению суспензия для лицевого слоя керамической формы литья по термоудаляемым моделям, содержащая готовое кремнийорганическое связующее, минеральную кислоту или комбинацию кислот и огнеупорный наполнитель, дополнительно сверх 100% содержит ацетон в количестве 2,0-5,0% масс. и высшие жирные спирты С17-С19 в количестве 0,5-0,7% масс.The technical result is achieved by the fact that, according to the invention, a suspension for the front layer of a ceramic mold for casting according to thermally removable patterns, containing a ready-made organosilicon binder, a mineral acid or a combination of acids and a refractory filler, additionally contains acetone in excess of 100% in an amount of 2.0-5.0 wt%. . and higher fatty alcohols C 17 -C 19 in the amount of 0.5-0.7% of the mass.
Ацетон в составе суспензии играет роль растворителя-разбавителя, обеспечивает быстрое высыхание суспензии при нанесении ее на модельный блок из-за низкой температуры кипения, составляющей 56,5˚С [8]. По этой же причине ацетон определяет плавное испарение летучих до образования пространственной структуры полимера, минимизируя вероятность трещинообразование в лицевом слое формы. Помимо этого присутствие ацетона в суспензии способствует повышению прочности лицевого слоя керамической формы. Это происходит из-за того, что часть ацетона, вступая в реакцию гидролиза, участвует в переэтерификации тетраэтоксисилана (этилсиликат) с образованием ацеталей, благоприятно влияющих на формирование геля связующего [9]. В случае изготовления модельного блока из пластика по аддитивным технологиям введение ацетона в состав суспензии способствует сглаживанию «волнистости», характерной для 3D-печати с использованием нити полимера, а также обеспечивает более быстрое и полное удаление моделей при их выжигании и газификации.Acetone in the composition of the suspension plays the role of a solvent-diluent, ensures quick drying of the suspension when applied to the model block due to the low boiling point of 56.5°C [8]. For the same reason, acetone determines the smooth evaporation of volatiles before the formation of the spatial structure of the polymer, minimizing the likelihood of cracking in the front layer of the mold. In addition, the presence of acetone in the suspension helps to increase the strength of the front layer of the ceramic mold. This is due to the fact that part of acetone, entering into the hydrolysis reaction, participates in the transesterification of tetraethoxysilane (ethyl silicate) with the formation of acetals, which favorably affect the formation of the binder gel [9]. In the case of manufacturing a model block from plastic using additive technologies, the introduction of acetone into the composition of the suspension helps to smooth out the “waviness” characteristic of 3D printing using a polymer filament, and also ensures faster and more complete removal of models during their burning and gasification.
Высшие жирные спирты (ВЖС) С17-С19 – это гептадециловый, октадециловый и нонадециловый спирты, содержащие в молекуле 17-19 атомов углерода. ВЖС С17-С19 представляют собой порошкообразное воскообразное нетоксичное вещество. В составе суспензии ВЖС С17-С19 выполняют функцию антииспарителя для защиты лицевого слоя с ацетоном от слишком быстрого высыхания. Регулируя процесс испарения ацетона, они позволяют приблизить к установленной норме (минимально допустимое 30 с) время обсыпки – время, в течение которого к суспензии на модельном блоке еще хорошо прилипают зерна обсыпочного огнеупорного материала. Их выбор обусловлен рекомендациями [8].Higher fatty alcohols (HFA) C 17 -C 19 are heptadecyl, octadecyl and nonadecyl alcohols containing 17-19 carbon atoms in the molecule. VZhS C 17 -C 19 are a powdery waxy non-toxic substance. As part of the suspension VZhS C 17 -C 19 act as an anti-evaporator to protect the front layer with acetone from drying out too quickly. By regulating the process of acetone evaporation, they make it possible to bring the sprinkling time closer to the established norm (minimum allowable 30 s) - the time during which the grains of the sprinkling refractory material still adhere well to the suspension on the model block. Their choice is due to recommendations [8].
Для определения оптимального количества и соотношения дополнительно вводимых в суспензию компонентов, а также оценки эффективности предлагаемого решения по сравнению с прототипом проводилась опытно-экспериментальная работа в условиях действующего производства.To determine the optimal amount and ratio of components additionally introduced into the suspension, as well as to evaluate the effectiveness of the proposed solution in comparison with the prototype, experimental work was carried out in the conditions of the current production.
