SU1011326A1

SU1011326A1 - Способ прокаливани оболочковых форм по выплавл емым модел м

Info

Publication number: SU1011326A1
Application number: SU802978875A
Authority: SU
Inventors: Иосиф Борисович Ферштатер; Виктор Николаевич Тимков; Николай Иванович Патракеев
Original assignee: Предприятие П/Я В-2954
Priority date: 1980-09-01
Filing date: 1980-09-01
Publication date: 1983-04-15

Abstract

СПОСОБ ПРОКАЛИВАНИЯ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ ПО ИЛПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ, включающий нагрев оболочковых форм до 540-560&deg;С в потоке окислительного газа, выдержку и последующее их вакуумирование до остаточного давлени 10-100 мм рт.ст., отличающийс тем, что, с целью сокращени времени и улучшени качества прокаливани за счет принудительной подачи окислительного газа в оболочковую форму и удалени из нее продуктов горени , на оболочковую форму сразу после достижени вакуума повторно воздействуют потоком окислительного газа, подаваемого при температуре прокаливани в в течение 1-2 мин, причем цикл операций вакуумирование - воздействие потоком окислительного газа в указанной последовательности, повтор ют 3-12 раз.

Description

оо го

да

Изобретение относитс к литейному производству, в частности к литью по выплавл емым модел м.

Широко примен етс прокаливание оболочковых форм по выплавл емым модел м нагревом в окислительной среде до 800-120о С 6 ч дл удалени из форм остатков модельного состава и других органических составл ющихfl

Однако высокие температуры вызывают структурные изменени материала форм, в результате снижаетс их прочность.

Известен- способ, позвол ющий снизить температуру прокаливани форм за счет нагрева их в вакууме до температуры возгонки и кипени органических составл ющих и повысить прочность формы 2 .

Однако вследствие, термического разложени органических составл ющих форм в камере может создаватьс взрывоопасна среда. Кроме того, испар юща с - Органика осаждаетс на внутренних полост х вакуумного оборудовани . Это затрудн ет обслуживание и сокращает срок службы установкн .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению вл етс способ прокалки керами.Че- , ских форм, включающий операцию нагрева в окислительной среде с последующим вакуумированием 3

Недостатки известного способа L2} устранены в нем, так как основна масса органических составл кщих форм удал етс и разлагаетс при. нагреве в потоке окислительного-газа . Продукт разложени (пиролиза) органики - сажистый углерод осаждаетс во всем объеме оболочковых форм закупорива поры. Основным показателем качества прокаливани . вл ет-с содержание остаточного углерода в оболочковых формах, что определ ет их газопроницаемость и газотворностьо Удовлетворительное качество прокаливани достигаетс при содержании остаточного углерода 0,030 ,09% вес. Процесс удалени сажистого углерода можно условно разделить на 2 стадии: реакци горени (, окисление углерода ), удаление газообразных продуктов горени . При прокаливании оболочковых форм по выплавл емым модел м любым способом больша часть времени уходит на удаление сажистого углерода из пор керамики, так как туда затруднены доступ кислорода и удаление продуктов горени .

Прокаливание в вакууме после сжигани органики в потоке окислительного газа Сз. не может обеспечить высокой скорости удалени сажистого углерода, так как нар ду с ускорением 2-.6й стадии процесса, низкое парциальное давление кислорода не мо

жет обеспечить интенсивной реакции горени 4 . Это вл етс основной причиной недостатка прототипа - низкого качества и недостаточной скорости прокаливани форм.

Цель изобретени - сокращение врмени и повышение качества прокаливани за счет принудительной подачи окислительного газа в оболочковую форму и удалени из нее продуктов горени .

Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу прокаливани оболочковых форм по выплавл емым модел м, включающем их нагрев в потоке окислительного газа до 540-560°С, выдержку при этой температуре с последуюищм вакуумирование до остаточного давлени 10 -г 100 мм рт.ст., сразу после достижени вакуума на оболочковую форму повторно воздействуют потоком окислительного газа, подаваемого при температуре прокаливани , 1-2 мин, причем цикл операций вакуумирование воздействие потоком окислительного газа в указанной последовательности повтор ют 3-12 раз.

