RU2772531C1 - Method for removing a burnt-out polymer model from a ceramic mold in investment casting - Google Patents
Method for removing a burnt-out polymer model from a ceramic mold in investment casting Download PDFInfo
- Publication number
- RU2772531C1 RU2772531C1 RU2021138594A RU2021138594A RU2772531C1 RU 2772531 C1 RU2772531 C1 RU 2772531C1 RU 2021138594 A RU2021138594 A RU 2021138594A RU 2021138594 A RU2021138594 A RU 2021138594A RU 2772531 C1 RU2772531 C1 RU 2772531C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- model
- ceramic mold
- burnt
- polymer
- ceramic
- Prior art date
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 58
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 34
- 238000005495 investment casting Methods 0.000 title claims abstract description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims abstract description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 12
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 claims description 10
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 claims description 10
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 claims description 10
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 claims description 7
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 7
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 4
- 230000000996 additive Effects 0.000 claims description 4
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 claims description 3
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 claims description 3
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 3
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 26
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 10
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 6
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 230000035622 drinking Effects 0.000 description 2
- 235000021271 drinking Nutrition 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000004634 feeding behavior Effects 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 description 1
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 1
- XKMLYUALXHKNFT-UUOKFMHZSA-N Guanosine-5'-triphosphate Chemical compound C1=2NC(N)=NC(=O)C=2N=CN1[C@@H]1O[C@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OP(O)(O)=O)[C@@H](O)[C@H]1O XKMLYUALXHKNFT-UUOKFMHZSA-N 0.000 description 1
- 241000779819 Syncarpia glomulifera Species 0.000 description 1
- 229940036248 Turpentine Drugs 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000005712 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000004794 expanded polystyrene Substances 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000001739 pinus spp. Substances 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- -1 white spirit Substances 0.000 description 1
- 229910021493 α-cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к литью по выплавляемым моделям и применяется при изготовлении керамических форм при использовании полимерных выжигаемых моделей.The invention relates to investment casting and is used in the manufacture of ceramic molds using polymeric burnt models.
Задача повышения эффективности производства современных газотурбинных установок (ГТУ) требует решения технологических задач, связанных с процессами литья, в том числе формообразования при получении отливок.The task of increasing the efficiency of production of modern gas turbine units (GTP) requires solving technological problems associated with casting processes, including shaping during the production of castings.
Известно, что технологическим приёмом, позволяющим получать отливки из жаропрочных сплавов, является использование одноразовых форм, полученных с использованием выплавляемых моделей (способ ЛВМ). Однако этот способ становится всё менее эффективным по мере освоения производства новых ГТУ, в части высокой себестоимости и длительных сроков производства отливок. Альтернативой восковым выплавляемым моделям всё в бóльшей степени становятся одноразовые модели из полимерных материалов, полученных по аддитивным технологиям методом 3D печати, однако, проблемы удаления этих материалов из формы, занимает особое положение.It is known that a technological technique that makes it possible to obtain castings from heat-resistant alloys is the use of disposable molds obtained using lost-wax models (LWM method). However, this method becomes less and less efficient as the production of new gas turbines is mastered, in terms of high cost and long periods of casting production. Increasingly, disposable models made of polymer materials obtained by additive technologies by 3D printing are becoming an alternative to wax investment models, however, the problem of removing these materials from the mold occupies a special position.
