<p>761112A1_1-1.png" style="width:52pt;height:36pt;"/>
<p>1</p>
<p>Изобретение относится к литейному производству, а именно к способам обработки алюмосиликатных форм по постоянным или выплавляемым моделям с образованием защитного покрытия, предотвращающего взаимодействие титановых сплавов с материалом формы.</p>
<p>При литье титана и его сплавов в алюмосиликатные формы достигается повышенная размерная точность, отливки по сравнению с углеродной формой. Однако расплав при кристаллизации и охлаждении взаимодействует с материалом формы и на поверхности отливок образуется слой с высокой твердостью, снижающий эксплуатационные свойства изделий и затрудняющий механическую обработку |1].</p>
<p>Для защиты поверхности формы от взаимодействия с расплавом применяют различные способы обработки алюмосиликатных форм, предварительно очищенных от остатков модельных материалов и органических составляющих связующего.</p>
<p>Известен способ обработки алюмосиликатных форм, включающий нанесение на их поверхность нагретое до 300°С покрытие с помощью газовых или плазменных горелок. В качестве составляющих покрытия примёняются окислы металлов [2]. Реализация указанного способа позволяет сни2</p>
<p>зить толщину загрязненного слоя отливок. Но такой способ невозможно применить для форм, изготовленных по выплавляемым моделям.</p>
<p>5 Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ обработки алюмосиликатных форм для литья титана и его сплавов, включающий 10 пропитку формы веществом, образующим защитное покрытие при дальнейшем нагреве [3].</p>
<p>По известному способу форму пропиты15 вают углеродсодержащим газом, подаваемым в пространство печи, и нагревают до 860—1100°С. При такой обработке на поверхности формы образуется плотная пленка пиролитического углерода, надежно за20 щищающая контактные поверхности отливки и формы от взаимодействия. Однако известный способ требует дополнительного оборудования — специальные печи, снабженные установками для приготовления</p>
<p>25 и подачи в пространство печи углеродсодержащего газа, что усложняет технологический процесс. Кроме того, известный процесс пожаро- и взрывоопасен.</p>
<p>Целью описываемого изобретения яв30 ляется упрощение способа.</p>
<p>3</p>
<p>Поставленная цель достигается тем, что пропитку осуществляют окунанием формы в 15—30%^ный водный раствор или расплав ортоборной кислоты.</p>
<p>Сущность описываемого способа заключается в том, что после пропитки формы и ее нагрева до 700— 1000°С борный ангидрид образует на поверхности формы плотное стекловидное покрытие, препятствующее изменению состава сплава или его загрязнению ингредиентами материала формы при затвердевании отливок.</p>
<p>Концентрация ортоборной кислоты влияет на толщину защитного слоя и выбирается в зависимости от толщины отливок. Уменьшение концентрации водного раствора ортоборной кислоты ниже 15% снижает эффект обработки за счет уменьшения толщины и плотности покрытия. 30%-ная концентрация является предельной растворимостью ортоборной кислоты в воде при 90°С.</p>
<p>При увеличении толщины стенок отливок формы обрабатывают расплавом. Выбор концентрации ортоборной кислоты в каждом конкретном случае производится экспериментально.</p>
<p>В интервале температур 800—1000°С защитный слой имеет .вязкость оптимальную для выполнения защитных функций. При температурах ниже 700°С вязкость слишком высока для образования равномерного и сплошного покрытия.</p>
<p>При температурах выше 1000°С вязкость расплава снижается настолько, что возникают трудности в создании покрытия на поверхности форм определенной толщины из-за миграции расплава в поры формы.</p>
<p>Пример 1. Электрокорундовые формы по выплавляемым моделям со связующим гидролизованным раствором этилсиликата без защитного покрытия были залиты сплавами титана ВТ-9, ВТ-20 в гарнисажно-дуговой печи ВДЛ-5.</p>
<p>Прочность форм на изгиб составляла 80—95 кгс/см/</p>
<p>Металлографический анализ показал наличие на поверхности тонкостенных отливок с толщиной стенки 15—20 мм измененного слоя 200—250 мкм, а у отливок с сечением 50—60 мм — 250—300 мкм.</p>
<p>Пример 2. Электрокорундовые формы по выплавляемым моделям со связующим гидролизованным раствором этилсиликата обрабатывали 20%-ным водным раствором ортоборной кислоты при температуре 90°С в течение 10 мин с последующей часовой прокалкой при 1000°С.</p>
<p>Прочность форм на изгиб составляла 100—120 кгс/см<sup>2</sup>. Формы заливались сплавами титана ВТ-9, ВТ-20.</p>
<p>Металлографический анализ тонкостенных и крупных отливок показал наличие</p>
<p>измененного слоя сответственно 20—</p>
<p>40 мкм и 70—90 мкм.</p>
<p>761112</p>
<p>4</p>
<p>Пример 3. Электрокорундовые формы по выплавляемым моделям со связующим гидролизованным раствором этилсиликата обрабатывали расплавом ортоборной кислоты при 200°С в течение 5 мин с последующей часовой прокалкой при 70°С. Прочность форм на изгиб составляла · 130— 140 кгс/см<sup>2</sup>.</p>
<p>Формы заливали сплавами титана ВТ-9 и ВТ-20.</p>
<p>Металлографический анализ тонкостенных и крупных отливок показал наличие измененного слоя соответственно 15—30 мк и 50—70 мк.</p>
<p>Пример 4. Электрокорундовые формы по выплавляемым моделям со связующим гидролизованным раствором этилсиликата пропитывали расплавом ортоборной кислоты при 220°О в течение 5 мин с последующей часовой прокалкой при 850°С. Прочность форм на изгиб составляла 135— 140 кгс/см<sup>2</sup>.</p>
<p>Формы заливали сплавами титана ВТ-9 и ВТ-20.</p>
<p>Металлографический анализ тонкостенных и крупных отливок показал наличие измененного слоя соответственно 15— 25 мкм и 50—60 мкм.</p>
<p>Нанесение защитного слоя по описываемому изобретению производят, например, погружением формы в раствор или расплав ортоборной кислоты, а нагрев в той же печи, что и прокаливание керамической формы, что значительно упрощает технологический процесс и делает его безопасным в пожарном отношении.</p>
<p>Из примеров выполнения видно, что отливки, полученные в формах, изготовленных по описываемому изобретению, имеют величину альфированного слоя не более 15—90 мкм в зависимости от толщины стенок.;</p>
<p>Одновременно формы, изготовленные по описываемому изобретению, имеют прочность 100—140 кгс/см<sup>2</sup>, что в 1—2 раза больше прочности необработанных форм, это является дополнительным преимуществом.</p>
<p>Таким образом, реализация способа изготовления керамических форм для отливок из титановых сплавов по описываемому изобретению позволит упростить существующую технологию получения качественных отливок с высокой размерной точностью и удовлетворительной поверхностью и одновременно повысить прочность керамических форм. Технологический процесс по описываемому изобретению является пожаробезопасным.</p>