Замена длительной выдержки оболочковых форм по выплавл емым модел м (содержащих сажистый углерод, оставшийс после выжигани органических составл ющих формы потоке окислительного газа в вакууме при 540-5бОс на повторное воздействие ротока гор чего окислительного газа сразу после достижени вакуума и повторение цикла операций: вакуумирование - воздействие потоком окислительного газа в указанной последовательности 3-12 раз, создае оптимальные услови дл горени сажистого углерода. Принудительна подача гор чего окислительного газа к нагретой форме чередуетс с принудительным удалением продуктов горени , что позвол ет значительно ускорить прокаливание и улучшить его качество .

Дл определени оптимальных режимов прокаливани и уточнени их параметров ,на промышленной установке была проведена сери опытов. Удовлетворительно прокаленными считают оболочковые формы, содержащие менее 0,09% остаточного углерода.

Установка представл ет собой шахтную печь сопротивлени с герметичным кожухом и крышкой. Объем рабочего пространства печи О,4 м. Мощность печи - 18 квт. Вакуумна система состоит из насоса марки ВН-4Г, ресивера объемом 1 м и трубопровода D -100. Используют 2 типа проб различной сложности. Модели изготавливают из модельной массы ПС-50-50. Оболочковую форму попучают по обычной технологии из гидролизованного этилсиликата 40,

маршалита и кварцевого песка с вакуум-аммиачной cyiiJKOft. Нанос т 4 сло . Вытопку моделей производ т в гор чей воде. В качестве окислительного газа примен ют сжатый воздух . Воздух подогревают, пропуска через змеевик, расположенный в рабочем пространстве прокалочной печи . Во всех опытах прокаливание провод т при оптимальной температуре в рабочем пространстве печи и температуре сжатого воздуха . Ограничение температурного интервапа 540-560 С сверху объ сн етс тем, что при в кварце происходит полиморфное превращение, которое приводит к растрескиванию оболочковой формы. Большое приближение к 573°С нежелательно из-за температурной неоднородности в рабочем пространстве печи (отдельные формы могут находитс в более гор чей зоне, чем термопара). При температуре ниже 540®С длительность ;процесса значительно увеличиваетс . Дпительность нагрева и выдержки в потоке окислительного газа перед вакуумированием составл ет 15 мин, что вл етс оптималь.ным режимом при работе установки в интервале 54р-560 С. Так как температура самовоспламенени наиболее употребл емых органических компонентов модельного состава и оболочковой формы ниже , при прогреве формы до температуры самовоспламенени Ьрганические составл ющие возгораютс и за указанное врем газифицируютс с образованием сажистого углерода, оседающего в порах и на поверхности формы. Увеличение времени до 20 Мин при 540-5бО С не

приводит к улучшению качества прокаливани при увеличении общей длительности процесса. Критерием каче с тва служит содержание остаточного углерода (.С.) , определенного путем дожигани

Зависимость качества и длительности прокаливани д от остальных технологических пар етров по предJiaraeMOMy способу,а также по способупрототипу Гз и аналогу 2 приведена в таблице.