На первом этапе работы уточнения минимально необходимого количества ацетона, вводимого в суспензию, 3D-печатью по аддитивной FDM-технологии из CAST-пластика – материала на основе полиметилметакрилата (PMMA) с добавлением специальных пластификаторов (термопластичный полимерный материал) изготавливались по семь блоков литейных моделей для тонкостенной отливки «Капсула» из номенклатуры предприятия соответственно для контрольной (прототип) и опытной (предлагаемое изобретение) партий. At the first stage of the refinement of the minimum required amount of acetone introduced into the suspension, 3D printing using additive FDM technology from CAST plastic - a material based on polymethyl methacrylate (PMMA) with the addition of special plasticizers (thermoplastic polymer material) was used to produce seven blocks of casting models for thin-walled casting "Capsule" from the nomenclature of the enterprise, respectively, for the control (prototype) and experimental (proposed invention) batches.
Для покрытия модельных блоков контрольной партии использовали суспензию, содержащую готовое кремнийорганическое связующее марки ГС-20И [10] в виде продукта частичного гидролиза и конденсации этилсиликата в изопропиловом спирте с добавкой 35%-ного водного раствора соляной кислоты HCl плотностью 1,15 г/см3 по ГОСТ 3118, а также прокаленный пылевидный кварц марки А ГОСТ 9077 в качестве огнеупорного наполнителя (прототип). Для лицевого слоя будущей формы в качестве огнеупорной обсыпки использовали прокаленный кварцевый песок марки 1К2О202 ГОСТ 2138. Приготовление суспензии и формирование лицевого слоя вели согласно производственной инструкции по применению готового связующего марки ГС-20И, разработанной ООО «Новомосковские полиэфиры», действующей на предприятии. Для приготовления суспензии в необходимых количествах смешивали связующее ГС-20И и водный раствор HCl. При этом соляная кислота добавлялась в количестве 0,1 – 0,3% от массы готового связующего. Затем порционно вводился пылевидный кварц до достижения технологически необходимого нижнего предела интервала вязкости (55 с), рекомендуемого производителем готового связующего. Значения вязкости измерялись вискозиметром ВЗ-246. Нанесение огнеупорной суспензии на модельный блок проводили окунанием с поворотом не менее трех раз вокруг оси. После этого блок извлекали из суспензии и давали ее излишкам стечь. На модельный блок с нанесенной огнеупорной суспензией просыпали кварцевый песок. Песчинки песка прилипали к суспензии, образуя равномерный слой. Остатки песка ссыпались на поддон. Затем в течение часа проводилась воздушная сушка модельного блока с нанесенным керамическим слоем при температуре окружающей среды 24°C с применением вентилятора.To cover the model blocks of the control batch, a suspension was used containing a ready-made organosilicon binder brand GS-20I [10] in the form of a product of partial hydrolysis and condensation of ethyl silicate in isopropyl alcohol with the addition of a 35% aqueous solution of hydrochloric acid HCl with a density of 1.15 g/cm 3 according to GOST 3118, as well as calcined powdered quartz brand A GOST 9077 as a refractory filler (prototype). For the front layer of the future form, calcined quartz sand of grade 1K 2 O 2 02 GOST 2138 was used as a refractory sprinkling. enterprise. To prepare the suspension, the binder GS-20I and an aqueous solution of HCl were mixed in the required quantities. In this case, hydrochloric acid was added in an amount of 0.1 - 0.3% by weight of the finished binder. Then, pulverized quartz was introduced in portions until the technologically necessary lower limit of the viscosity range (55 s) recommended by the manufacturer of the finished binder was reached. Viscosity values were measured with a VZ-246 viscometer. The application of the refractory suspension to the model block was carried out by dipping with a rotation of at least three times around the axis. The block was then removed from the slurry and the excess allowed to drain. Quartz sand was sprinkled onto the model block with the applied refractory suspension. Sand grains adhered to the slurry, forming a uniform layer. The rest of the sand fell on the pallet. Then, the model block with the applied ceramic layer was air dried for an hour at an ambient temperature of 24°C using a fan.
