SU1738470A1 - Способ удалени корундовых керамических стержней из внутренних полостей изделий - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : отливки обрабатывают водными растворами щелочей при их концентрации в растворах гидроксидов 250 - 400 г/дм3 и температуре 250 - 450°С. 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к литейному производству, а именно к удалению керамических стержней из внутренней полости изделий , в частности рабочих лопаток, отливаемых методом направленной кристаллизации .

Известен способ удалени  керамических стержней, состо щих из высокоогнеупорного и химически стойкого оксида алюмини , используемых дл  лить  лопаток с направленной кристаллизацией, в расплаве бифторида кали  (KHFa).

Недостатком данного способа  вл етс  то, что расплав бифуорида кали , вследствие своей высокой химической активности, раствор ет не только керамический стержень , но и растравливает поверхность отливок . Кроме того, процесс обработки в расплаве бифторида кали  экологически вреден, так как в результате реакции оксида алюмини  с бифторидом кали  образуютс  фториды, в том числе фтористый водород - выс9коток.сичное соединение.

Наиболее близким техническим решением  вл етс  способ удалени  керамических стержней, изготовленных из отливок, получаемых направленным затвердеванием эвтектических и жаропрочных сплавов.

Способ заключаетс  в том, что отливку с керамическим стержнем помещают в автоклав со щелочным раствором и нагревают до 200°С. За счет химического воздействи  щелочи раствор етс  св зка зерен керамического материала, одновременно с растворением св зки происходит разрушение структуры стержн  и частичное удаление зерен основного керамического материала путем механического воздействи .

Способ имеет существенные недостатки . Обработка керамических стержней щелочными растворами при температурах ниже 200°С не обеспечивает полного растворени  корундовой составл ющей стержней . После удалени  легкорастворимых св зок стержн  необходимо обрабатывать дополнительно, использу  методы механического удалени  зерен корунда.

Промышленность переходит на использование тугоплавких керамических стерж v w

te

v| СО 00 N VI О

ней, физико-химические свойства которых обеспечивают требуемую термоустойчивость , термопластичность, прочность в услови х лить  лопаток с направленной кристаллизацией. Такие стержни состо т практически из зерен электрокорунда с тугоплавкой глиноземистой св зкой. Щелочна  обработка этих составов при температурах ниже 200°С не обеспечивает разрушени  структуры стержн  и не позво лит растворить корундовую составл ющую стержн . Причиной этого  вл етс  то, что корунд при температурах ниже 200°С практически не раствор етс  в щелочах, поэтому гидрохимическа  обработка стержней не приводит к разрушению их структуры и во внутренних полост х лопаток остаютс  неразложившиес  части керамики.

Цель изобретени  - повышение качества изделий за счет обеспечени  более полного химического растворени  стержней и повышени  производительности.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известном способе, включающем обработку изделий растворами гидроксидов натри , кали  или их смесей, согласно изобретению , обработку производ т при концентрации щелочей в растворах гидроксидов 250-400 г/дм3 и температуре 250-450°С.

Способ осуществл ют следующим образом .

Издели  погружают в автоклав с раствором гидроксидов натри  или кали , или их смесей. Концентраци  раствора щелочи составл ет 250-400 г/дм . Обработку керамических стержней в издели х ведут при температуре 260-450°С до полного растворени  стержневой смеси. Дл  реализации способа использовали лопатки, полученные методом направленной кристаллизации. Содержание электрокорунда в керамических стержн х не менее 89,2% (вес.). Лопатки изготовлены из сплава ЖС 32 и ЖС 26.

Дл  удалени  керамического стержн  из лопаток последние помещали в автоклавы и заливали водным раствором щелочи с содержанием R20 от 200 до 500 г/дм . Были использованы растворы следующих концентраций NazO и К20 (г/дм3);

р-р 1:200 N320;

р-р2: 250N32O;

р-рЗ: 250 К20

р-р4: 300 NaaO;

р-р5: 150 N320+150 К20;

р-р 6: 400 Na20;

р-р 7: 400 К20;

ртр 8: 450 N320;

р-р 9: 500 К2О.

Обработку лопаток проводили при температурах от 200 до 500°С циклами по 4 и 8 ч. По

окончании каждого цикла лопатки извлекали и с помощью специального щупа оценивали степень удалени  керамического стержн . Максимальна  продолжительность обработки была прин та 80 ч. Степень удалени  стержней из полостей лопаток рассчитывали на основании данных рентгеновского анализа лопаток, внутреннюю полость которых предварительно заполн ли

0 рентгеноаморфным материалом. Качество поверхности лопаток после обработки в щелочных растворах контролировали рентге- нофазовым и кристаллооптическим методами. Дл  исследовани  качества внут5 ренней поверхности лопаток часть образцов была вскрыта и изучена микроструктура, фазовый и химический состав их поверхности.

Услови  и результаты обработки лопа0 ток щелочными растворами приведены в таблице.

Предлагаемые интервалы температур и концентраций растворов обусловлены необходимостью полного удалени  стержне5 вой смеси из отливки и получением высококачественной внутренней и внешней поверхности лопатки. Концентраци  раствора щелочей и температура обработки взаимосв заны и обеспечивают полное рас0 творение стержневой смеси.

При температуре и концентрации раствора щелочи ниже предлагаемых пределов растворение корундовой составл ющей идет медленно и не обеспечивает полного

5 растворени  стержн  за 80 ч. При температуре обработки выше 450°С в автоклавах развиваетс  давление, превышающее 100 МПа, что требует усложнени  конструкции аппаратов дл  выщелачивани , а воздейст0 вне щелочи при этих температурах приводит к растравливанию внутренней и внешней поверхностей отливок. При повышении концентрации щелочи свыше 400 г/дм скорость растворени  корундовой со5 ставл ющей лопаток резко снижаетс  вследствие повышени  в зкости растворов и выделени  в объемах пор керамики алюминатов натри  и кали , которые способны экранировать поверхности части корунда и

0 тем самым частично предотвращать их растворение .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ удалени  корундовых керамических стержней из внутренних полостей из5 делий, включающий обработку изделий водными растворами гидроксидов натри , кали  или их смес ми в автоклавах, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества изделий путем обеспечени  более полного химического растворени  стержней и повышени  производительности, обработку производ т при концентрации щелочей в растворах гидроксидов 250-400 г/дм и температуре 250-450°С.