Суспензия для изготовления оболочковых форм по выплавляемым моделям

 

СУСПЕНЗИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ по ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ , включающая огнеупорный наполнитель на основе окиси кремнезема, алюмохромофосфатное связунвдее, жидкое стекло, водуJ. серную кислоту. отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности формы при прокалке и сни сения за. счет это-, го температуры пос тедней на 100150 с , а также улучшения смачиваемости моделей, суспензия дополнительно содержит высокоглиноземис-илй цемент и поверхностно-анионактивное вещество при следующем соотношении ингредиентов, мае. %: Жидкое стекло 1,8-3,0 Вода 16-20 Серная кислота 1,7-,0 Ллюмохромофосфатное связующее10-14 Высокоглиноземистый цемент 2-5 Поверхностноактивное ве0 ,01-0,10 щество Огнеупорный наполнитель на оснрве окиси кремОстальное незема

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

DNWm

РЕСПУБЛИИ

3 В 22 С 1/16 л

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Остальное

Ю

М

Ь3

©©

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA ;(21) ..2791371/22-02

:(22) 11.07.79 (46) 15.04.83. Бюл. 9 14 (72) Н.A. Лунева, Л.В. Клемчук и И.Н. Рипа (71 ) Харьковский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института литейного машиностроения, литейной технологии и автоматизации литейного производства (53) 621.742.4:621.74.045(088.8) (56 ) 1 ° Авторское свидетельство СССР

В 548358, кл. В 22 С 9/04, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

766730, кл. S 22 С 1/18, 1978.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2704054/02, кл. В 22 С 1/18, 1978. (54)(57) СУСПЕНЗИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МО»

ДЕЛЯМ, включающая огнеупорный наполнитель на основе окиси кремнезема, алюмохромофосфатное связующее, жидкое стекло, воду серную кислоту, „.SU„„11323 А отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности формы при прокалке и снижения за счет это., го температуры последней на 100150 С, а также улучшения смачиваемости моделей, суспензия дополнительно содержит высокоглиноземистый цемент и поверхностно-анионактивное вещество нри следующем соотношении ингредиентов, мас. В:

Жидкое стекло 1,8-3,0

Вода 16-20

Серная кислота 1,7-3,0

Алюмохромофосфатное связующее 10-14

Высокоглиноземистый цемент 2-5

Поверхностноактивное вещество 0,01-0,10

Огнеупорный наполйитель на основе окиси кремнезема

1011323

7,5

Эта суспензия обладает недостаточной термостойкостью, а изготовленные из нее оболочки имеют в горячем состоянии (при температурах прокалки) низкую прочность и деформируются в процессе выплавки моделей;

Цель изобретения — повышение прочности формы при прокалке и сниже- 45 ние за счет этого температуры последней на 100-150 С, а также улучшения смачиваемости моделей.

Цель достигается тем, что суспензия для изготовления оболочко- Я) вых форм по выплавляемым моделям, включающая огнеупорный наполнитель на основе окиси кремнезема, алюмохромофосфатное связующее, жидкое стекло, воду, серную кислоту, до- 55 полнительно содержит высокоглиноземистый цемент и поверхностноанионактивное вещество при следующем соотношении ингредиентов, мас.Ъ: с

Жидкое стекло 1,8-3,0 6О

Вода 1б-20

Серная кислота 1,7-3,0

Алюмохромофосфатное связующее 10-14

Изобретение относится к отрасли литейного производства, в частности к изготовлению форм по выплавляемым моделям.

Известна суспензия для изготовления оболочконых форм по выплавля- 5 емым моделям, в которой в качестве связующего содержится алюмохромофосфатная связка 1 .

Однако изготовленные из нее формы для получения отливок большого веса(выше 2 кг ) деформируются под воздействием собственного веса при выплавке из нее модельного состава.

Известна суспензия, используемая также для изготовления оболочковых форм,. на алюмохромофосфатном связующем в сочетании с кремнезолем (2 j.

Хотя формы, изготовленные из этой суспензии, имеют высокие прочностные характеристики и сушка их сокращена, однако из-за достаточно высоког6 коэффициента термического расширения имеет недостаточную термостойкость.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по техническому существу и достигаемому результату является суспензия f3), содержащая, мас.%:

Жидкое стекло 9,.3

Вода 11,3

Кислота серная 2,3

Алюмохромофосфатная связка

Огнеупорный наполнитель на. 35 основе окиси кремнезема Остальное

Высокоглиноземистый цемент

Поверхностноанионактивное вещество

Огнеупорный наполнитель на основе окиси кремнезема

0,01-0,1

Остальное

Жидкое стекло в составе суспензии способствует образованию пространственной структуры.

Высокоглиноземистый цемент, являясь тонкодисперсным материалом, выполняет роль минерализатора, т.е. его частицы служат центрами конденсации кристаллогидратов, которые образуются при полимеризации связующего. В связи с тем, что процессы . гидратации цемента при указанных условиях находятся в начальной .стадии, поверхность частичек цемента обладает высокой энергетической активностью. Эта частичка цемента стремится компенсировать заряд за счет взаимодействия с другой частичкой противоположного знака, в результате чего образуется уплотненная структура с так называемыми "стесненными условиями".