Известен способ удаления полимерных моделей, выполненных из вспененного полистирола, с использованием растворителей типа: скипидар, ацетон, уайт-спирит, растворитель №646. Недостатками способа являются: во-первых, осыпание лицевого слоя формы, возникающее в результате пропитывания лицевых слоёв образующимся вязким гелем; во-вторых, на воздухе гель полностью застывает, превращаясь в прозрачную массу, как результат химического взаимодействия пенополистирола с растворителем, а при термическом обжиге форм приводит к оседанию на внутренних поверхностях формы продуктов термического разложения гелеобразной фракции; в-третьих, после заливки металла в такие формы на границе контакта «металл-форма» наблюдается значительная по толщине зона газовой пористости (до 100 мкм), причиной чего являлось интенсивное газовыделение в момент заливки металла; в четвёртых, в борьбе с газовой пористостью отливок, способ предусматривает существенное усложнение технологии, выражающееся в проведении двух-стадийной сушки форм (1-я стадия на воздухе 48 часов, 2-я стадия на 300°С в течение 3 часов) и последующим высокотемпературным обжигом форм при температуре 900°С в течение 6 часов (Литейное производство, №5, 2015, стр. 19-25).A known method of removing polymer models made of foamed polystyrene, using solvents such as: turpentine, acetone, white spirit, solvent No. 646. The disadvantages of the method are: firstly, the shedding of the front layer of the form, resulting from the impregnation of the front layers with the resulting viscous gel; secondly, in air, the gel completely solidifies, turning into a transparent mass, as a result of the chemical interaction of expanded polystyrene with a solvent, and during thermal firing of the molds, it leads to the precipitation of products of thermal decomposition of the gel-like fraction on the inner surfaces of the mold; thirdly, after the metal is poured into such molds, at the “metal-mould” contact boundary, a significant zone of gas porosity (up to 100 μm) is observed, which was caused by intense gas evolution at the time of metal pouring; fourthly, in the fight against the gas porosity of castings, the method provides for a significant complication of the technology, expressed in two-stage drying of molds (1st stage in air for 48 hours, 2nd stage at 300 ° C for 3 hours) and subsequent high-temperature firing molds at a temperature of 900 ° C for 6 hours (Foundry, No. 5, 2015, pp. 19-25).
В качестве прототипа предлагаемому изобретению выбран наиболее близкий по технической сущности способ удаления стереолитографической модели из керамической формы, когда на выжигаемую стереолитографическую модель наносят разделительное покрытие, состоящее из воска или парафин-стеаринового состава (25%, мас.), растворённого в органическом растворителе (75%, мас.), при этом толщина наносимого покрытия составляет 0,015 – 0,05 мм. Указанный способ направлен на предотвращение коробления лицевого слоя формы, возникающего в результате термического расширения стереолитографической модели при её выжигании. Недостатками способа являются: во-первых, невосприимчивость стереолитографических моделей к воздействию горячего пара при бойлерклавном способе удаления из формы, стереолитографические модели можно только выжигать; во-вторых, стереолитографические модели при выжигании оставляют в форме большое количество золы; в-третьих, слой разделительного покрытия нарушает геометрию будущей отливки (Патент RU2299780, МПК В22С 9/04, публ. 20.08.2006).As a prototype of the proposed invention, the method closest in technical essence to removing a stereolithographic model from a ceramic mold was chosen, when a separating coating is applied to the burned-out stereolithographic model, consisting of wax or paraffin-stearin composition (25%, wt.), Dissolved in an organic solvent (75 %, wt.), while the thickness of the applied coating is 0.015 - 0.05 mm. This method is aimed at preventing warping of the front layer of the form, resulting from the thermal expansion of the stereolithographic model during its burning. The disadvantages of the method are: firstly, the immunity of stereolithographic models to the effects of hot steam during the boilerclave method of removal from the mold, stereolithographic models can only be burned out; secondly, stereolithographic models leave a large amount of ash in the form during burning; thirdly, the separating coating layer violates the geometry of the future casting (Patent RU2299780, IPC B22C 9/04, published 08/20/2006).
Технической проблемой, решение которой обеспечивается при осуществлении предлагаемого изобретения, и невозможно обеспечить при использовании прототипа, является неактуальность существующей технологии удаления полимерных моделей из керамических форм, получением литейных керамических форм с короблением и разрушением, повышенным браком керамических форм.The technical problem, the solution of which is provided by the implementation of the proposed invention, and cannot be provided by using the prototype, is the irrelevance of the existing technology for removing polymer models from ceramic molds, obtaining ceramic casting molds with warping and destruction, and increased rejection of ceramic molds.
