RU2343037C1 - Method of manufacturing ceramic molds by means of removed models - Google Patents
Method of manufacturing ceramic molds by means of removed models Download PDFInfo
- Publication number
- RU2343037C1 RU2343037C1 RU2007119532/02A RU2007119532A RU2343037C1 RU 2343037 C1 RU2343037 C1 RU 2343037C1 RU 2007119532/02 A RU2007119532/02 A RU 2007119532/02A RU 2007119532 A RU2007119532 A RU 2007119532A RU 2343037 C1 RU2343037 C1 RU 2343037C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- varnish
- ceramic
- ceramic mold
- mold
- model
- Prior art date
Links
Landscapes
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к литейному производству, а именно к технологии изготовления керамических форм, получаемых по удаляемым моделям, и может быть использовано для получения отливок в керамических формах.The invention relates to foundry, and in particular to technology for the manufacture of ceramic molds obtained by removable models, and can be used to produce castings in ceramic molds.
Известен способ изготовления стержней и форм на гипсовом связующем (Патент РФ №2214314 С1, 20.10.2003, В22С 9/00), включающий подготовку суспензии, ее вибровакуумирование, заливку и отверждение в оснастке с последующими пропиткой в упрочняющем растворе и прокалкой. В данном способе пропитку осуществляют раствором кремнийорганического лака при непрерывном воздействии ультразвукового поля интенсивностью (0,5-5)·104 Вт/102.A known method of manufacturing rods and molds on a gypsum binder (RF Patent No. 2214314 C1, 20.10.2003, B22C 9/00), including the preparation of the suspension, its vibration, filling and curing in a snap, followed by impregnation in the hardening solution and calcining. In this method, the impregnation is carried out with a solution of organosilicon varnish under continuous exposure to an ultrasonic field of intensity (0.5-5) · 10 4 W / 10 2 .
Недостатком данного технического решения является то, что данный способ может быть применен только для изделий на гипсовом связующем. А также в указанном способе пропитка осуществляется при обязательном воздействии ультразвукового поля, что требует наличия соответствующего оборудования и усложняет процесс изготовления.The disadvantage of this technical solution is that this method can only be applied to products on a gypsum binder. And also in the specified method, the impregnation is carried out with the mandatory impact of an ultrasonic field, which requires the availability of appropriate equipment and complicates the manufacturing process.
Известен также способ изготовления керамических форм по удаляемым моделям, включающий изготовление модели, послойное нанесение на модель огнеупорной суспензии с обсыпкой каждого слоя огнеупорным материалом и сушкой, удаление модели, прокалку формы и пропитку последней раствором (А.с. №1386355 А1, 07.04.1988, В22С 9/04) - прототип. В данном способе в качестве пропитывающего раствора используют водный раствор железоаммонийоксалата концентрацией 200-250 г/л.There is also a known method of manufacturing ceramic molds using removable models, including the manufacture of a model, layer-by-layer application of a refractory slurry to a model with each layer coated with refractory material and drying, model removal, calcination of the mold, and impregnation of the latter with a solution (A.S. No. 1386355 A1, 04/07/1988 , B22C 9/04) - prototype. In this method, an aqueous solution of iron ammonium oxalate with a concentration of 200-250 g / l is used as an impregnating solution.
Недостатком данного технического решения является то, что в данном способе пропитка керамической формы используется при литье в открытых печах и осуществляется для повышения качества керамической формы за счет стабилизации процесса обезуглероживания поверхности отливки.The disadvantage of this technical solution is that in this method the impregnation of the ceramic mold is used when casting in open furnaces and is carried out to improve the quality of the ceramic mold by stabilizing the decarburization of the casting surface.
Технический результат заявленного изобретения - повышение прочности керамической формы.The technical result of the claimed invention is an increase in the strength of the ceramic mold.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления керамических форм по удаляемым моделям, включающем изготовление модели, послойное нанесение на модель огнеупорной суспензии с обсыпкой каждого слоя огнеупорным материалом и сушкой, удаление модели, прокалку формы и пропитку последней раствором, керамическую форму пропитывают упрочняющим раствором, содержащим кремнийорганический лак и этиловый спирт в следующем соотношении компонентов, мас.%:The specified technical result is achieved by the fact that in the method of manufacturing ceramic molds according to removable models, including the manufacture of a model, layer-by-layer application of a refractory slurry onto a model, sprinkling each layer with refractory material and drying, removing the model, calcining the mold and impregnating the latter with a solution, the ceramic mold is impregnated with a strengthening solution containing silicone varnish and ethyl alcohol in the following ratio of components, wt.%:
- кремнийорганический лак - 10-25- silicone varnish - 10-25
- этиловый спирт - остальное до 100%,- ethyl alcohol - the rest is up to 100%,
после пропитки осуществляют сушку керамической формы, а затем керамическую форму прокаливают при температуре 1150-1350°С в течение 4-8 часов.after impregnation, the ceramic mold is dried, and then the ceramic mold is calcined at a temperature of 1150-1350 ° C for 4-8 hours.