Для покрытия модельных блоков опытной партии использовали суспензию согласно прототипу с той лишь разницей, что в нее дополнительно сверх 100% вводили технический ацетон по ГОСТ 2768 в количестве от 1,0 до 7,0% от массы суспензии: для первого блока опытной партии 1,0%; для второго блока - 2,0% и т.д. с шагом 1,0% до 7,0% включительно.To cover the model blocks of the experimental batch, a suspension was used according to the prototype, with the only difference being that technical acetone according to GOST 2768 was additionally added to it in excess of 100% in an amount of 1.0 to 7.0% by weight of the suspension: for the first block of the experimental batch 1, 0%; for the second block - 2.0%, etc. in increments of 1.0% up to 7.0% inclusive.
Для контрольной и опытной партий секундомером измеряли время обсыпки и по четырехбалльной шкале (неудовлетворительно, удовлетворительно, хорошо, отлично) визуально оценивали смачиваемость поверхности каждого модельного блока суспензией, наличие на поверхности после нанесения на нее суспензии «залысин», наплывов и подтеков (кроющая способность), а также равномерность толщины нанесенного лицевого слоя. For the control and experimental batches, the sprinkling time was measured with a stopwatch and, on a four-point scale (unsatisfactory, satisfactory, good, excellent), the wettability of the surface of each model block with a suspension, the presence of “bald patches”, sagging and smudges on the surface after applying the suspension to it (covering power) were visually assessed , as well as the uniformity of the thickness of the applied front layer.
Результаты контроля приведены в таблице 1. Были экспериментально подтверждены указанные выше недостатки прототипа, а также их полное устранение при содержании ацетона в суспензии более 2,0% масс. сверх 100% (содержание ацетона в суспензии (сверх 100% масс.) в количестве, меньшем 2,0% масс., не гарантирует смачивания суспензией материала модельного блока и достижения необходимого уровня ее кроющей способности). Однако при этом фиксировалось время обсыпки блоков, меньшее нормативного (минимально допустимое 30 с). The control results are shown in table 1. The above disadvantages of the prototype were experimentally confirmed, as well as their complete elimination when the acetone content in the suspension is more than 2.0% of the mass. over 100% (the content of acetone in the suspension (over 100% wt.) in an amount less than 2.0% wt. does not guarantee the wetting of the material of the model block by the suspension and the achievement of the required level of its covering power). However, at the same time, the time of sprinkling of blocks was recorded, which was less than the normative one (the minimum allowable was 30 s).
На втором этапе работы вначале установили границы рабочего диапазона вязкости суспензии. Нижний предел диапазона (55 с) назначили по рекомендациям производителя готового связующего – ООО «Новомосковские полиэфиры». Верхний предел (75 с) выбирали по результатам обобщения накопленных производственных данных предприятия, согласно которым при превышении указанного значения вязкости существенно вырастает вероятность наплывов и подтеков, что ведет к неравномерности толщины нанесенного лицевого слоя формы. At the second stage of work, the boundaries of the operating range of the viscosity of the suspension were first established. The lower limit of the range (55 s) was assigned according to the recommendations of the manufacturer of the finished binder - OOO Novomoskovsky polyesters. The upper limit (75 s) was chosen based on the results of summarizing the accumulated production data of the enterprise, according to which, if the specified viscosity value is exceeded, the probability of sagging and smudges increases significantly, which leads to uneven thickness of the applied front layer of the mold.
Затем опытным путем подбирали количество ВЖС, необходимое для приведения времени обсыпки к норме (30 с, как минимум) и соответствующее содержанию в суспензии ацетона в количестве от 2,0 до 7,0% масс. сверх 100% с шагом 1,0% (всего шесть составов). При приготовлении суспензии в качестве ВЖС использовали гептадециловый спирт – гептадеканол CAS 1454-85-9 в виде мелкодисперсного порошка, который вводили, замешивая в ацетон, в количестве от 0,4 до 0,8% масс. сверх 100% с шагом 0,1% для каждого состава. Суспензию наносили на модельные блоки так же, как на первом этапе опытно-экспериментальной работы. Вискозиметром ВЗ-246 измеряли вязкость суспензии, секундомером – время обсыпки.Then, by experience, the amount of HFS required to bring the sprinkling time to the norm (30 s, at least) and corresponding to the content of acetone in the suspension in an amount of from 2.0 to 7.0% of the mass was selected empirically. over 100% in 1.0% increments (six compositions in total). When preparing the suspension, heptadecyl alcohol, heptadecanol CAS 1454-85-9, was used as a VGA in the form of a fine powder, which was introduced by kneading into acetone in an amount of 0.4 to 0.8 wt%. over 100% in 0.1% increments for each composition. The suspension was applied to the model blocks in the same way as at the first stage of experimental work. The viscosity of the suspension was measured with a VZ-246 viscometer, and the sprinkling time was measured with a stopwatch.
