Суспензия для изготовления керамических оболочковых форм по выплавляемым моделям

 

СУСПЕНЗИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ, включающая этилсиликат, воду, соляную и серную кислоты, фосфорсодержащее соединение , поверхностно-активное вещество , огнеупорный наполнитель на основе окиси кремния, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности и ускорения отверждения оболочковых форм, она содержит в качестве фосфорсодержащего соединения кальциймагнийалюмохромфосфатное связуквдее и дополнительно - глицерин при следующем соотношении ингредиентов, мае. %; 1,5-5,5 Этилсиликат 18,8-22,8 Вода Соляная кис0 ,035-0,350 лота Серная кис0 ,ОЭ5-0,150 лота Поверхностноактивное ве0 ,015-0,030 щество Кальциймагнийалюмохром|фосфатное 1,5-7,5 связукщее 0,2-1,2 Глицерин (Л Огнеупорный наполнитель на основе окиси кремОстсшьное ния

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ОР.ЮМР

РЕСПУБЛИН

3ЦР В 22 С 1/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1,5-5,5

18,8-22,8

0 035-0,350

0,035- 0 150

О, 015-0,030

1,5-7,5

0,2-1,2

Остальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3340619/22-02 (22) 18.09.81 (46) 15.04.83. Бюл. 9 14 (72),С.Т. Лучко, Ю.Н. Цопик, .

В.П. Порохненко и Н.П. Жаботинский (53) 621.742.4:621.74.045(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 395157, кл. В 22 С 1/00, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

М 531618, кл. В 22 С 1/00, 1975. (54)(57) СУСПЕНЗИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

КЕРАМИЧЕСКИХ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ ПО

ВЫПЛАВЛЯЕИЫМ МОДЕЛЯМ, включающая этилсиликат, воду, соляную и серную кислоты, фосфорсодержащее соединение, поверхностно-активное вещество, огнеупорный наполнитель на основе окиси кремния, о т л и ч а— ю щ а я с я тем, что, с целью повышения прочности и ускорения от- . верждения оболочковых форм, она содержит в качестве фосфорсодержа„.SU„„, 11324 A щего соединения кальциймагнийалюмохромфосфатное связующее и дополнительно — глицерин при следующем соотношении ингредиентов, мас. Ъг

Зтилсиликат

Вода

Соляная кислота

Серная кислота

Поверхностноактивное вещество

Кальциймагнийалюмохром фосфатное связующее

Глицерин

Огнеупорный наполнитель на основе окиси кремния

1011324

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

Известна суспензия для изготовления форм по выплавляемым моделям, содержащая в своем составе в качестве основных элементов этилсиликатное связующее, неорганические кислоты, огнеупорный наполнитель и добавки поверхностно-активных веществ для улучшения смачиваемости суспензии с модельным блоком $1), В указанной суспензии связующее находится в виде коллоидного раствора, вследствие чего процессы полимеризации и коагуляции связующего происходят с одновременным удалением физической влаги при послойной сушке огнеупорного покрытия. Указанная суспензия обладает склонностью к трещинообразованию, низкой прочностью-оболочек после сушки и обжига, недостаточной живучестью (2-3 сут).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является суспензия (2), содержащая в своем составе, мас. Ъ:

1,5-5,5

18,8-22,8

Этилсиликат

Вода

Неорганическая кислота (соляная и серная)

Алюмохромфосфатное связующее

Поверхностноактивное вещество

Огнеупорный наполнитель

0,06-0,30

1,5-7,5

0,015-0,03

Остальное

В указанном составе суспензии для уменьшения склонности огнеупорно го покрытия к трещинообразованию при сушке введена алюмохромфосфатная связка. Окислы алюминия и хрома, находящиеся в суспензии упрочняют образующуюся пленку при полимеризации и коагуляции связующего в процессе его сушки.

Однако использование такой суспензии для приготовления огнеупорного покрытия приводит к увеличению продолжительности сушки (огнеупорных слоев) до 5 ч каждого слоя, вместо 2-3 ч беэ использования алюмохромфосфатной связки.

Увеличение времени сушки слоев огнеупорного покрытия связано с замедлением процесса отдачи физической влаги из образующихся окислов алюминия и хрома, более устойчивой связью молекул. воды и окислов в интервалах сушки огнеупорного покрытия.