При этом в качестве кремнийорганического лака может быть использовано соединение из группы полиорганосилоксанов.In this case, a compound from the group of polyorganosiloxanes can be used as an organosilicon varnish.
В качестве кремнийорганического лака может быть использован полиметилсилоксановый лак, или полиметилфенилсилоксановый лак, или полиэтилфенилсилоксановый лак, или полифенилсилоксановый лак, или полиалюмоорганосилоксановый лак.As the organosilicon varnish, polymethylsiloxane varnish, or polymethylphenylsiloxane varnish, or polyethylphenylsiloxane varnish, or polyphenylsiloxane varnish, or polyaluminorganosiloxane varnish can be used.
Обработка керамики раствором, содержащим в своем составе кремнийогранический лак, способствует повышению прочности (Каблов Е.Н. «Литые лопатки газотурбинного двигателя», Москва, «МИСИС», 2001).Processing ceramics with a solution containing silicon-granulated varnish helps to increase strength (Kablov E.N. “Cast blades of a gas turbine engine”, Moscow, “MISIS”, 2001).
Пропитка керамических форм упрочняющим раствором, содержащим кремнийорганический лак и этиловый спирт, позволяет получить кремнийкислородный каркас (т.е. покрытие, обладающее повышенной прочностью), что повышает прочность керамической формы и соответственно выход годного литья.Impregnation of ceramic molds with a hardening solution containing organosilicon varnish and ethyl alcohol makes it possible to obtain a silicon-oxygen skeleton (i.e., a coating having increased strength), which increases the strength of the ceramic mold and, accordingly, the yield of casting.
Пропитку керамических форм можно осуществить любым из известных способов, применяемых при изготовлении керамических форм, например, путем погружения керамической формы в упрочняющий раствор или путем распыления упрочняющего раствора на керамическую форму и т.д.The impregnation of ceramic molds can be accomplished by any of the known methods used in the manufacture of ceramic molds, for example, by immersing the ceramic mold in a hardening solution or by spraying the hardening mortar on a ceramic mold, etc.
Включение в упрочняющий раствор кремнийорганического лака менее 15% не изменяет прочностных свойств керамики, а при включении кремнийорганического лака более 25% - керамика будет иметь повышенную плотность и хрупкость, что может привести к разрушению керамической формы.The inclusion of less than 15% of the silicone varnish in the hardening solution does not change the strength properties of the ceramic, and when the silicone varnish is included more than 25%, the ceramic will have an increased density and brittleness, which can lead to destruction of the ceramic form.
В качестве кремнийорганического лака может быть использовано любое соединение, например из группы полиорганосилоксанов, в том числе полиметилсилоксановый лак, или полиметилфенилсилоксановый лак, или полиэтилфенилсилоксановый лак, или полифенилсилоксановый лак, или полиалюмоорганосилоксановый лак.As the organosilicon varnish, any compound can be used, for example, from the group of polyorganosiloxanes, including polymethylsiloxane varnish, or polymethylphenylsiloxane varnish, or polyphenylsiloxane varnish, or polyphenylsiloxane varnish, or polyaluminosiloxane varnish.
Использование в составе упрочняющего раствора этилового спирта обеспечивает хорошую смачиваемость в процессе пропитки, а в процессе сушки - ускорение последней за счет летучести спирта.The use of ethyl alcohol in the hardening solution provides good wettability during the impregnation process, and during drying, the latter is accelerated due to the volatility of the alcohol.
После пропитки керамической формы упрочняющим раствором осуществляют ее сушку. Оптимальной для получения максимальной степени отверждения упрочняющего раствора является сушка керамической формы при температуре 18-22°С в течение 0,5-1,5 часов. При сушке менее 0,5 ч может быть не достигнута необходимая прочность керамической формы из-за недостаточной степени отверждения раствора. Сушка более 1,5 ч является нерентабельной, поскольку процесс отверждения полностью завершается в течение 1,5 часов.After the ceramic mold is impregnated with a strengthening solution, it is dried. Optimal to obtain the maximum degree of curing of the hardening solution is drying the ceramic form at a temperature of 18-22 ° C for 0.5-1.5 hours. When drying less than 0.5 hours, the required strength of the ceramic mold may not be achieved due to the insufficient degree of curing of the solution. Drying for more than 1.5 hours is unprofitable, since the curing process is fully completed within 1.5 hours.
