Суспензия для изготовления оболочковых форм по выплавляемым моделям

 

СУСПЕНЗИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ моделям, включающая этилсиликат, фосфатное соединение, неорганическую кислоту, поверхностно-активное вещество , материал наоснове кремнезема , отличающаяся тем, что, с целью повышения седиментационной устойчивости суспензии и прочности оболочковых форм после сушки и обжига, суспензия содержит в качестве фосфатного соединения алюмонатрийфосфатное связующее и дополнительно, содержит тетрабутоксититан при следующем соотношении компонентов, нас.% 1,4-5,7 Этилсиликат Алюмонатрийфосфатное 5,7-10,0 связующее U) Тетрабутокси0 ,01-0,02 титан. 17-21 Вода ПоверхностноaKT iBHOfi ве0 ,01-0,03 щество Неорганическая 0,2-0,3 кислота Материал на основе Остальное кремнезема а

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

g(sg В 22 С 1/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ъ, Т3АЫМ «! «4Й-.,>

ЩЬ ЩЙ" (ЯЫЙ, 5 7-10 0

У Ф

0,01-- 0,02

17-21

0,2-0,3 (21) 3329134/22-02 (22) 30;07.81 (46) 07.04.83.6юл. и 13 (72) И.Н.Цапенко, В.С.Осипчик, В.В.Деев, А.С.Власов, И.М.Демонис, M.Ñ.ÀKóòèí, В.Я.Айзикович и В.А.Панкратов (71) Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени химикотехнологический институт. им.Д.И.Менделеева (53) 621. 742. 4:621. 74. 045 (088. 8) (56) 1. Шкленник Я.И., Озеров В.А.

Литье по выплавляемым моделям. Инженерная монография. М. Машиностроение, 1971, с.195-202:

2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 3257815/02, кл. В 22 С 1/18, 1981.

3. Авторское свидетельство СССР и 766729, кл. В 22 С 1/16, 1970, 4. Авторское свидетельство СССР и 566671, кл. В 22 С 9/04, 1974 (прототип). (54)(57) СУСПЕНЗИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ОБОЛОЧКОВЦХ ФОРМ ПО ВЦПЛАВЛЯЕМЦМ

МОДЕЛЯМ, включающая этилсиликат, „„SU„„1009603 А фосфатное соединение, неорганическую

I кислоту, поверхностно-активное вещество, материал на основе кремнезема, отличающаяся тем, что, с целью повышения седиментационной устойчивости суспензии и прочf ности оболочковых форм после сушки и обжига, суспензия содержит в качест- . ве фосфатного соединения алюмонатрийфосфатное связующее и дополнительно содержит тетрабутоксититан при следующем соотношении компонеНтов, мас.ь

Зтилсиликат 1,.4- 5,7

Алюмонатрийфосфатное связующее

Тетрабутокси" титан

Вода

Поверхностноактивное вещество 0,01-0,03

Неорганическая кислота

Материал на основе кремнезема Остальное

1009603

Изобретение относится к литейному производству, в частности к изготовлению литейных оболочковых форм по выплавляемым моделям.

Известна суспензия для изготовления оболочковых форм по выплавляемым моделям, содержащая этилсиликат,соляную кислоту, воду, огнеупорный наполнитель-материал на основе кремнезема и поверхностно-активное ве- 10 щество (ПАВ ) 1 11.

В оболочковых формах, изготовленных из такого состава, появляются трещины, связанные с большими напряжениями, возникающими при отверждении 15 этилсиликата. Из-за расслаивания суспензии технологические свойства нестабильны. Кроме того, велик расход этилсиликата в суспензии.

Известна суспензия, содержащая 20 огнеупорный наполнитель, металлоорганическое связующее (тетрабутоксититан ),. спекающие добавки и органический растворитель P2).

Оболочковые формы, изготовленные 25 из суспензии такого состава, предназначены для заливки в них жаропрочных и эвтектических сплавов.Однако из-за того, что в состав вхое дят дорогостоящие тетрабутоксититанат и электрокорунд (в качестве наполнителя), их нецелесообразно применять для заливки простых сталей (,20Л и 45Л ).

Известна также суспензия для изготовления оболочковых форм, в которых получают литье из простых углеродистых сталей.

Такая суспензия содержит огнеупорный материал на основе кремнезема, 40 алюмохромфосфатное связующее, хлорид щелочноземельного металла, шлак феррохромового производства или гидрокись алюминия, воду, ПАВ (3 ).

Наличие в суспензии хромфосфатного связующего повышает прочность керамической оболочки. Но после прокаливания формы образующийся избыток окиси хрома ухудшает качество рабочей поверхности керамической обо»

50 лочки, что вызывает нежелательное взаимодействие материала керамической формы с металлом, в результате чего происходит пригар формы к отливке.

