SU1643139A1

SU1643139A1 - Method of manufacturing compacted carbon products, predominantly moulds and cores, for casting refractory metals and alloys

Info

Publication number: SU1643139A1
Application number: SU894689337A
Authority: SU
Inventors: Михаил Иванович Носалевич; Владимир Павлович Шариков; Виктор Михайлович Симановский; Полина Федоровна Разуменко; Геннадий Николаевич Володченков; Виталий Данилович Довбня
Original assignee: Предприятие П/Я В-2190
Priority date: 1989-05-10
Filing date: 1989-05-10
Publication date: 1991-04-23

Description

tt

(21)4689337/02(21) 4689337/02

(22)10.05.89(22) 05/10/89

(46) 23.04.91. Бюл. Р 15 (72) М.И.Носалевич, В.П.Шариков, В.М.Симановский, П.Ф.Разуменко, Г.Н.Володченков и В.Д.Довбн (46) 04.23.91. Bul R 15 (72) M.I.Nosalevich, V.P.Sharikov, V.M.Simanovsky, P.F.Razumenko, G.N.Volodchenkov and V.D.Dovbn

(53)621.742.4 (088.8)(53) 621.742.4 (088.8)

(56)Колотило Д.М., Чел динов Л.М. Углеродные литейные форт-аи - Киев: Наукова думка, 1971.(56) Kolotilo D.M., Chel Dinov L.M. Carbon foundry fort-ai - Kiev: Naukova Dumka, 1971.

Авторское свидетельство СССР № 470493, кп. С 01 В 31/04, В 30 В 13/00, 1973.USSR Author's Certificate No. 470493, kp. From 01 to 31/04, to 30 to 13/00, 1973.

(54)СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРЕССОВАННЫХ УГЛЕРОДИСТЫХ ИЗДЕЛИЙ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ ДЛЯ ЛИТЬЯ ТУГОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ(54) METHOD OF MANUFACTURING PRESSED CARBON PRODUCTS, MOSTLY FORMS AND RODS FOR CASTING METAL AND ALLOYS METALS

(57)Изобретение относитс к технологии углеграфитовых материалов,(57) The invention relates to the technology of carbon-graphite materials,

в частности к изготовлению литейных форм и стержней дл лить тугоплавких металлов и сплавов. Цель - увеличение точности получаемых изделий. Способ включает смешивание компонентов и уплотнение в пресс-форме гра- фитосмол ной смеси путем многократного подъема и сн ти давлени , характеризуетс тем, что прессование смеси осуществл ют через 15- 30 мин после смешени компонентов до достижени плотности издели в запрессованном состо нии 92-97% плотности графитового порошка в компактных издели х. Способ позвол ет в 10-20 раз повысить точность отливок из титановых и высокоактивных сплавов , изготавливаемых в графитовых формах, и снизить задолженность оснастки в 3-4 раза. 4 табл.in particular, to the manufacture of casting molds and cores for casting refractory metals and alloys. The goal is to increase the accuracy of the products. The method involves mixing the components and compaction in the mold of the graphite-resin mixture by repeatedly raising and relieving pressure, characterized in that the mixture is compressed 15-30 minutes after the components are mixed until the density of the product in the pressed state 92-97 is reached. % density of graphite powder in compact products. The method makes it possible to increase the accuracy of castings from titanium and highly active alloys manufactured in graphite forms by 10–20 times and to reduce the tooling debt by 3–4 times. 4 tab.

gg

(Л(L

Изобретение относитс к технологии углеграфитовых материалов, в частности к изготовлению литейных форм и стержней дл лить тугоплавких металлов и сплавов.The invention relates to the technology of carbon-graphite materials, in particular to the manufacture of casting molds and cores for casting refractory metals and alloys.

Цель изобретени - увеличение точности получаемых изделий.The purpose of the invention is to increase the accuracy of the products obtained.

Сущность изобретени заключаетс в следующем.The essence of the invention is as follows.

Способ по изобретению, предусматривающий смешивание компонентов и уплотнение углеродных композиций в пресс-форме путем многократного подъема и сн ти давлени , характеризуетс тем, что прессование осуществл ют через-15-30 мин после смешени The method according to the invention, which involves mixing the components and compacting the carbon compositions in the mold by repeatedly raising and relieving pressure, is characterized in that the pressing is carried out 15-30 to 30 minutes after mixing.