Большое значение на получение качественной керамической формы оказывают параметры прокалки керамической формы, такие как температура и время прокалки. Проведение после пропитки упрочняющим раствором и сушки дополнительной прокалки керамической формы при температуре 1150-1350°С в течение 4-8 часов способствует выгоранию органических составляющих, присутствующих в керамической форме.Of great importance in obtaining a high-quality ceramic mold are the parameters of the calcination of the ceramic mold, such as temperature and calcination time. Carrying out after impregnation with a hardening solution and drying of additional calcination of the ceramic form at a temperature of 1150-1350 ° C for 4-8 hours contributes to the burnout of organic components present in the ceramic form.
При температуре прокалки менее 1150°С керамическая форма не обладает достаточной прочностью, что отрицательно скажется на выходе годного литья. А осуществление прокалки при температуре более 1350°С является нецелесообразным, поскольку дальнейшее увеличение температуры прокалки не приведет к повышению (улучшению) прочностных характеристик керамики.At a calcination temperature of less than 1150 ° C, the ceramic mold does not have sufficient strength, which will negatively affect the yield of casting. And the implementation of calcination at a temperature of more than 1350 ° C is impractical, since a further increase in the temperature of calcination will not lead to an increase (improvement) in the strength characteristics of ceramics.
Выбор времени прокалки (4-8 ч) керамической формы в заявленном способе при обозначенном выше диапазоне температур обусловлен тем, что проведение прокалки менее 4 ч не обеспечивает полного прогрева слоя керамического покрытия, что не позволит получить упрочнение керамической формы, а более 8 ч является нерентабельным, поскольку не происходит дальнейших изменений в материале керамики, ведущих к упрочнению керамической формы.The choice of the calcination time (4-8 hours) of the ceramic mold in the claimed method for the temperature range indicated above is due to the fact that the calcination of less than 4 hours does not ensure complete heating of the ceramic coating layer, which does not allow to obtain hardening of the ceramic mold, and more than 8 hours is unprofitable , since there are no further changes in the ceramic material leading to hardening of the ceramic form.
При использовании заявленного способа прочность керамической формы, по сравнению с прототипом, повышается на 10-25%, в зависимости от % содержания кремнийорганического лака в упрочняющем растворе.When using the inventive method, the strength of the ceramic form, compared with the prototype, increases by 10-25%, depending on the% content of organosilicon varnish in the hardening solution.
Предлагаемый способ изготовления керамической формы иллюстрируется следующими примерами.The proposed method of manufacturing a ceramic mold is illustrated by the following examples.
Пример 1.Example 1
Предлагаемое изобретение было отработано в условиях литейного цеха при изготовлении керамической формы для производства отливок рабочих колес газотурбинного двигателя.The present invention was worked out in a foundry in the manufacture of ceramic molds for the production of castings of the impellers of a gas turbine engine.
Основа керамической формы была получена традиционным способом: изготовление модели, послойное нанесение на модель огнеупорной суспензии с обсыпкой каждого слоя огнеупорным материалом и сушкой, удаление модели, прокалку формы. Далее осуществляли пропитку керамической формы упрочняющим раствором, содержащим кремнийорганический лак и этиловый спирт в следующем соотношении компонентов, мас.%:The basis of the ceramic mold was obtained in the traditional way: manufacturing a model, layer-by-layer application of a refractory slurry to a model with each layer sprinkled with refractory material and drying, removing the model, calcining the mold. Then, the ceramic form was impregnated with a strengthening solution containing organosilicon varnish and ethyl alcohol in the following ratio of components, wt.%:
- кремнийорганический лак (КО-85) - 20- organosilicon varnish (KO-85) - 20
- этиловый спирт - остальное до 100%.- ethyl alcohol - the rest is up to 100%.
После пропитки керамической формы упрочняющим раствором осуществляли сушку последней при температуре 20°С в течение 1 ч и прокалку керамической формы при температуре 1200°С в течение 6 ч.After the ceramic mold was impregnated with a strengthening solution, the latter was dried at a temperature of 20 ° C for 1 h and the ceramic mold was calcined at a temperature of 1200 ° C for 6 h.