Технической задачей предлагаемого изобретения является ликвидация разрушения керамических форм при бойлерклавном удалении из них полимерных моделей, получение литейных керамических форм без коробления и разрушения, снижение брака, сокращение времени вытапливания форм в бойлерклаве с 9 минут до 3-5 минут, использование недорогих и доступных материалов, снижения расходов на производство.The technical task of the invention is to eliminate the destruction of ceramic molds during the boilerclave removal of polymer models from them, to obtain foundry ceramic molds without warping and destruction, to reduce rejects, to reduce the time of melting molds in a boilerclave from 9 minutes to 3-5 minutes, to use inexpensive and affordable materials, reducing production costs.
Техническая проблема решается тем, что в способе удаления выжигаемой полимерной модели из керамической формы в литье по выплавляемым моделям, включающий размещение и выжигание в печи полимерной модели модельного блока, на котором сформирована керамическая форма, при этом, модельный блок содержит, как минимум, одну выжигаемую полимерную модель, согласно изобретению, дополнительно до размещения и выжигания в печи применяют бойлерклав, в котором размещают керамическую форму, сформированную на модельном блоке, содержащем, как минимум, одну выжигаемую полимерную модель, предварительно обернув керамическую форму гибким теплоизоляционным материалом, далее удаляют в бойлерклаве восковой состав модельного блока в течение 3-5 минут.The technical problem is solved by the fact that in a method for removing a burnt-out polymer model from a ceramic mold in investment casting, which includes placing and burning in a furnace a polymer model of a model block on which a ceramic mold is formed, while the model block contains at least one burnt-out polymer model, according to the invention, in addition to placing and burning out in the furnace, a boiler clave is used, in which a ceramic mold is placed, formed on a model block containing at least one burned polymer model, having previously wrapped the ceramic mold with a flexible heat-insulating material, then the wax is removed in the boiler clave composition of the model block within 3-5 minutes.
Кроме того, согласно изобретению, выжигают полимерный модельный состав из керамической формы в камерной электрической печи при температуре 740-750°С в течение 3-4 часов.In addition, according to the invention, the polymer model composition is burned out of a ceramic mold in a chamber electric furnace at a temperature of 740-750°C for 3-4 hours.
Кроме того, согласно изобретению, в качестве выжигаемой полимерной модели используют стереолитографическую модель, или полистирольную модель, или полиметилметакрилатовую модель, или восковую модель, полученные с применением аддитивных технологий, а также модель из вспененного полиуретана.In addition, according to the invention, a stereolithographic model, or a polystyrene model, or a polymethyl methacrylate model, or a wax model obtained using additive technologies, as well as a model from foamed polyurethane, are used as a burnt polymer model.
Кроме того, согласно изобретению, в качестве гибкого теплоизоляционного материала используют огнеупорный теплоизоляционный муллит-кремнезёмистый стекловолокнистый материал с кажущейся плотностью до 250 кг/м3 и теплопроводностью не более 0,15 Вт/м×К при температуре 600±25°С.In addition, according to the invention, a refractory heat-insulating mullite-silica fiberglass material with an apparent density of up to 250 kg/m 3 and a thermal conductivity of not more than 0.15 W/m×K at a temperature of 600±25°C is used as a flexible heat-insulating material.
Кроме того, согласно изобретению, перед размещением керамической формы в бойлерклаве, керамическую форму, сформированную на модельном блоке, пропитывают водой методом замачивания в течение 3-5 минут.In addition, according to the invention, before placing the ceramic mold in the boilerclave, the ceramic mold formed on the model block is impregnated with water by soaking for 3-5 minutes.
Кроме того, согласно изобретению, пропитку замачиванием осуществляют водой комнатной температуры.In addition, according to the invention, the soak impregnation is carried out with water at room temperature.
Кроме того, согласно изобретению, пропитку осуществляют водой питьевой или технической, или дистиллированной.In addition, according to the invention, the impregnation is carried out with drinking or technical water, or distilled water.