Ллюмохромофосфатная связка в высушенном при 28-ЗООС керамическом . покрытии находится в застеклованном состоянии, а при температурах 100300 С вЂ” в высокоэластичном, что объясняется нарушением межмолекулярного взаимодействия звеньев вследствие теплового воздействия. Поэтому для предотвращения деформации керамического покрытия под воздействием собственного веса во время выплавки модельного состава, а также во время обжига оболочковой формы в горячем состоянии (температура прокалки ) оказывает влияние высокоглиноземистый цемент в сочетании с жидким стеклом.

Поверхностно-анионактивное вещество (IIAB) в суспензии введено для улучшения смачиваемости моделей суспензией предлагаемого состава.

Суспензия изготавливается следующим образом.

В мешалку заливается 2/3 количества воды, все количество кислоты (серная кислота пл. 1,75-1,8б) и засыпается 1/2 количества пылевидного огнеупорного наполнителя. Перемешивание шликера продолжается 20-25 мин.

После этого в шликер тонкой струей вливается жидкое стекло плотностью

1,4-1,45 г/см . По ходу разжижения шликера в мешалку засыпают порциями оставшееся количество огнеупорного наполнителя. После того, как все жидкое стекло и огнеупорный наполнитель будут введены в мешалку, перемешивание необходимо продолжать

1011323

Таблица 1

Составй суспензий, в мас. Ъ

Ингредиенты

9 5 Р б 9 7

9 2 М 3

11,3 16,5 16,5 16,5 16,5 16,5

Зода..(растворитель) Серная кислота (плотность 1840 кг/м ) 2,3 2,5

2,5 2,5 2 5

Жидкое стекло (М 2,8-3, плотность

1420 кг/м3) 3,0 1,8 3,0

9,3 2 8

2,0

Ллюмохромофосфатная связка (плотность

1550 кг/м5) 10,0 10,0 14,0

12, 7,5 12,0

12,0

Высокоглиноземистый цемент

Пылевидный кварц (Великодворский) 66 .69t5 69s5 63s15 62s95 67s15 61 05

IIAB (контакт Петрова)

Кремнезоль

0,01 0,05

Этиловый спирт еще 10-15 мин. Затем в мешалку вводят последовательно высокоглиноземистый цемент, через 10 мин алюицхромофосфатную связку пл. 1,51,65 r/cM и поверхностно-анионактивное вешество. Продолжительность приготовления суспензии не превышает 60 мин.

В табл. 1 приведен состав суспензий.

В табл. 2 приведены свойства сус- 1О пензий., 1

Состав В 1 согласно источнику I 2),. состав Р 2 согласно источнику (3) и предлагаемые составы М 3-5.

При coråðæàíèè в составе суспен- . 15 эии жидкого стекла и высокоглиноземистого цемента менее 1,8 и 2мас.% соответственно не дает положительного эффекта.

Наблюдается смыв поверхности лицевого слоя. Прй их:же введении более 3 и 5 мас. Ъ уменьшается живучесть суспенэии, увеличивается ее коагуляционная способность.

Предлагаемая суспензия постоянна во времени, живучесть ее не менее 4 сут, условная вязкость по ВЗ-4 составляет 40 с.

Как следует из табл. 2, совместное содержание высокоглиноземистого цемента совместно с жидким стеклом и алюмохромофосфатной связкой повышает прочность в горячем состоянии при 750 С с 1,3 и 2,0 ХПа до 3,0 и

4,6; при 850ОС .- с 0,7 и 1,9 до 4,9 и 6,0 МПа, .при 950 С - с 1. 7 и 3,5 до 8,0 н 11 0.

Следовательно, становится возможным снизить температуру прокаливання форм на 100-150ОC и заливать металл в форму без опорного наполнителя, как минимального развеса (172 r) так и максимального (4 кг).

Класс точности отливок составляет

4-5, шероховатость поверхности от.— ливок находится в пределах 28-10 RZ и от 2,5 до 1,6 Ra.

Реализация изобретения позволяет снизить энергетические затраты за счет снижения температуры прокалки формы на 100-150оС, получать формы, которые при .выплавке модельного состава не деформируются.

0,05 . 0,05 0,05 0,05

1011323

Таблица 2

Свойства!

9 4 9 5 9 б 9 7

9 1 9 2 9 3

Условная вязкость суспензии, с

50 60

70

Остаточная влажность после сушки, % при T = 28-30 С

1,5 1,4

1,6

1,2

1,7 1,4 1 6

7,0

5,7 6,8

7,2

6,5 6,6

7,3

4,6

3,9 3,0

2,0

4,4

850 С

950 С

1,9

4,9

6,0

5,5

5,0

3,5

11,0

9,7

8,08

9,2

Составитель И. Куницкая

Редактор Л. Авраменко Техред С.Мигунова

Корректор О ° Билак:

Заказ 2637/14 Тираж 811 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Прочность образцов при статическом изгибе после сушки при Т= 28-30Ч, МПа

Прочность образцов при статическом изгибе в горячем состоянии при температурах, МПа при

750РС

Показатели свойств суспензий, составы которых приведены в табл. 1

1,3 4,2

0,7 5,7

1,7 10,5