ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Системы оболочковых изложнип из "Суперсплавы II Жаропрочные материалы для аэрокосмических и промышленных энергоустановок Кн2 " Керамические стержни используют при литье по выплавляемым моделям, чтобы снизить массу деталей, сформировать сложные внутренние переходы, предназначенные для перетекания жидкостей или потоков охлаждающего воздуха, как это имеет место в деталях лопаток турбин (рис. 15.3). Классическим материалом для керамических стержней был оксид кремния. Однако в последние годы в порядке эксперимента стали применять другие оксидные соединения, такие как оксид алюминия. Сначала в результате нагнетания восковой модели стержень оказывается вложенным в эту модель он должен оставаться на этом месте, предписанном ему конструкцией, и после удаления восковой модели. Коэффициенты термического расширения стержня и оболочки неодинаковы, обычно это учитывают, прикрепляя стержень лишь в одной точке. После того как металл заполнит полость, освобожденную выплавленной моделью, он заключит в себя стержень. Затем литейную оболочку с отливки удаляют, а изнутри отливки извлекают стержень. В отливке остается полость, сохраняющая исходную форму керамического стержня. [c.167] При изготовлении стержней методом литьевого прессования сначала приготавливают смесь из керамических компонентов и связки, которая представляет собой реактопластик (под воздействием нагрева и давления отверждается). Смесь нагревают до размягчения связки, а затем подвергают прессованию в нагретой закрытой форме. Материал остается внутри формы в заранее заданных условиях, — определенное время при определенных температуре и давлении. Выдержка заканчивается отверждением связки. Вслед за этим изделия извлекают из формы и спекают до нужного состояния в этом последнем управляемом термоцикле происходит разложение связки, которая превращается в окись кремния. При таком способе изготовления сырые (неспеченные) стержни обладают превосходной прочностью, поэтому можно получить стержни намного более сложной формы, чем в случае их приготовления инжекционным методом. [c.169] Оболочковую изложницу [1] создают попеременным нанесением керамического pa i opa и высушенной огнеупорной крошки. В состав керамического раствора обычно входят тонкая, 200 меш (74 мкм) или тоньше, тугоплавкая пудра и связка в виде ультрамелкозернистого кремнезема. Для нанесения раствора на поверхность сборки из восковой массы сборку погружают в раствор, а затем извлекают и дают лишнему раствору стечь. При точном следовании правилам обмазки раствор образует на поверхности сборки ровное покрытие. Пока раствор влажный, на его поверхность наносят тугоплавкую крошку ( штукатурят ) для этого крошку или высыпают на поверхность раствора, или погружают обмазанную сборку в псевдосжиженную массу тугоплавких частиц. После такого оштукатуривания связке дают схватиться за счет химических реакций или посредством контролируемого подогрева степень схватывания дают такую, чтобы последующим покрытием не нарушить цельности предшествующих слоев. Типичная оболочковая изложница состоит из 5—7 слоев. Увеличение размеров изложниц, укрупнение получаемых деталей и необходимость точного согласования всех операций и реакций в процессе приготовления оболочковых изложниц способствовали переходу к автоматизации этого процесса. [c.171] Однако решающее значение для стабильности и реологических характеристик керамического раствора, прочности сырой оболочки и ее жаропрочности имеет связка. Вообще для изготовления оболочковых изложниц применяли фосфатные и алюминатные связки. Но сегодня для литья суперсплавов большинство изложниц строят с применением связок главным образом из коллоидного кремнезема или этилсиликата. Обе связки характеризуются чрезвычайно малыми размерами частиц и ровным слоем покрывают керамический агрегат. Малый размер частиц обусловливает громадную контактную поверхность и благодаря высокой реакционной способности обеспечивает превосходную прочность в сыром и обожженном состоянии. В связку керамических растворов добавляют небольшое количество органических материалов, чтобы улучшить смачивание модели, уменьшить вспенивание и повысить прочность необожженной оболочки. [c.173] Важными параметрами процесса сушки изложниц являются скорость и равномерность. Критическое значение имеют температура и влажность их колебания в процессе сушки способны привести к искажению модели. Чтобы сохранять неизменными условия сушки несмотря на охлаждение, связанное с испарением воды, сушку производят в специальных сушильных камерах (кабинетах). [c.173] Для завершения операций по изготовлению оболочковой изложницы необходимо удалить из нее материал модели. Эту операцию обычно осуществляют либо в паровом автоклаве, либо методом мгновенного испарения. В обоих случаях процесс начинают после того, как изложница полностью просушена. При удалении с помощью пара изложницу помещают в сосуд и подают в него пар под давлением 620-1035 кПа при 150—185 °С. Восковая масса, удаленная из изложницы таким способом, может быть регенерирована и использована вновь. Остатки массы удаляются при последующем обжиге изложницы. [c.173] При обоих процессах успех операции удаления восковой массы зависит от того, насколько быстро тепло передается изложнице и вызывает поверхностное оплавление модели. Это необходимо, чтобы освободить место для расширения оставшейся части восковой массы, сопровождающего повышение ее температуры если эти условия не реализуются в должной мере, возникают внутренние напряжения, достаточно высокие, чтобы вызвать растрескивание изложницы. [c.174] По завершении всех упомянутых приготовлений изложницы, предназначенные для производства отливок с равноосным зерном, помещают в металлический контейнер, облицованный огнеупорным материалом (шамотом) или оборачивают теплоизолирующим огнеупорным одеялом. В обоих случаях сводятся к минимуму тепловые потери во время переноса изложниц от печи предварительного подогрева к разливочной печи и облегчается управление процессами затвердевания и охлаждения. [c.174] Вернуться к основной статье