SU1155347A1 - Способ выплавлени модельной композиции из многослойной оболочковой формы - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ВЬШЛАВЛЕНИЯ МОДЕЛЬНОЙ КОМПОЗИЦИИ ИЗ МНОГОСЛОЙНОЙ ОБОЛОЧКОВОЙ ФОРМЫ, получаемой по вьтлавл емым модел м, включающий погружение керамического блока в жидкий теплоноситель и выдержку в нем, о т л и ч а ions и и с   тем, что, с целью обеспечени  более полного удалени  модельной композиции из формы за счет повышени  температуры теплоносител  и уменьшени  безвозвратных потерь модельного состава, в качестве теплоносител  используют расплав солей с температурой 160-180 0 следующего состава, мас.%:9 Нитрит натри  48-52 (Л Нитрит кали 48-52 СП ел со 4

Description

Изобретение относитс  к литейному производству, в частности, к изготовлению отливок литьем по выплавл емым модел м.

Известны способы удалени  моделей из полостей оболочковой формы, включающие нагрев оболочки с моделью в выплавл ющей среде - жидком теплоносителе при 100°С и более и выплавлении модели,

Известен способ выплавлени  модельного состава в гор чей воде при 95-100 С ClJ, в смеси органических жидкостей - гликолей и карболити , нагретых до 100-200°С t2, в растворах легкорастворимых хлоридов или нитридов металлов З.

Однако эти способы или снижают прочность при удалении модельного состава из полости оболочки или взаи модействуют с мсздельным составом, ухудша  его свойства.

Наиболее близким к предлагаемому о технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ выплавлени  моделей, включающий погружение модельного блока с оболочкой в жидкий теплоноситель и выдержку дл  выплавлени  модельного состава С43. В качестве жидкого теплоносител  используют расплав модельного состава .

Температура расплава зависит от состава модельной массы, например дл состава Р-3 она составл ет 120-140 С Продолжительность выплавлени  моделей составл ет 10-30 мин в зависимости от массы и конфигурации моделей , после чегр блоки извлекаютс , выливаютс  остатки расплава и блоки поступают на формовку.

Этот способ повьшает прочность непрокаленных оболочек за счет пропитьгоани  и заполнени  пор в ней модельным расплавом. Однако это  вл ет с  причиной больших потерь модельного состава. Кроне того, в формах сложной конфигурации модельна  масса задерживаетс  в так называемых карманах формы, что увеличивает возвратные потери модельного состава, которые при использовании известного способа составл ют 10-20%.

Повьшенное содержание модельных остатков в оболочке после вытопки приводит к увеличению продолжительности прокалки. Так как нагрев форм происходит в услови х недостатка

кислорода, модельные остатки не сжигаютс  полностью до образовани  СО, а гор т с выделением СО и С - сажистого углерода, удаление которого из форм, обедненных кислородом, затруднено.

Целью изобретени   вл етс  более полное удаление модельной композиции за счет повьшени  температуры теплоносител  и уменьшени  безвозвратных потерь модельного состава. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу выплавлени  модельной композиции из многослойной оболочковой формы, получаемой по выплавл емым модел м, включающему погружение керамического блока в жидкий теплоноситель и выдержку в нем, в качестве теплоносител  используют расплав солей с температурой 160-180 С следующего состава , мас.%:

Нитрат натри  48-52 Нитрит кали 48-52

Содержание расплава нитрит-нитратных солей выбирают с учетом минимальной температуры плавлени  смеси из широкого р да примен емых в термообработке смесей солей. Выбор состава расплава, а следовательно, и температуры обусловлен опасностью перегрева модельного состава и, как сле;1( твие, самовозгорани  его на поверхности нитрит-нитратного расплава .

Использование смесей солей, содежащих NaNOj и KNOjMeHee 48 мас.% и более 52 иас.% недопустимо, так как точка плавлени  таких составов повышаетс , что, в свою очередь, требуе повышени  рабочей температуры расплава солей.

Рекомендуема  смесь содержит 50% NaNO. и 50% KNOj, - эвтектический состав и имеет самую низкую точку плавлени . Температура расплава соле дл  выплавлени  модельного состава 160-180 С, так как при менее 160°С в момент погружени  холодных форм в расплав происходит резкое его переохлаждение , что приводит к повышению в зкости и началу выпадени  кристаллов солей из расплава. Повьшение температуры более приводит к интенсивному испарению модельного состава с поверхности, а также увеличивает опасность самовозгорани 

31

перегретого расплава модельной массы наход щегос  на поверхности ванны.

Продолжительность выплавлени  моделей зависит от размеров и конфигурации формы и должна обеспечивать полное расплавление моделей в формах .

Выплавление модельного состава в расплаве нитрит-нитратных солей состава 48-5252 NaNOj и 52-48% KNO по сравнению с выплавлением в расплаве модельного состава резко снижает содержание модельных остатков в форме, т.е. потери модельного состава сокращаютс  примерно в 10 раз.

Дл  определени  режима выплавлени  модельной композиции были проведены исследовани  вли ни  выплавлени  моделей в нитрит-нитратном расплаве солей на качество многослойной оболочковой формы после их прокапива

НИН.