Кроме того, большое содержание фосфора, вносимое алюмохромфосфатом в керамическую форму, приводит к ухудшению качества отпивки

0,05 — 0,035

5,7 -10,0

0,01 — 0,02

17- 21

7,0

7,0

Наиболее близкой к изобретению по техническому существу и достигаемому эффекту является суспензия, включающая ингредиенты при следую-, щем соотношении, мас.3:

Этилсиликат 2,0 - 7,0

Вода 18,0 — 23,0

Неорганическая кислота

Поверхностноактивное вещество 0,01 - 0,04

Алюможелезофосфат (АЖФС ) 2,0 - 10,0

Иатериал на основе кремнезема Остальное

В керамических формах, изготовленных из такой .суспензии, после прокалки могут возникнуть термические напряжения, приводящие к появлению трещин. Это объясняется тем, что керамические оболочки имеют невысо-. кие прочности.

Кроме того, седиментационная устойчивость недостаточна, а время сушки (низкая скорость отверждения ) велико.

Целью изобретения является повышение седиментационной устойчивости суспензии и прочности оболочковых форм после сушки и обжига.

Посtaвленная цель достигается тем, что суспензия, включающая этилсиликат, фосфатное соединение, воду, неорганическую кислоту, ПАВ и материал на основе кремнезема, содержит в качестве фосфатного соединения алюмонатрийфосфатное связующее и дополнительно содержит тетрабутоксититан при следующем соотношении ингредиентов, мас А

Этилсиликат 1,4 — 5,7 .

Алюмонатрийфосфатное связующее

Тетрабутоксититан

Вода

Поверхностно-активное вещест во 0,01 — 0,03

Неорганическая кислота 0,2 - О 3

Материал на основе кремнезема Остальное

Алюмонатрийфосфатное связующее используется в виде водного раствора плотностью 1,2- 1,5 г/см и включает полиминеральные системы, содержащие окислы при следующем соотношении, мас.4:

Окись алюминия

Окись натрия

1009603

Т а б л и ц а

Ингредиент

Способ прототип

1 1

2 I

5 6 7 о

Этилсиликат

5,70

9 0 7 О 5 3 2 0

1,40

2,90

17,0

Вода

21 5 230 19 7 180

19,0 21,0

0,01

ПАВ

0,03

0,002 0,04

0,02 0,01

0,02

0,25 О, 35 0,20 0,05

Соляная кислота

0,20

0,25

0,30

10,0

5,70

НАФС

8,6

Ортофосфорная кислота

1,0

Тетрабутоксититан

0,02

0,02

0,01

Материал на основе кремнезема

71,37 69,21 66,77 68,248 69,61 74,78 79,94

3 фосфорный ангидрид 34,0

Вода 52,0

Тетрабутоксититан (6T), формулы

Ti(0CgHg)y — титанорганическое вещество, играет роль катализатора гидролиза, дополнительйого ПАВ а и добавки, которая делает систему более "эластичной".

В качестве неорганической кислоты используется предпочтительно соляная кислота °

В качестве ПАВ применяют различные сульфонолы,представляющие собой алкилбензол-сульфонаты, общей формулы

СлН2п+1 СЬН4 03 где tl = 12-14.

В качестве огнеупорного наголнителя-материала на. основе кремнезема используют пылевидный кварц (маршалит ).

Суспензию готовят совмещенным способом, как получали суспензию 1 1 ) в гидролизерах модели НИИТАвтопром

Г 662. Вязкость суспензии В3-4 составляет 40-60 с, рН суспензии 2-3.

Изобретение иллюстрируется примерами, приведенными в табл.1.

Табл.2 иллюстрирует свойства керамических форм.

Время сушки суспензии по предложенной рецептуре сокращено и составу ляет 1-1,5 ч °

Форму заливают сталями 20Л и 45Л без опорного наполнителя. Совместное присутствие в суспензии НАФС и БТ значительно улучшило качество поверхЫ ности формы, при этом отливки не име" ют пригара, а содержание фосфора в отливках не наблюдается или нахо дится в пределах, допустимых технологическими регламентами.

15 Комбинация НАФС и БТ ориентирует силоксановые цепи этилсиликата, делая . .их регулярными и значительно ускоряет процесс гидролиза и конденсации этилсиликата. БТ выполняет также

2ç роль ПАВа в дополнение к введенному в суспензию сульфонолу.

Изобретение позволяет получать

:оболочковые формы высокой прочности после сушки и прокалки, что улучшает

И качество литья, повышает седиментационную устойчивость и улучшает тех нологичность получения форм по .вы плавляемым моделям.

1009603

Т а б л и ц а 2

Способ

Свойство предлагаемый

Ю Ф «» В Ю °

Седиментационная устойчивость, сутки 4-5

3-4 3-4 3-4

5-6

5-6 105,6 23,0 92,5 118 3 85,2

100,4

79,0

Прочность при обжиге 900 С 83,2

74,8 64,5 63,8

78,6

75>0

Прочность после обжига 900 С 30,2. 38,0 41,0 31,2

40,8 30,0

44,2

Составитель И Цапенко

Редактор Л.Утехина Техред Л.Пекарь Корректор Е, Рошко

Заказ 2570/7 Тираж 811 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Прочность на изгиб после сушки