Известно, что объёмное расширение полимеров и воска, при их нагреве и плавлении, составляет ~ 15%, при этом, объёмное расширение формы составляет всего 0,02%, поэтому, для исключения растрескивания и разрушения керамических форм, горячий пар из бойлерклава должен как можно позже достичь поверхности полимерных выжигаемых моделей и как можно быстрее достичь поверхности воска, т.е. до того момента, как полистирол и воск начнут расширяться, разрушая форму.It is known that the volumetric expansion of polymers and wax during their heating and melting is ~ 15%, while the volumetric expansion of the mold is only 0.02%, therefore, in order to avoid cracking and destruction of ceramic molds, hot steam from the boilerclave should be as later reach the surface of the polymer burn-out models and as soon as possible to reach the surface of the wax, i.e. until the polystyrene and wax begin to expand, destroying the mold.
При наличии в материале форм воздушных пор, объём которых составляет до 35%, перенос тепла в формах следует рассматривать как перенос тепла в воздухе. При прочих равных условиях, связанных с теплопроводностью керамического состава форм, теплопроводность (л) воздуха при температуре 20°С составляет 0,026 Вт/м×К, теплопроводность (л) водяного пара при температуре 150°С составляет 0,024 Вт/м×К, теплопроводность (л) воды при температуре 20°С составляет 0,60 Вт/м×К, теплопроводность (л) воска при температуре 150°С составляет 0,25 Вт/м×К, теплопроводность (л) полистирола при температуре 150°С составляет 0,39 Вт/м×К, а теплопроводность (л) огнеупорного теплоизоляционного муллит-кремнезёмистого стекловолокнистого материала при температуре 600±25°С составляет не более 0,15 Вт/м×К.If there are air pores in the mold material, the volume of which is up to 35%, the heat transfer in the molds should be considered as heat transfer in air. Other things being equal, related to the thermal conductivity of the ceramic composition of the molds, the thermal conductivity (l) of air at a temperature of 20 ° C is 0.026 W / m × K, the thermal conductivity (l) of water vapor at a temperature of 150 ° C is 0.024 W / m × K, thermal conductivity (l) water at 20°C is 0.60 W/m×K, thermal conductivity (l) of wax at 150°C is 0.25 W/m×K, thermal conductivity (l) of polystyrene at 150°C is 0.39 W / m × K, and the thermal conductivity (l) of refractory heat-insulating mullite-silica fiberglass material at a temperature of 600 ± 25 ° C is not more than 0.15 W / m × K.
Таким образом, если перед размещением керамических форм в бойлерклаве, участки форм, сформированные вокруг полимерных выжигаемых моделей модельного блока обернуть гибким теплоизоляционным материалом, то теплопроводность этих участков формы снижается, а если, при этом, ещё и пропитать водой участки формы, сформированные вокруг восковой составляющей модельного блока, то теплопроводность этих участков форм резко возрастает, что по совокупности факторов позволяет существенно снизить общее время пребывания форм в бойлерклаве, тем самым, исключив разрушение форм.Thus, if before placing the ceramic molds in the boilerclave, the mold sections formed around the polymeric burnt-out models of the model block are wrapped with a flexible heat-insulating material, then the thermal conductivity of these mold sections decreases, and if, at the same time, the mold sections formed around the wax component are also soaked with water model block, then the thermal conductivity of these sections of the molds increases dramatically, which, by a combination of factors, can significantly reduce the total residence time of the molds in the boilerclave, thereby eliminating the destruction of the molds.
На фиг.1 представлена схема литейной формы, готовой к размещению в бойлерклаве.Figure 1 shows a diagram of the mold, ready to be placed in the boilerclave.
В отличии от прототипа, способ осуществляется следующим образом.Unlike the prototype, the method is as follows.
Перед размещением в бойлерклаве, керамическую форму 1, сформированную, как минимум, на одной полимерной выжигаемой модели 2, обёртывают гибким теплоизоляционным материалом 3, после чего в бойлерклаве в течение 3-5 минут удаляют восковый модельный состав 4, литниковой системы а удаление полимерного выжигаемого модельного состава 2 из вытопленной керамической формы 1, осуществляют методом выжигания при температуре 740-750°С в течение 3-4 часов, предварительно удалив с её поверхности гибкий теплоизоляционный материал 3. Кроме того, в целях сокращения времени пребывания полимерных выжигаемых моделей в бойлерклаве, осуществляют пропитку водой методом замачивания в течение 3-5 минут участков формы, сформированных вокруг восковой составляющей модельного блока.Before being placed in the boilerclave, the ceramic mold 1, formed on at least one polymer burnt-out
При этом, в качестве полимерных выжигаемых моделей используют стереолитографические модели, или полистирольные модели, или полиметилметакрилатовые модели, или восковые модели, полученные с применением аддитивных технологий, а также модели из вспененного полиуретана.At the same time, stereolithographic models, or polystyrene models, or polymethyl methacrylate models, or wax models obtained using additive technologies, as well as models from foamed polyurethane, are used as polymer burnt models.