В результате получили керамическую форму, обладающую достаточно прочной структурой (по сравнению с известным способом повышение прочности составило 15%) и которая позволила повысить на 20% (по сравнению с известными аналогами) выход качественных точнолитых отливок рабочего колеса газотурбинного двигателя, имеющих сложную конфигурацию.As a result, we obtained a ceramic mold with a sufficiently strong structure (an increase in strength was 15% compared to the known method) and which allowed us to increase by 20% (compared with the known analogues) the yield of high-quality precision castings of the impeller of a gas turbine engine having a complex configuration.
Пример 2.Example 2
Основа керамической формы была получена аналогично способу 1. После прокалки формы осуществляли пропитку керамической формы упрочняющим раствором, содержащим кремнийорганический лак и этиловый спирт в следующем соотношении компонентов, мас.%:The basis of the ceramic mold was obtained similarly to method 1. After calcining the mold, the ceramic mold was impregnated with a strengthening solution containing organosilicon varnish and ethyl alcohol in the following ratio, wt.%:
кремнийорганический лак (КО-85) - 9organosilicon varnish (KO-85) - 9
этиловый спирт - остальное до 100%.ethyl alcohol - the rest is up to 100%.
После пропитки керамической формы упрочняющим раствором осуществляли сушку последней при температуре 20°С в течение 1 ч и прокалку керамической формы при температуре 1200°С в течение 6 ч.After the ceramic mold was impregnated with a strengthening solution, the latter was dried at a temperature of 20 ° C for 1 h and the ceramic mold was calcined at a temperature of 1200 ° C for 6 h.
В результате получили керамическую форму, не обладающую достаточной прочностью, что в дальнейшем привело к разрушению керамической формы в процессе заливки последней металлом.As a result, a ceramic mold was obtained that did not have sufficient strength, which subsequently led to the destruction of the ceramic mold during the pouring of the latter with metal.
Пример 3.Example 3
Основа керамической формы была получена аналогично способу 1. После прокалки формы осуществляли пропитку керамической формы упрочняющим раствором, содержащим кремнийорганический лак и этиловый спирт в следующем соотношении компонентов, мас.%:The basis of the ceramic mold was obtained similarly to method 1. After calcining the mold, the ceramic mold was impregnated with a strengthening solution containing organosilicon varnish and ethyl alcohol in the following ratio, wt.%:
кремнийорганический лак (КО-85) - 26organosilicon varnish (KO-85) - 26
этиловый спирт - остальное до 100%,ethyl alcohol - the rest is up to 100%,
После пропитки керамической формы упрочняющим раствором осуществляли сушку последней при температуре 20°С в течение 1 ч и прокалку керамической формы при температуре 1200°С в течение 6 ч.After the ceramic mold was impregnated with a strengthening solution, the latter was dried at a temperature of 20 ° C for 1 h and the ceramic mold was calcined at a temperature of 1200 ° C for 6 h.
В результате получили керамическую форму, обладающую повышенной твердостью, что в дальнейшем привело к получению горячих трещин в отливке.As a result, a ceramic mold was obtained having increased hardness, which subsequently led to the production of hot cracks in the casting.
Пример 4.Example 4
Основа керамической формы была получена аналогично способу 1. После прокалки формы осуществляли пропитку керамической формы упрочняющим раствором, содержащим кремнийорганический лак и этиловый спирт в следующем соотношении компонентов, мас.%:The basis of the ceramic mold was obtained similarly to method 1. After calcining the mold, the ceramic mold was impregnated with a strengthening solution containing organosilicon varnish and ethyl alcohol in the following ratio, wt.%:
кремнийорганический лак (КО-85) - 23organosilicon varnish (KO-85) - 23
этиловый спирт - остальное до 100%.ethyl alcohol - the rest is up to 100%.
После пропитки керамической формы упрочняющим раствором осуществляли сушку последней при температуре 20°С в течение 1 ч и прокалку керамической формы при температуре 1100°С в течение 3 ч.After the ceramic mold was impregnated with a strengthening solution, the latter was dried at a temperature of 20 ° C for 1 h and the ceramic mold was calcined at a temperature of 1100 ° C for 3 h.
В результате получили керамическую форму, обладающую недостаточной прочностью, что привело в дальнейшем к появлению трещин в керамической форме и вытеканию металла при заливке.As a result, a ceramic mold having insufficient strength was obtained, which subsequently led to the appearance of cracks in the ceramic mold and the outflow of metal upon pouring.