Цель изобретения - повышение прочности и ускорения отверждения оболочковых форм.

Поставленная цель достигается тем, что суспензия для изготовления керамических оболочковых форм по выплавляемым моделям, включающая этилсиликат, воду, соляную и серную кислоты, фосфорсодержащее соединение поверхностно-активное вещество, ог10 неупорный наполнитель на основе окиси кремния, содержит в качестве фосфорсодержащего соединения кальциймагнийалюмохромфосфатное связующее и дополнительно — глицерин при следующем соотношении ингредиентов, .мас.Ъ:

1,5-5,5

18, 8-22, 8

Этилсиликат

Вода

Соляная кислота

Серная кислота

0,035-0,35

0,035-0,15

Поверхностноактивное вещество

Кальциймагнийалюмохромфосфатная связка

Глицерин

Огнеупорный наполнитель на основе окиси кремния

0 015-0, 03

1, 5-7,5

0,2-1,2

Остальное

При вводе в суспензию кальциймагнийалюмохромфосфатной связки при сушке слоев огнеупорного покрытия, образующиеся окислы кальция и маг40 ния более активно отбирают влагу, чем окислы алюминия и хрома, что в сочетании с этилсиликатом обеспечивает эластичность пленки связующего, предотвращает образование тред5 щин при сушке слоев огнеупорного покрытия, повышает прочность форм после обжига.

Ввод в состав суспензии глицерина, который является простейшим трехатомным спиртом и одновременно хорошо растворяется в воде и спирте способствует быстрому удалению физической влаги при сушке сло1 ев огнеупорного покрытия до вы.—

:топки модельной массы из форм. Наличие глицерина в составе суспензии обеспечивает хорошую смачиваемость ее с элементами модельного блока, заполняемость суспензии во внутрен-.:.ние полости сложных фасонных моделей

60 улучшается. При этом отсутствуют пузырьки воздуха в глубоких полостях, что увеличивает прочность образующегося огнеупорного покрытия при нанесении суспензии на модельный блок и последующей обсыпке огне1011324

Сос: тазы суспенэий

Ингредиенты

Связующее

Огне- упорный наполнитель

Глицерин

Этилсиликат

Кислоты

Вода

IIAB

КРАХ АХФС

ФС

Н2604 НС1

Предлагаемые

1 5,5 22,8 0,15 0,35 . 0,02

70,18

1,0

7,5

71,8

0,15

0,02 77,9

3 1,5 18,8

0 05

7,5

0,035 0 15

1,65

5ф5 22,8 0,15

2,0

61,8

0,035 0,15

5,5 22,8 0,15 0,035 0,02

0,05

0,20

70,8

1,0

0,02

5,5 22,8 0 15

1,5

69,8

0,035

0,60

0,09 0,08.

0,035 0,15

4,0

0,03 70,4

4,0 20,8

7,5

70,6

1,5 18,8

0,15

8,2

2,0

0,15 71,3

Известные (2J

10 1,5 18,8 0,035 0,15 0,02 70,0

7 5

1,5

0r035 0r15 72r0 упорными материалами 1, песком, элек- трокорундом и т.д. ).

В дальнейшем при полимериэации и коагуляции коллоидного раствора, содержащего глицерин совместно с частицами упорного наполнителя, образующаяся пленка аморфного кремнезема, а после прокаливания кристаллического кремния, обладает достаточно высокой пластичностью, способствующей образованию прочного огнеупорнот о покрытия без трещин.

Пример . Суспеизию приготавливают совмещенным способом в установках для приготовления суспенэий, например, модели 661. 35

В воду подкисленную соляной и серной кислотами вводят в два.-три приема пылевидный кварц и перемешивают

30 мин для .равномерного смачивания пылевидного кварца водой и нейтрализации имеющихся в нем вредных органических примесей. Затем вводят этилсиликат и перемешивают 20-30 мин.

За 10 мин.до окончания перемешиваI

2 1,5 18,8 0,035 0,15

1,5 18,8 0,035 0 15

11 5,5 22,8 0 15,сия в суспенэию вводят кальциймагнийалюмохромфосфатное связующее и глицерин ° За 5 мин до окончания приготовления суспензии вводят поверхностно-активное вещество, например, контакт Петрова.

