Вячеслав Евгеньевич Баженов – к.т.н., доцент кафедры литейных технологий и художественной обработки материалов (ЛТиХОМ)
119049, г. Москва, Ленинский пр-т, 4, стр. 1
Viacheslav E. Bazhenov – Cand. Sci. (Eng.), Assistant Prof., Department of Foundry Technologies and Material Art Working (FT&MAW)
Елена Павловна Ковышкина – аспирант кафедры ЛТиХОМ
119049, г. Москва, Ленинский пр-т, 4, стр. 1
Elena P. Kovyshkina – Postgraduate Student, Department of FT&MAW
Анна Андреевна Никитина – учебный мастер кафедры ЛТиХОМ
119049, г. Москва, Ленинский пр-т, 4, стр. 1
Anna A. Nikitina – Laboratory Assistant, Department of FT&MAW
Юрий Всеволодович Целовальник – к.т.н., ст. преподаватель кафедры ЛТиХОМ
119049, г. Москва, Ленинский пр-т, 4, стр. 1
Yuri V. Tselovalnik – Cand. Sci. (Eng.), Senior Lecturer, Department of FT&MAW
Анастасия Андреевна Белова – аспирант кафедры ЛТиХОМ
119049, г. Москва, Ленинский пр-т, 4, стр. 1
Anastasia A. Belova – Postgraduate Student, Department of FT&MAW
Андрей Вадимович Колтыгин – к.т.н., доцент кафедры ЛТиХОМ
119049, г. Москва, Ленинский пр-т, 4, стр. 1
Andrey V. Koltygin – Cand. Sci. (Eng.), Assistant Prof., Department of FT&MAW
Владимир Дмитриевич Белов – д.т.н., заведующий кафедрой ЛТиХОМ
119049, г. Москва, Ленинский пр-т, 4, стр. 1
Vladimir D. Belov – Dr. Sci. (Eng.), Head of the Department of FT&MAW
Борис Евгеньевич Хвацков – вед. специалист отдела инновационного развития службы генерального конструктора
443009, г. Самара, Заводское шоссе, 29
Boris E. Hvatskov – Senior Expert of the Innovations Development Department of the General Constructor’s Division
При изготовлении отливок методом литья по выплавляемым моделям наряду с восковыми выплавляемыми используют и водорастворимые солевые модели на основе карбамида. Известно, что карбамидные модельные массы обеспечивают высокую прочность и позволяют сохранять форму моделей даже в случае повышения температуры в цехе. Тем не менее в силу экологических и производственных причин в настоящее время актуальным является переход на технологический процесс с применением готовых водных связующих на основе силиказоля. При этом возникают проблемы, связанные с изготовлением керамической оболочковой формы, из-за взаимодействия модельной массы и суспензии на водном связующем. В работе рассмотрена эффективность защитных покрытий на основе ремонтного воска, лака (АК 593) и лака с канифолью, нанесенных на водорастворимые модели на основе карбамида с добавками сульфата магния, нитрата калия, поливинилового спирта и диметилглиоксима. Степень взаимодействия оценивали по краевому углу смачивания и площади растекания водного связующего по поверхности образцов модельных масс с различными покрытиями. Было установлено, что все покрытия обеспечивают увеличение краевого угла смачивания и уменьшение площади растекания. Также с использованием ряда модельных составов с защитными покрытиями были получены керамические формы и отливки из никелевого жаропрочного сплава, для которых оценивали шероховатость и размерную точность. Было показано, что в случае нанесения покрытия на основе ремонтного воска защитные свойства недостаточны, что приводит к появлению трещин и наплывов в форме. В отливке это выражается в образовании механического пригара и значительном снижении размерной точности. В случае применения покрытий на основе лака и лака с канифолью каких-либо дефектов в форме или отливке не наблюдается, и именно эти покрытия можно рекомендовать в качестве защитных при использовании модельных составов на основе карбамида и суспензий на основе водных связующих.
In the investment casting process, in addition to wax patterns, water-soluble salt patterns made of urea are also used. It is known that urea-based patterns provide high strength and allow the patterns to maintain their shape even if the temperature in the foundry increases. However, due to environmental and production-related reasons, there is currently a growing demand for transitioning to a technological process involving colloidal silica binder. This transition presents challenges related to the manufacturing of ceramic shell molds due to the interaction between the pattern compound and the colloidal silica binder slurry. This study examines the effectiveness of protective coatings based on repair wax, varnish (AK 593), and varnish with rosin, applied to water-soluble urea-based patterns containing additives such as magnesium sulfate, potassium nitrate, polyvinyl alcohol, and dimethylglyoxime. The degree of interaction was assessed by measuring the wetting angle and the spreading area of the colloidal silica binder over the surface of pattern samples with various coatings. It was found that all coatings contributed to an increase in the wetting angle and a reduction in the spreading area. Additionally, ceramic molds and castings made of nickel superalloy were produced using a series of pattern compounds with protective coatings. The surface roughness and dimensional accuracy of the castings were evaluated. It was demonstrated that the protective properties of the repair wax-based coating were insufficient, leading to the formation of cracks and sagging in the mold. This resulted in penetration defects in the castings and a significant decrease in dimensional accuracy. In contrast, when using coatings based on varnish and varnish with rosin, no defects were observed in the mold or castings, making these coatings recommended as protective solutions for urea-based pattern compounds in contact with colloidal silica binder slurries.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.