Из приведенных выше примеров следует, что использование заявленного способа изготовления керамических форм по удаляемым моделям с обозначенным количественным соотношением кремнийорганического лака в упрочняющем растворе и указанными параметрами прокалки керамической формы позволяет повысить прочность керамической формы и соответственно повысить выход годного литья.From the above examples it follows that the use of the claimed method of manufacturing ceramic molds according to removable models with the indicated quantitative ratio of organosilicon varnish in the strengthening solution and the indicated parameters of calcining the ceramic mold allows to increase the strength of the ceramic mold and, accordingly, increase the yield of casting.
Claims (3)
после пропитки осуществляют сушку керамической формы и прокалку при температуре 1150-1350°С в течение 4-8 ч.1. A method of manufacturing ceramic molds using removable models, including the manufacture of a model, layer-by-layer deposition of a refractory slurry on a model with each layer coated with refractory material and drying, removal of the model, calcination of the ceramic mold and its impregnation with a solution, characterized in that the ceramic mold is impregnated with a strengthening solution, containing organosilicon varnish and ethyl alcohol in the following ratio of components, wt.%:
after impregnation, the ceramic form is dried and calcined at a temperature of 1150–1350 ° C for 4–8 h.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007119532/02A RU2343037C1 (en) | 2007-05-28 | 2007-05-28 | Method of manufacturing ceramic molds by means of removed models |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007119532/02A RU2343037C1 (en) | 2007-05-28 | 2007-05-28 | Method of manufacturing ceramic molds by means of removed models |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2343037C1 true RU2343037C1 (en) | 2009-01-10 |
Family
ID=40374133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007119532/02A RU2343037C1 (en) | 2007-05-28 | 2007-05-28 | Method of manufacturing ceramic molds by means of removed models |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2343037C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2627070C2 (en) * | 2012-03-16 | 2017-08-03 | СНЕКМА Сосьете аноним | Method of impregnation of ceramic rods for manufacturing turbo machine blades |
-
2007
- 2007-05-28 RU RU2007119532/02A patent/RU2343037C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2627070C2 (en) * | 2012-03-16 | 2017-08-03 | СНЕКМА Сосьете аноним | Method of impregnation of ceramic rods for manufacturing turbo machine blades |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105828976B (en) | The manufacture method of core, the manufacture method of turbine component, core and turbine component | |
| CN1033147C (en) | Mold core for investment casting and process thereof | |
| JP2014534074A (en) | Coating composition for inorganic template and core containing salt and method of use thereof | |
| Choi et al. | Application of dual coating process and 3D printing technology in sand mold fabrication | |
| RU2411104C1 (en) | Method of producing silicaless ceramic moulds for precise metal investment casting | |
| RU2343037C1 (en) | Method of manufacturing ceramic molds by means of removed models | |
| CN104439071A (en) | Shell manufacturing technology of precision casting | |
| JP4918227B2 (en) | Method for producing multilayer ceramic shell mold and its use | |
| CN106424541B (en) | A kind of water-based coating for lost foam cast steel and preparation method thereof | |
| RU2343038C1 (en) | Process of ceramic mold manufacturing on by means of removed models (versions) | |
| JP2003048041A (en) | Alumina-based core and treating method thereof | |
| RU2603402C2 (en) | Composition of ceramic layer for making moulds and other articles | |
| RU2354490C1 (en) | Method of ceramics hardening | |
| RU2489225C2 (en) | Non-stick thermally stable paint for sand and metal moulds (versions) | |
| RU2585607C1 (en) | Dressing for moulds and cores | |
| CN111266521A (en) | Composite sand core for casting and preparation method thereof | |
| GB722816A (en) | Improvements relating to precision casting by the lost-wax process | |
| JP2019520219A (en) | Fire-resistant coating composition for molding on temporary molds or cores for steel casting operations | |
| RU2674273C1 (en) | Method of manufacturing a ceramic form for investment casting | |
| RU2671520C1 (en) | Parting paint for foundry molds and rods | |
| RU2670115C1 (en) | Binder for manufacture of ceramic forms used for casting of heat-resistant alloys by welded models, and method for manufacture of ceramic forms binder for manufacture of used for casting of heat-resistant alloys by welded models | |
| JPS61202744A (en) | Lost wax mold for casting | |
| RU2032488C1 (en) | Method of casting production | |
| CN109365748A (en) | A kind of preparation method based on inorganic binder casting mold for Ti alloy casting | |
| RU2529603C1 (en) | Method to produce casting ceramic moulds by investment patterns for geometrically complex casts |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20170116 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200529 |