При этом, в качестве гибкого теплоизоляционного материала используют огнеупорный теплоизоляционный муллит-кремнезёмистый стекловолокнистый материал с кажущейся плотность от 130 кг/м3 до 250 кг/м3 и теплопроводностью при температуре (600±25)°С, не более 0,15 Вт/м×К.At the same time, as a flexible heat-insulating material, a refractory heat-insulating mullite-silica fiberglass material is used with an apparent density of 130 kg/m 3 to 250 kg/m 3 and thermal conductivity at a temperature of (600±25)°C, not more than 0.15 W/ m×K.
При этом, перед размещением керамической формы в бойлерклаве, керамическую форму, сформированную на восковой литниковой системе модельного блока, пропитывают водой методом замачивания в течение 3-5 минут.At the same time, before placing the ceramic mold in the boilerclave, the ceramic mold formed on the wax gate system of the model block is impregnated with water by soaking for 3-5 minutes.
При этом, пропитку замачиванием осуществляют водой комнатной температуры.In this case, impregnation by soaking is carried out with water at room temperature.
При этом, пропитку осуществляют водой питьевой или технической, или дистиллированной.At the same time, impregnation is carried out with drinking or technical water, or distilled water.
Пропитку керамической формы с модельным блоком водой методом замачивания осуществляют в течение 3-5 минут.Impregnation of a ceramic mold with a model block with water by soaking is carried out for 3-5 minutes.
Если осуществляют пропитку керамической формы с модельным блоком водой методом замачивания менее 3 минут, то утолщённые стенки формы могут не успеть пропитаться водой, при этом, замачивание в течении 5 минут обеспечивает гарантированную сквозную пропитку стенок формы любой толщины, не снижая общую производительность процесса.If a ceramic mold with a model block is impregnated with water by soaking for less than 3 minutes, then the thickened mold walls may not have time to be soaked with water, while soaking for 5 minutes ensures guaranteed through impregnation of the mold walls of any thickness without reducing the overall productivity of the process.
В бойлерклаве в течение 3-5 минут удаляют вытапливанием восковый модельный состав литниковой системы модельного блока.In the boiler clave for 3-5 minutes, the wax model composition of the gating system of the model block is removed by melting.
Если вытапливание модельного блока в бойлерклаве проводить менее 3 минут, то велика вероятность не полного удаления из формы восковой составляющей модельного блок. Если вытапливание модельного блока в бойлерклаве проводить более 5 минут, то велика вероятность нагрева полимерной составляющей модельного блока и последующего разрушения керамической формы прямо в бойлерклаве.If the melting of the model block in the boilerclave is carried out for less than 3 minutes, then there is a high probability that the wax component of the model block will not be completely removed from the mold. If the melting of the model block in the boiler clave is carried out for more than 5 minutes, then there is a high probability of heating the polymer component of the model block and subsequent destruction of the ceramic mold right in the boiler clave.
Проводят предварительную прокалку керамических форм, совмещённую с выжиганием полистирольной составляющей модельного блока при температуре 740-750°С в течении 3-4 часов для гарантированного удаления полимерной модели, кристаллизационной воды и органической составляющей восков.Pre-calcination of ceramic molds is carried out, combined with burning out the polystyrene component of the model block at a temperature of 740-750 ° C for 3-4 hours to ensure the removal of the polymer model, water of crystallization and the organic component of waxes.
Если после удаления модельного блока проводят выжигание керамических форм при температуре более 750°С, то в составе формы возможно образование α – кристобалита, что чревато разрушением форм при их повторном нагреве под заливку.If, after removing the model block, the ceramic molds are burned out at a temperature of more than 750°C, then the formation of α-cristobalite is possible in the mold composition, which is fraught with the destruction of the molds when they are reheated for pouring.