474

Дл  этого былИ приготовлены соста вы с различным содержанием NaNO и KNO(45 - 55% каждого компонента) и их расплавлением в емкост х. В расплав солей погружают керамический блок. Температуру расплава мен ют от Т 50 до 190°С. Модельные блоки с оболочкой выбирают одинаковой конфигурации , в которых полное расплавление моделей осуществл етс  15 мин,

После выплавлени  оболочки охлаждают и заформовывают сыпучим наполнителем . Прокаливание оболочковых форм провод т по режиму: выдержка при 900°С - 4 ч вместо обычных 8ч. Степень прокаленности оболочковьпс форм определ ют по ocтaтoчнo ty содерлсанию углерода в составе оболочки (% от веса керамики).

Результаты проведенных экспердашн|тов представлены в таблице.

1 Расплав модельного (про- состава

тотип)

55

45

52 50 48 45

48 50 52 55

3 4 5 6

4,0

900

130

900

4,0

150

900

4,0

160 4,0 900 170 9 900 4,0 180 4,0 900 190

Остаточное содержа;ние углерода в керамике после прокалки, % от веса керамики

0,13 ) 0,08

0,01 0,00 0,00 0,00

Выплавленный модельньм состав и расплав солей представл ют собой неемешивающиес  жидкости и благодар  меньшему удельному весу модельна  масса легко отдел етс  от поверхности формы и собираетс  на поверхности солевого расплава. При этом исключаетс  налипание модельной массы на оболочку при извлечении ее из ванны выплавлени . Соответственно уменьшае-тс  остаточное содержание углерода В оболочковой форме после ее прокаливани , что позвол ет сократить длительность прокаливани  в 2 раза.

Производственна  проверка способа выплавлени  модельного состава из ; оболочковой формы в расплаве солей подтвердила, что расплавленный после загрузки расчетный состав, содержащий 48-52% NajNO, и 52-48% KNO нагревают до 160-180 С, после чего блоки погружают в расплав солей. Происходит интенсивное оплавление моделей по поверхности контакта с

Продолжение таблицы

Примечание

10-20

Переохлаждение расплава при загрузке блоков

Интенсивное испарение модельного состава -с поверхности ванны вытопки

керамической формы, что полностью устран ет растрескивание форм при плавлении. Одновременно происходит интенсивное проникновение в поры оболочки расплава солей (что исключает попадание модельного состава в поры) с последующим вымыванием из формы расплавл ющейс  модельной массы .

Разогрев расплава солей до 160180°С и интенсивное внедрение их в оболочку снижает остаточное содержание модельной массы в форме до 1-3% (от первичного веса модели).

Использование в качестве среды вытопки смеси нитрита натри  и нитрата кали  способствует снижению длительности прокаливани  форм. Интенсификаци  прокаливани  обусловлена снижением остаточного содержани  модельного состава, а также внедрением в поры оболочки смеси активных окислителей, каковыми  вл ютс  NaNO и KNO,, при термическом разложении которых вьщел етс  кислород. Остат . 7

ки, модельной массы, наход щиес  в оболочках, окисл ютс  в процессе прокаливани  вьщел ющимс  кислородом , что приводит к сокращению цикл

Как показывает анализ оболочек выплавленных в расплаве солей, суммарное содержание плавней в оболоч се не превышает 0,46% от веса оболочки . Образующиес  легкоплавкие соединени  в составе оболочки при таком количестве плавней не вли ет на термомеханические свойства форм, что подтверждаетс  полученной зависимостью дГ f(t) (см. чертеж).

Нитрит-нитратньш состав, используемый в изобретении, широко npvsMeн ют в термических цехах при термообработке стальных деталей. Соли расплавл ют до рабочих температур в специальных нагревательных печах ваннах . Тигли, в которых находитс  расплав, изготавливают из малоуглеродистых сталей или из жароупорных сталей: Х18Н9Т, Х25Н20, Х25Н20С2и др

78

Таким образом,-выплавление модельного состава погружением модельного блока с оболочкой в расплав нитритнитратных солей состава 48-52% NaNOj и 52-48% KNOj при 160-180с не ухудшает свойств оболочки, уменьшает потери модельного состава, так как исключает его налипание на оболочку и сокращает продолжительность прокаливани  оболочки в 2 раза при уменьшении ее зольности.

Реализаци  способа выплавлени  модельного состава отличающегос 

тем, что модельный блок с оболочкой погружают в расплав нитрит-нитратных солей с температурой 160-180 с и выдерживают , позвол ет сократить потери модельного состава на 10-13% по сравнению с выплавлением в расплаве модельного состава, сократ11ть продол-жительность прокаливани  в 2 раза. Экономический эффект составл ет 10 тыс, руб. в год.

Claims (1)

1. СПОСОБ ВЫПЛАВЛЕНИЯ МОДЕЛЬНОЙ КОМПОЗИЦИИ ИЗ МНОГОСЛОЙНОЙ ОБОЛОЧКОВОЙ ФОРМЫ, получаемой по выплавляемым моделям, включающий погружение керамического блока в жидкий теплоноситель и выдержку в нем, отличающийся тем, что, с целью обеспечения более полного удаления модельной композиции из формы за счет повышения температуры теплоносителя и ' уменьшения безвозвратных потерь модельного состава, в качестве теплоносителя используют расплав солей с температурой 160-180°C состава, мас.%:

   Нитрит натрия Нитрит калия следующего с

   48-52

   48-52

   SU .„1155347

   - жидком теплоноболее и выплавлеto выплавления могорячей воде при