Результаты приведены в таблице 2. Из таблицы видно, что одновременно двум условиям (время обсыпки не менее 30 с и вязкость суспензии в интервале 55-75 с) соответствуют суспензии, содержащие дополнительно сверх 100% ацетон в количестве 2,0-5,0% масс. и ВЖС в количестве 0,5-0,7% масс. Среди прочего принимали во внимание, что количество ацетона, превышающее 5,0% масс. сверх 100% экономически нецелесообразно и не обеспечивает достаточный уровень безопасности труда производственного персонала.The results are shown in Table 2. It can be seen from the table that simultaneously two conditions (sprinkling time of at least 30 s and suspension viscosity in the range of 55-75 s) correspond to suspensions containing additionally over 100% acetone in an amount of 2.0-5.0% wt. and VZhS in the amount of 0.5-0.7% of the mass. Among other things, it was taken into account that the amount of acetone in excess of 5.0% of the mass. over 100% is economically impractical and does not provide an adequate level of labor safety for production personnel.
На завершающем этапе опытно-экспериментальной работы в условиях действующего производства проводили сравнение предлагаемого решения с прототипом. Собирались по пять блоков удаляемых литейных моделей согласно предлагаемому решению (опытная партия) и прототипу (контрольная партия) для отливки «Капсула» массой 6,5 кг из стали 40Л ГОСТ 977. Модельные блоки, включающие по две модели отливок, изготавливались 3D-печатью по аддитивной FDM-технологии из CAST-пластика – материала на основе полиметилметакрилата (PMMA) с добавлением специальных пластификаторов (термопластичный полимерный материал). Приготовление суспензии и формирование лицевого слоя литейных форм для отливок контрольной и опытной партий вели согласно производственной инструкции по применению готового связующего марки ГС-20И, разработанной ООО «Новомосковские полиэфиры», действующей на предприятии. Отливки изготавливали методом литья в объемные керамические формы по выжигаемым моделям по технологии, действующей на предприятии. После выбивки и обрубки проводился их контроль на наличие поверхностных дефектов (пригар, «гребешок», «королек», «прилив», ужимина, повышенная шероховатость). По результатам контроля на четырех из десяти отливок контрольной партии были зафиксированы дефекты, а на отливках опытной партии дефектов обнаружено не было. Таким образом, испытания показали высокую эффективность предлагаемого технического решения.At the final stage of experimental work in the conditions of the current production, the proposed solution was compared with the prototype. Five blocks of removable casting models were assembled according to the proposed solution (experimental batch) and the prototype (control batch) for casting "Capsule" weighing 6.5 kg from steel 40L GOST 977. Model blocks, including two casting models each, were made by 3D printing according to additive FDM technology from CAST plastic - a material based on polymethyl methacrylate (PMMA) with the addition of special plasticizers (thermoplastic polymer material). The preparation of the suspension and the formation of the front layer of casting molds for castings of the control and experimental batches were carried out according to the production instructions for the use of ready-made binder grade GS-20I, developed by Novomoskovsky Polyester LLC, operating at the enterprise. Castings were made by casting into three-dimensional ceramic molds according to burnt-out models using the technology operating at the enterprise. After knocking out and trimming, they were checked for the presence of surface defects (burnt, "scallop", "kinglet", "tide", sting, increased roughness). According to the results of the control, defects were recorded on four out of ten castings of the control batch, and no defects were found on the castings of the experimental batch. Thus, the tests showed the high efficiency of the proposed technical solution.