Если после удаления модельного блока проводят выжигание керамических форм при температуре менее 740°С, то возникает вероятность не полного удаления вредных примесей. Температура выжигания керамических форм на уровне 740°С является нижним пределом регулирования заданного значения.If, after removing the model block, ceramic molds are burned out at a temperature of less than 740°C, then there is a possibility of incomplete removal of harmful impurities. The burn-out temperature of ceramic molds at 740°C is the lower limit of the set value regulation.
Если после удаления модельного блока проводят выжигание керамических форм в течение менее 3 часов, то существует вероятность не полного удаления вредных примесей, при этом, выжигание в течение 4 часов обеспечивает гарантированное удаление вредных примесей без снижения общей производительности процесса.If, after removing the model block, ceramic molds are burned for less than 3 hours, then there is a possibility of incomplete removal of harmful impurities, while burning for 4 hours ensures guaranteed removal of harmful impurities without reducing the overall productivity of the process.
Обёртывание керамической формы гибким теплоизоляционным материалом возможно огнеупорным теплоизоляционным муллит-кремнезёмистым стекловолокнистым материалом по ГОСТ 23619.Wrapping a ceramic mold with a flexible heat-insulating material is possible with refractory heat-insulating mullite-silica fiberglass material according to GOST 23619.
Пропитка форм возможна водой комнатной температуры: водой питьевой по ГОСТ Р 51232 или технической водой по ГОСТ 23732, или дистиллированной водой по ГОСТ 6709.Forms can be impregnated with water at room temperature: drinking water according to GOST R 51232 or industrial water according to GOST 23732, or distilled water according to GOST 6709.
Предлагаемое изобретение исключает растрескивание форм при удалении из них выжигаемых моделей полимерных в бойлерклаве, повышает качество будущих отливок деталей, снижает расходы на производство, за счёт снижения брака керамических форм, сокращает время вытапливания форм в бойлерклаве с 9 минут до 3-5 минут, при этом используются недорогие и доступные материалы. Технологический процесс основан на использовании предложенного изобретения, прост, доступен и не претерпевает коренных изменений.The present invention eliminates the cracking of molds when removing burnt polymer models from them in a boilerclave, improves the quality of future castings of parts, reduces production costs by reducing the rejection of ceramic molds, reduces the time of melting molds in a boilerclave from 9 minutes to 3-5 minutes, while inexpensive and available materials are used. The technological process is based on the use of the proposed invention, is simple, accessible and does not undergo fundamental changes.
Приведены примеры осуществления изобретения.Examples of implementation of the invention are given.
Пример 1. Удаляли модельный блок, состоящий из воскового модельного состава, на котором сформирована керамическая форма, при этом, модельный блок содержал одну выжигаемую полистирольную модель. Перед размещением в бойлерклаве, участки керамической формы, сформированные вокруг полимерной модели, обёртывали гибким огнеупорным теплоизоляционным муллит-кремнезёмистым стекловолокнистым материалом марки МКРР-130 с кажущейся плотностью не более 130 кг/м3 и теплопроводностью при температуре (600±25)°С, не более 0,15 Вт/м×К, а участки керамической формы, сформированные вокруг восковой составляющей модельного блока замачивали в питьевой воде комнатной температуры в течение 3 минут, после чего в бойлерклаве в течение 3 минут удаляли восковый модельный состав, а удаление полимерного модельного состава из вытопленной керамической формы, осуществляли методом выжигания при температуре 750°С в течение 3 часов.Example 1 A model block consisting of a wax model compound on which a ceramic mold was formed was removed, the model block containing one burn-out polystyrene model. Before placing in the boilerclave, the ceramic mold areas formed around the polymer model were wrapped with a flexible refractory heat-insulating mullite-silica fiberglass material grade MKRR-130 with an apparent density of not more than 130 kg/m 3 and thermal conductivity at a temperature of (600±25)°C, not more than 0.15 W / m × K, and the areas of the ceramic form formed around the wax component of the model block were soaked in drinking water at room temperature for 3 minutes, after which the wax model composition was removed in the boilerclave for 3 minutes, and the removal of the polymer model composition from the melted ceramic form, was carried out by burning at a temperature of 750°C for 3 hours.