В процессе проверки в лабораторных и промышленных условиях производства испытываются суспенэии и образцы, приготовленные из них. Вяэкость суспензий, приготовленных по предлагаемому составу и известных измеряют при помощи вискозиметра

В3-4, которая изменяется в пределах: для 1-го слоя — 75-80 с, а для последующих слоев — 40-45 с. Водородный показатель среды (рН ) изме-: няется в пределах 1,25-2,5 ед.

На основе полученных суспенэий готовят образцы путем нанесения суспенэии с последующей обсыпкой кварцевым песком. Каждый слой сушат при 26-30 С.

Результаты механических испытаний приведены в таблице.

1011324

Продолжение таблицы

Сос тав сус пен зий

Влажность керамики

После сушки

После обжига

Время сушки, ч при

900 С прн

20ОС

4,0:5,0

3,0

Предлагаемые

54,0

1,4

42,0

1,7

52,0

70,0

1,52

1,72

64 0

5В,0

2,3

0,84

1,26

69,0

1,55 1, 26

62,0

63,0

1,55

51,0 54,0

63,0. 72,0

75,0 85,0

57,0

2,0

72,0

0,54

0,72

0,9

83,5

0,7

0ю 5

0,9

79,0

78,3

О, 8

72,0

0,6

1,0

0,8

1,3

64,0 Я,О

73,0

1,35 1,1

0,9

Известные (2) 0,9 . 0,6 71,0

1,3 0,9 55,0

50,0

64,0

0,9

10 1,6 1,3

11 2,1 1,6

1,3

60,0

52,0 версальной испытательной машине

РМИ-,60 .

Как видно из таблицы, относительная влажность керамики образцов по предлагаемой суспенэии уже через

1,5-2,0 ч имеет показатели, дающие возможность производить. выплавку модельного состава из блоков, тогда как суспензия соответствующая составу прототипа дает возможность выплавлять модельный состав только через

4-5 ч:сушки. Прочность при изгибе у образцов, изготовленных по предлагаемой суспенэии, как после сушки, так и после обжига в холодном и нагретом состоянии до 900 С на 8,0-12% выше по сравнению с этими показателями суспензии f2 ).

Таким образом, полученные результаты позволяют определить соИспытываются суспензии с этилсиликатным связующим и с кальциймагнийалюмохромфосфатным связующим без глицерина (варианты 1-2), с этилсиликатным связующим и глицерином (варианты 3-4), с этилсиликатным и кальциймагнийалюмохромфосфатным связующим и глицерином (варианты

5-9), известные Г2) с алюмохромфосфатным связующим (варианты 10-11). 55

В таблице показаны результаты сушки последнего 4-го слоя, как требующего наибольшего времени сушки, чем предыдущие три слоя. После сушки их по выбранному режиму (1,5) 2,0, 60

3, 0; 4, 0 и 5, 0 ч ) определяют влажность керамики, как разность весов после взвешивания на аналитических весах, и прочность образцов на ,изгиб после сушки и обжига на уни1,05 0,74

1,36 0,92.

0,85 0,55

1,25 0,86

0,45 0,43

0,42 0,4

0,55 0,5

0,7 0,6

0,75 0,7

Прочность при статистическом изгибе

750 700 76,0

1011324

Составитель Г. Зарецкая

Редактор Л. Авраменко Техред Ж.Кастелевич Корректор A- Повх

Заказ 2637/14 Тираж &11 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 держание кальциймагнийалюмохрамфосфатного связующего от 1,5-до

7,5%. Умейьшение его содержания ниже

1,5% незначительно ускоряет сушку огнеупорного покрытия, а превыше ние его содержания свыше 7,5% приводит к снижению прочности огнеупорного покрытия при изгибе.

При вводе глицерина от 0,2% обеспечивается, как ускорение сушки, так и уменьшение трещин огнеупорного покрытия.

Повышение прочности керамических форм после обжига на 8,0-12,0В позволяет снизить брак отливок по засору и размерной точности на

1D%. Общий экономический эффект: на 1 т литья составляет

40 руб.