Источники информацииInformation sources
1. Литье по выплавляемым моделям / Под ред. Я.И. Шкленника, В.А. Озерова. – М.: Машиностроение, 1971. – С. 201.1. Investment casting / Ed. ME AND. Shklennik, V.A. Ozerov. - M.: Mashinostroenie, 1971. - S. 201.
2. Кириллова Т.М. и др. Повышение качества поверхности отливок по выплавляемым моделям при использовании бесспиртового этилсиликатного связующего // Литейное производство. – №1. – 1984. – С.19-20.2. Kirillova T.M. Improving the quality of the surface of investment castings using alcohol-free ethyl silicate binder // Foundry production. - No. 1. - 1984. - S.19-20.
3. Авторское свидетельство СССР №1082546, B22 C9/04, 1984.3. Author's certificate of the USSR No. 1082546, B22 C9/04, 1984.
4. Авторское свидетельство СССР №1101317, B22 C9/04, 1984.4. Author's certificate of the USSR No. 1101317, B22 C9/04, 1984.
5. Патент на изобретение РФ №2200643, кл. В22 С9/04, В22 С1/02, 2003.5. Patent for the invention of the Russian Federation No. 2200643, class. B22 C9/04, B22 C1/02, 2003.
6. Заявка на изобретение РФ №94037418, кл. B22 C1/00, B22 C1/08, 1996.6. Application for the invention of the Russian Federation No. 94037418, class. B22 C1/00, B22 C1/08, 1996.
7. Лоханкин А.В. Новые готовые связующие для точного литья // Литейщик России. – 2012. – №5. – С.42-44.7. Lokhankin A.V. New ready-made binders for precision casting // Foundry worker of Russia. - 2012. - No. 5. - P.42-44.
8. Литье по выплавляемым моделям / В.Н. Иванов, С.А. Казеннов, Б.С. Курчман [и др.]; под ред. Я.И. Шкленника, В.А. Озерова. – М.: Машиностроение, 1984. – С. 194-195.8. Investment casting / V.N. Ivanov, S.A. Kazennov, B.S. Kurchman [and others]; ed. ME AND. Shklennik, V.A. Ozerov. - M.: Mashinostroenie, 1984. - S. 194-195.
9. Иванов В.Н., Зарецкая Г.М. Литье в керамические формы по постоянным моделям. – М.: Машиностроение, 1975. – С. 40.9. Ivanov V.N., Zaretskaya G.M. Casting in ceramic molds according to permanent patterns. - M .: Mashinostroenie, 1975. - P. 40.
10. Стандарт организации СТО 12455361-15-2016 «Готовое связющее ГС-20И». – ООО «Новомосковские полиэфиры»: Новомосковск, 2016.10. Standard of the organization STO 12455361-15-2016 "Ready binding GS-20I". - OOO "Novomoskovsky polyesters": Novomoskovsk, 2016.
Примечание: оценка смачиваемости поверхности модельного блока суспензией и равномерности толщины нанесенного лицевого слоя проводилась по четырехбалльной шкале (неудовлетворительно, удовлетворительно, хорошо, отлично). Note: The assessment of the wettability of the surface of the model block by the suspension and the uniformity of the thickness of the applied front layer was carried out on a four-point scale (unsatisfactory, satisfactory, good, excellent).