Пример 2. Удаляли модельный блок, состоящий из воскового модельного состава, на котором сформирована керамическая форма, при этом, модельный блок содержал одну выжигаемую полистирольную модель. Перед размещением в бойлерклаве, участки керамической формы, сформированные вокруг полимерной модели, обёртывали гибким огнеупорным теплоизоляционным муллит-кремнезёмистым стекловолокнистым материалом марки МКРВ-200 с кажущейся плотностью не более 200 кг/м3 и теплопроводностью при температуре (600±25)°С, не более 0,13 Вт/м×К, а участки керамической формы, сформированные вокруг восковой составляющей модельного блока замачивали в технической воде комнатной температуры в течение 4 минут, после чего в бойлерклаве в течение 4 минут удаляли восковый модельный состав, а удаление полимерного модельного состава из вытопленной керамической формы, осуществляли методом выжигания при температуре 745°С в течение 4 часов.Example 2 A model block consisting of a wax model composition on which a ceramic mold was formed was removed, the model block containing one burn-out polystyrene model. Before placing in the boilerclave, the ceramic mold areas formed around the polymer model were wrapped with a flexible refractory heat-insulating mullite-silica fiberglass material of the MKRV-200 brand with an apparent density of not more than 200 kg/m 3 and thermal conductivity at a temperature of (600±25)°C more than 0.13 W / m × K, and the areas of the ceramic form formed around the wax component of the model block were soaked in industrial water at room temperature for 4 minutes, after which the wax model composition was removed in the boilerclave for 4 minutes, and the removal of the polymer model composition from the melted ceramic form, was carried out by burning at a temperature of 745°C for 4 hours.
Пример 3. Удаляли модельный блок, состоящий из воскового модельного состава, на котором сформирована керамическая форма, при этом, модельный блок содержал две выжигаемые полистирольных модели. Перед размещением в бойлерклаве, участки керамической формы, сформированные вокруг полимерных моделей, обёртывали гибким огнеупорным теплоизоляционным муллит-кремнезёмистым стекловолокнистым материалом марки МКРВХ-250 с кажущейся плотностью не более 250 кг/м3 и теплопроводностью при температуре (600±25)°С, не более 0,13 Вт/м×К, а участки керамической формы, сформированные вокруг восковой составляющей модельного блока замачивали в дистиллированной воде комнатной температуры в течение 5 минут, после чего в бойлерклаве в течение 5 минут удаляли восковый модельный состав, а удаление полимерного модельного состава из вытопленной керамической формы, осуществляли методом выжигания при температуре 740°С в течение 4 часов.Example 3 A pattern block consisting of a wax pattern composition on which a ceramic mold was formed was removed, the pattern block containing two polystyrene burnout patterns. Before placing in the boilerclave, the ceramic mold areas formed around the polymer models were wrapped with a flexible refractory heat-insulating mullite-silica glass fiber material of the MKRVKh-250 brand with an apparent density of not more than 250 kg/m 3 and thermal conductivity at a temperature of (600±25)°C, not more than 0.13 W / m × K, and the areas of the ceramic form formed around the wax component of the model block were soaked in distilled water at room temperature for 5 minutes, after which the wax model composition was removed in the boilerclave for 5 minutes, and the removal of the polymer model composition from the melted ceramic form, was carried out by burning at a temperature of 740°C for 4 hours.
Положительный технический результат, выражающийся в отсутствии разрушения керамических форм, получен во всех приведённых примерах осуществления. По заявленному способу успешно проведены экспериментальные работы, способ использован в производстве.A positive technical result, expressed in the absence of destruction of ceramic molds, was obtained in all the above examples of implementation. According to the claimed method, experimental work was successfully carried out, the method was used in production.