Продолжение таблицы

По прототипу

14 15 15 16 30 15

По аналогу

16

31 Примечание. Т Сл Сз VQ Сост Проба 1 Проба 2 Продолжительность воздействи окислительным газом 1ри циклической обработке (Г) составл ет 1-2 MIJH. Опыты № 1 и 2 показывают, что длг достижени одинакового качества про каливани врем 2 дл форм сложной конфигурации должно быть большим, чем дл форм простой конфигурации причем iXj 1-2 мин обеспечивает необходимое качество прокаливани при любой конфигурации формы. Увеличение Т2 больше 2 мин приводит к увеличению общей длительности процесса при незначительном повышении качества прокаливани (опыты № 7 и 8). Уменьшение tu не менее 1 мин (опыт № 6 ) приводит к недопустимому снижению качества прокаливани . Ско рость удалени сажистого углерода в предлагаемом процессе пропорциональна глубине вакуума, но создани вакуума глубже остаточного давлени 10 мм рт.ст. требует более длительного времени и повышени герметичности печи, что существенно усложн ет ее конструкцию, С другой стороны эксперименталь ные данные показывают, что увеличение остаточного давлени при вакуумировании ,(РО(У|-) приводит к непропорциональному ухудшению качества

.40 31,0 0,080 40 45,0 0,040

40

31,0 0,040 врем , требуемое дл вакууг/мровани до нужного остаточного давлени (по прототипу и аналогу вместе с в адержкой под вакуумом). врем воздействи окислительным газом при циклической обработке (по прототипу врем предварительного воздействи окислительным газом). врем на проведение, цикла. продолжительность ;прокалки.. предельное остаточное давление при вакуумировании. средний по 5 опытам. сложна . проста . прокаливани при некотором сокращении общей длительности процесса за счет сокращени времени вакуумировани (Т). Так если при остаточном давлении равном 100 мм рт.ст. достигнуто удовлетворительное качество прокаливани , то при остаточном давлении равном 150 мм рт.ст. остаточный углерод выше допустимого (опыты № 3 и 4). Исход из изложенного , установлены пределы остаточного давлени при вакуумировании - i 10-100 мм рт.ст. Определено количество циклов (3-12 раз), обеспечивсцощее удовлетворительное качество прокаливани независимо от сложности пробы и предъ вл емых к ним требований (опыты № 2, 9 и 11). Увеличение количества циклов больше 12 нецелесообразно , так как при 12 циклах обеспечиваетс высокое качество прокаливани даже на формах сложной конфигурации (опыт № 9. Опыт показывает , что увеличение количества циклов до 15 не приводит к снижению содержани по сравнению с прокаливанием, включающем 12 циклов , (опыты 9,10). Необходимо отметить , что при содержании остаточного углерода меньше 0,01% его дальнейшее снижение мало вли ет на ка10113 чество формы. Уменьшение количеотва циклов меньше 3-х не обеспечивает требуемого качества прокаливани как на сложных, так и на простых формах (опыты 12 и 13). Сопоставл результаты опытов, при-5 веденных по.предлагаемому способу. по способу прототипу и по способуаналогу , можно отметить, что при одинаковой продолжительности прокаливани предлагаелый способ обеспе-10 чивает качество (опыты 1, 14 и 16); дл обеспечени -одинакового качества прокгшивани предлагаемый способ требует меньшего времени (опыты 5, 15 и 16). 6 Предлагаемый способ по сравнению с известными техническими решени ми увеличивает производительность устаиовки дл прокаливани оболочковых форм по выплавл емым модел м, улучшает качество прокаливани . Ожидаемый экономический эффект от использовани 70-100 руб на тонну лить . Он может быть получен за счет экономии электроэнергии, производственных площадей, опок и снижени брака отливок по непрокалу. Предлагаемой способ целесообразно использовать в литье по выплавл емым модел м, преимущественно в холодную Форму.

Claims

СПОСОБ ПРОКАЛИВАНИЯ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ, включающий нагрев оболочковых форм до 540-560°С в потоке окислительного Таза, выдержку и последующее их вакуумирование до остаточного давления 10-100 мм рт.ст., отличающийся тем, что, с целью сокращения времени и улучшения качества прокаливания за счет принудительной подачи окислительного газа в оболочковую форму и удаления из нее продуктов горения, на оболочковую форму сразу после достижения вакуума повторно воздействуют по током окислительного газа, подаваемого при температуре прокаливания в течение 1-2 мин, причем цикл операций вакуумирование - воздействие потоком окислительного газа в указанной последовательности, повторяют

3-12 раз.

>