компонентов до достижени плотности издели в запрессованном состо нии 92-97% плотности графитового порошка в компактных заготовках, изготавливаемых электродной промышленностью (электроды, прутки) .components until the density of the product in the pressed state is reached 92-97% of the density of graphite powder in compact blanks manufactured by the electrode industry (electrodes, rods).

Использование способа по изобретению обеспечит более высокую точность получаемого издели с размерами , имеющими значительно меньшие отклонени от соответствующих размеров оснастки, чем в известных способах .The use of the method according to the invention will provide a higher accuracy of the obtained product with dimensions that have significantly smaller deviations from the corresponding dimensions of the tooling than in the known methods.

При смешении графитового порошка с холоднотвердеющей резольной смолой и отвердителем начинаетс процессWhen the graphite powder is mixed with a cold-hardening resole resin and a hardener, the process begins.

ОABOUT

tt

iCOiCO

поликонденсации смолы, сопровождающийс увеличением ее в зкости до полного отверждени . Установлено, что через 15-30 мин после смешени дос тигаетс максимальна клеюща способность смолы, обеспечивающа сохранение размеров издели после его изв- |лечени из оснастки. Прессование через более продолжительное врем не обеспечивает сохранени размеров издели , так как смола тер ет свою клеющую способность - высыхает.polycondensation of the resin, accompanied by an increase in its viscosity until complete curing. It was established that in 15-30 minutes after mixing, the maximum adhesiveness of the resin is achieved, ensuring that the size of the product is preserved after it is removed from the tooling. Pressing after a longer time does not ensure the preservation of the dimensions of the product, since the resin loses its adhesive ability — it dries.

Уплотнение смеси всегда сопровождаетс ее пластичными и упругими деформаци ми. Пластичные деформации обуславливают формообразование, а упругие - реализуютс после сн ти давлени в виде распрессовки - увеличени размеров. Многократный подъе и сн тие давлени прессованием обеспечивает более равновесную укладку зерен графитового порошка и увеличивает долю пластичных деформаций. Величина распрессовки обуславливает- с плотностью издели в запрессованном состо нии. При плотности менее 92% плотности графитового порошка в компактных издели х распрессовка практически отсутствует, но становитс ощутимой усадка издели при последующем обжиге, котора обуславливаетс толщиной пленки смолы между частицами графитового порошка. При плотности более 97% плотности графитового порошка в компактных издели х усили распрессовки превышают прочность склеивани частичек композиции что приводит к значительному увеличению литейных размеров издели после его извлечени кз пресс-формы.Compaction of the mixture is always accompanied by its plastic and elastic deformations. Plastic deformations cause shaping, and elastic deformations occur after pressure is released in the form of repressive-increase in size. Multiple lifting and depressurization by pressing provides a more equilibrium packing of the grains of graphite powder and increases the proportion of plastic deformations. The amount of decompression causes the density of the product to be pressed in. When the density is less than 92% of the density of graphite powder in compact products, decompression is practically absent, but the product shrinks during the subsequent firing, which is caused by the thickness of the resin film between the particles of graphite powder, becomes noticeable. When the density is more than 97% of the density of graphite powder in compact products, the repressive forces exceed the bonding strength of the particles of the composition, which leads to a significant increase in the casting dimensions of the product after it is removed from the mold.

Исследовани , подтверждающие количественные показатели при реализации способа, провод т по следующей методике.Studies confirming the quantitative indicators in the implementation of the method, carried out by the following method.

Формообразующа полость пресс- формы представл ет собой цилиндр диаметром 0,02 м и высотой 0,02 м. Плотность запрессованного образца при посто нном объеме полости зависит только от величины навески смеси Испытуема смесь имеет следующий состав, мас.%: графитовый порошок (фракци 200-400 мкм) 80, реэольна холоднотвердеюща смола СФЖ-309 (ГОСТ 20907-75 , Изменение 1.2.3) 18 отвердитель - паратолуолсульфокисло- .та (ПТСК) 2. Компоненты смеси перемешивали и брали навески смеси черезThe mold cavity of the mold is a cylinder with a diameter of 0.02 m and a height of 0.02 m. The density of the pressed sample with a constant volume of the cavity depends only on the weight of the mixture. The mixture tested has the following composition, wt.%: Graphite powder (fraction 200 -400 µm) 80, cold melt hardening resin SFZH-309 (GOST 20907-75, Amendment 1.2.3) 18