Таким образом, предлагаемое изобретение с вышеуказанными отличительными признаками, в совокупности с известными признаками обеспечивает получение литейных керамических форм без разрушения, без коробления, тем самым способствуя повышению качества будущих отливок деталей, позволяет снизить расходы на производство за счёт снижения брака керамических форм.Thus, the proposed invention with the above distinctive features, together with the known features, provides for the production of ceramic casting molds without destruction, without warping, thereby improving the quality of future castings of parts, and reduces production costs by reducing the rejection of ceramic molds.
Claims (7)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2772531C1 true RU2772531C1 (en) | 2022-05-23 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU865489A1 (en) * | 1979-08-15 | 1981-09-23 | Предприятие П/Я Р-6762 | Method of making undetachable ceramic moulds by the investment pattern technique |
| US4940072A (en) * | 1989-05-31 | 1990-07-10 | Air Products And Chemicals, Inc. | Removing pattern material from investment casting molds |
| US5372177A (en) * | 1993-05-13 | 1994-12-13 | Foster; Glenn H. | Method and apparatus for removing wax from casting mold |
| RU2299780C2 (en) * | 2005-03-09 | 2007-05-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | Casting mold making method |
| RU2381862C2 (en) * | 2004-07-26 | 2010-02-20 | Метал Кастинг Технолоджи, Инкорпорейтед | Method of removing of low-melt model from casting mould |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU865489A1 (en) * | 1979-08-15 | 1981-09-23 | Предприятие П/Я Р-6762 | Method of making undetachable ceramic moulds by the investment pattern technique |
| US4940072A (en) * | 1989-05-31 | 1990-07-10 | Air Products And Chemicals, Inc. | Removing pattern material from investment casting molds |
| US5372177A (en) * | 1993-05-13 | 1994-12-13 | Foster; Glenn H. | Method and apparatus for removing wax from casting mold |
| RU2381862C2 (en) * | 2004-07-26 | 2010-02-20 | Метал Кастинг Технолоджи, Инкорпорейтед | Method of removing of low-melt model from casting mould |
| RU2299780C2 (en) * | 2005-03-09 | 2007-05-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | Casting mold making method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101480698A (en) | Non-carburized casting method for lost foam | |
| US2886869A (en) | Graphite refractory molds and method of making same | |
| US3996991A (en) | Investment casting method | |
| CA1090087A (en) | Investment casting method | |
| CN109365749B (en) | Vacuum hot forming production process for precision manufacturing of fired mold | |
| RU2772531C1 (en) | Method for removing a burnt-out polymer model from a ceramic mold in investment casting | |
| US3153826A (en) | Precision casting molds and techniques | |
| RU2743439C1 (en) | Cast multilayer shell mold | |
| RU2781943C1 (en) | Method for manufacturing a ceramic mold according to a burnt-out polymer model in investment casting | |
| CN101811175B (en) | Method of roasting profiled shell for fine casting of titanium-based alloy investment pattern based on rapid prototyping | |
| US3349830A (en) | Method of making a casting mold | |
| US3519057A (en) | Eliminating patterns from and hardening of shell molds | |
| RU2772536C1 (en) | Method for removing a model block from a ceramic mold in investment casting | |
| RU2338621C2 (en) | Method of fabrication of ceramic casting tuyeres and other items | |
| CN107297459A (en) | Using the fusible pattern Rapid casting process of the stainless steel impeller of 3D printing full mold mould | |
| US10814377B2 (en) | Method for casting shell dewaxing | |
| RU2161545C2 (en) | Method of manufacturing full form from photopolymerizing materials | |
| CN104741529A (en) | Investment casting method of automobile heat-resisting steel exhaust manifold | |
| CN109175240A (en) | A kind of investment casting formwork dewaxing device and investment casting formwork process for dewaxing | |
| RU2509622C1 (en) | Method of making refractory shell mould | |
| JP3552298B2 (en) | Mold for hot impeller casting | |
| JPH0215847A (en) | Dewax method for preventing crack of casting mold in lost wax precision casting | |
| US3070862A (en) | Method for recovery of expendable pattern material | |
| SU659276A1 (en) | Method of making a mould by vacuum moulding | |
| SU761112A1 (en) | Method of working alumosilicate casting moulds for casting titanium and its alloys |