Примечание: одновременно двум условиям (время обсыпки не менее 30 с и вязкость суспензии в интервале 55-75 с) соответствуют суспензии, содержащие сверх 100% ацетон в количестве 2,0-5,0% масс. и ВЖС в количестве 0,5-0,7% масс.Note: at the same time, two conditions (sprinkling time of at least 30 s and a suspension viscosity in the range of 55-75 s) correspond to suspensions containing over 100% acetone in an amount of 2.0-5.0 wt.%. and VZhS in the amount of 0.5-0.7% of the mass.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021134901A RU2771419C1 (en) | 2021-11-29 | 2021-11-29 | Suspension for the front layer of the ceramic mold for casting on heat-removable models |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021134901A RU2771419C1 (en) | 2021-11-29 | 2021-11-29 | Suspension for the front layer of the ceramic mold for casting on heat-removable models |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2771419C1 true RU2771419C1 (en) | 2022-05-04 |
Family
ID=81458957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021134901A RU2771419C1 (en) | 2021-11-29 | 2021-11-29 | Suspension for the front layer of the ceramic mold for casting on heat-removable models |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2771419C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0530658B1 (en) * | 1991-09-02 | 1996-05-22 | CENTRO SVILUPPO MATERIALI S.p.A. | Process for the manufacture of ceramic molds to be used for the preparation of unidirectional and single crystal metal components |
| RU2185260C1 (en) * | 2001-04-02 | 2002-07-20 | Ижевский механический завод | Suspension for making casting molds with use of investment patterns |
| JP2002263788A (en) * | 2001-03-12 | 2002-09-17 | Hiroyuki Noguchi | Method for manufacturing mold for casting micro- product and method for casting micro-product |
| RU2274510C1 (en) * | 2004-10-21 | 2006-04-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Suspension for ceramic molds produced with use of investment patterns |
| RU2755624C1 (en) * | 2021-03-02 | 2021-09-17 | Акционерное общество «ОДК-Авиадвигатель» | Method for making casting molds using liquid-filled self-hardening mixtures in production of castings from heat-resistant alloys using investment patterns (options) |
-
2021
- 2021-11-29 RU RU2021134901A patent/RU2771419C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0530658B1 (en) * | 1991-09-02 | 1996-05-22 | CENTRO SVILUPPO MATERIALI S.p.A. | Process for the manufacture of ceramic molds to be used for the preparation of unidirectional and single crystal metal components |
| JP2002263788A (en) * | 2001-03-12 | 2002-09-17 | Hiroyuki Noguchi | Method for manufacturing mold for casting micro- product and method for casting micro-product |
| RU2185260C1 (en) * | 2001-04-02 | 2002-07-20 | Ижевский механический завод | Suspension for making casting molds with use of investment patterns |
| RU2274510C1 (en) * | 2004-10-21 | 2006-04-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Suspension for ceramic molds produced with use of investment patterns |
| RU2755624C1 (en) * | 2021-03-02 | 2021-09-17 | Акционерное общество «ОДК-Авиадвигатель» | Method for making casting molds using liquid-filled self-hardening mixtures in production of castings from heat-resistant alloys using investment patterns (options) |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| "ЛИТЕЙЩИК РОССИИ" N5, М., МЕТАЛЛУРГ, 2012, сс.42-44. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Pattnaik et al. | Developments in investment casting process—A review | |
| CN109759543B (en) | Cast copper sculpture casting production method | |
| US2422118A (en) | Making cores for casting light metal alloys | |
| CN106927798B (en) | Water-soluble ceramic core and preparation method thereof | |
| CN113996759B (en) | Aluminum lithium alloy casting adopting shell to inhibit interface reaction and casting method thereof | |
| US2752653A (en) | Method of and dies for forming hollow expendable patterns for casting | |
| RU2771419C1 (en) | Suspension for the front layer of the ceramic mold for casting on heat-removable models | |
| CA1119771A (en) | Method of making and using a ceramic shell mold | |
| CN110842145A (en) | 3D printing wax pattern dust-free dewaxing method | |
| Wang et al. | Laser sintering of silica sand–mechanism and application to sand casting mould | |
| US4064083A (en) | Pattern material composition | |
| Olkhovik et al. | Use of additive technologies for practical working with complex models for foundry technologies | |
| US4223716A (en) | Method of making and using a ceramic shell mold | |
| KR102314875B1 (en) | Refractory coating compositions for forming surfaces on temporary molds or on cores for iron and steel foundry operations | |
| US3389743A (en) | Method of making resinous shell molds | |
| IL42163A (en) | Polyhydroxy fillers for pattern materials containing wax | |
| US3296006A (en) | Pattern material composition | |
| SU1101317A1 (en) | Method of manufacturing multilayer shell casting moulds | |
| SU576161A1 (en) | Method of making articles of fibrous materials | |
| US2923990A (en) | Casting mold for fusible pattern | |
| JP3339675B2 (en) | Mold making method and casting method | |
| RU2711324C1 (en) | Method of making ceramic molds of complex geometry from powder systems | |
| RU2499651C1 (en) | Method of making ceramic moulds by fusible patterns | |
| Holtzer et al. | Alternative Methods Using in Mold and Core Technologies | |
| RU2613244C1 (en) | Manufacturing method of casts by gasified models |