00

5 5 5 5

5 five

00

5five

00

5five

00

10, 15, 20, 25, 36 мин после начала смешивани . Навеску смеси помещали в оснастку и угглотн ли доведением прессующего пуансона до упора. Затем давление сбрасывали и снова увеличивали , пока величина распрессовки не стабилизировалась. Распрессовку замер ли по подн тию пуансона после полного сброса давлени . Затем образец извлекали из оснастки, доотверж- дали при 100°С в течение 30-60 мин, и обжигали в безокислительной атмосфере при 950 С. После обжига образцы обмер лись и определ лс предел прочности на сжатие,10, 15, 20, 25, 36 minutes after the start of mixing. A portion of the mixture was placed in a snap and tightened by bringing the pressing punch to the stop. Then the pressure was released and increased again until the decompression value stabilized. Decompression was measured by raising the punch after a complete depressurization. Then, the sample was removed from the equipment, re-cured at 100 ° C for 30-60 minutes, and burned in a non-oxidizing atmosphere at 950 ° C. After firing, the samples were measured and the ultimate compressive strength was determined.

В первом примере в качестве графитового порошка были использованы отходы механической обработки графита марки ЭГ-0. Его объемна плотность в компактной заготовке равна 1550 кг/к- .In the first example, waste of mechanical processing of graphite grade EG-0 was used as a graphite powder. Its bulk density in a compact billet is 1550 kg / k -.

Во втором примере использовали крошку графита марки ГМЗ с плотностью в компактной заготовке 1650 кг/м3.In the second example, a crumb of GMT grade graphite with a density of 1650 kg / m3 in a compact billet was used.

В третьем примере использовали крошку графита марки КПГ-б с плотностью в компактной заготовке 1780 кг/м3 In the third example, KPG-B brand graphite chips were used with a density in a compact billet of 1780 kg / m3.

Результаты реализации способа с углеродистыми материалами согласно примерам 1-3 приведены в табл. 1-3 соответственно.The results of the implementation of the method with carbon materials according to examples 1-3 are given in table. 1-3, respectively.

Как видно из таблицы 1-3, прочность образцов, изготовленных по изобретению, сопоставима с прочностью образцов, доведенных до плотности графита в компактной заготовке, а точность значительно выше.As can be seen from table 1-3, the strength of the samples made according to the invention is comparable to the strength of the samples brought to a density of graphite in a compact billet, and the accuracy is much higher.

Таким образом, преимуществом предлагаемого способа вл етс обеспечение высокой точности издели и соответствие размерам формообразующей полост} оснастки.,,Thus, the advantage of the proposed method is to ensure high accuracy of the product and conformity to the dimensions of the forming cavity} tooling.

В табл. 4 приведены обобщенные данные по отклонению размеров издели от размеров оснастки дл изделий с разной относительной плотностью.In tab. 4 shows the generalized data on the deviation of the size of the product from the size of the snap-in for products with different relative density.

Из табл. 4 видно, что точность изделий, полученных в диапазоне относительных плотностей 92-97% (отклонение G.,-1,0%), значительно выше, чем по прототип (усадка около 10%).From tab. 4 shows that the accuracy of the products obtained in the range of relative densities of 92-97% (deviation G., - 1.0%), is significantly higher than the prototype (shrinkage of about 10%).

Реализаци способа по изобретению позвол ет в 10-20 раз повысить точность отливок из титановых и высокоактивных сплавов, изготавливаемых в графитовых формах, и снизить задолженность оснастки в 3-4 раза.The implementation of the method according to the invention makes it possible to increase the accuracy of castings from titanium and highly active alloys manufactured in graphite molds by a factor of 10–20 and to reduce the tooling debt by a factor of 3–4.

Claims

Invention Formula

A method of manufacturing extruded carbon products, mainly molds and cores for casting refractory metals and alloys, comprising mixing the components and sealing the mixture of a graphite-resin resin 1 mixture of PU;

and depressurization, characterized in that, in order to increase the accuracy of the products obtained, the mixture is compressed 15-30 minutes after the components are mixed until the density of the product in the pressed state is reached 92-97% of the density of graphite powder in compact products.

Table I

Table 4