Суспензия для изготовления многослойных оболочковых форм

 

1. СУСПЕНЗИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ по выплавляекшм модел51М, включающая алюмохромфосфатную связку, огнеупорный наполнитель на основе окиси кремния , воду, отвердитель, содержащий жидкое стекло, неорганическую кислоту , отличающаяся тем, что, с целью стабилизации прочностных свойств форчиы за счет повьшения живучести суспензии, отйердит ель дополнительно содержит органический растворитель в соотношении . с неорганической кислотой, жидким стеклом, соответственно

СОЮЗ СОЕЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

П9) (И) З 5В .В 22 С 1/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

6,0-35,0

Щ.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ (21) 2746499/22-02 (22) 06.04.79 (46) 07.11.83. Бюл. 9 41 (72) Л.A.Бочаров, Л.A.Вавинская, В.Д.Пепенко, A.A.Ñåìeíåíêî, :Н.П.Павлова, В.П.Синица В.A.Ñêàженник и В.Й. Андриенко (71) Харьковский филиал Всесоюзного научно-исследовательского йнсти тута литейного маыиностроения, литейной те..:нологии и автоматизации литейного производства (53) 621.742.4:621.74.045(088.8) (56) 1.. Авторское свидетельство СССР

9 548358, кл. В 22 С 1/10, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2704054/02, кл. В 22 С 9/04, 1978. (54) (57) 1. СУСПЕНЗИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ . по выплавляемым моделям, включающая.. алюмохромфосфатную связку, огнеупорный наполнитель на основе окиси кремния, воду, отвердитель, содержащий, жидкое стекло, неорганическую кисло.. ту, отличающаяся тем, .что, с целью стабилизации прочностных свойств форьи эа счет повыаения живучести суспензии, отвердитель дополнительно .содержит органическнй растворитель в соотношении с неорганической кислотой, жидким стеклом, соответственно (0,02-31,0)г (0,5-0,45):1, а суспензия содержит анноноактивное соединение при сле- дующем соотношении ингредиентов, мас.Ъ!

Алюмохромфосфатная связка 2,0-10,0

Анионоактивное соединение 0,03-0,05

Вода 5 0-1 0,0

Комплексный отвердитель указанного состава

Огнеупорный наполнитель на основе окиси кремния Остальное

2. Суспензия по п. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что комплексный отверднтель в качестве органического растворителя, содержит ацетон или одноатомный спирт.

3. Суспензия по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что комплексный отвердитель в качестве неорганической кислоты содержит серную или соляную, или ортофосфорную, или их смеси в соотношении 1:1.

1052310

4,0-16,0

1,0-5,0

0,01-0,03

18,0-36,0

1.ю

Изобретение относится к литейному производству, в частности к изготовлению литья н монослойных оболочковых формах, получаемых по выплавляемым моделям.

Известна суспензия на алюмохромофосфатном связующем (АХФС) следую.щего состава, мас,%:

Алюмохромфосфатное связующее

Хлористый барий

Поверхностноактивное вещество

Вода

Огнеупорный наполнитель Остальное (1)

Эта суспензия обладает следующими недостатками: ныпланление моДельного состава в горячей воде иэ форм, изготовленйых иэ такой 20 суспензии, невозможно, так как хлористый барий не вызывает необратимого отнержцения АХФС. Кроме того, являясь солью растворимой в воде, хлористый барий, растворяясь раэупроч25 няет формы, н снязи с яем последние разрушаются, в процессе обжига и заливки в формах образуется легкоплавкая эвтектика, которая приводит к получению неудовлетворительного 3О качества литья (по чистоте поверхности и размерной точности) .

Наиболее, близкой к предлагаемой суспенэии является суспензия, используемая для изготовления многослойных оболочковых форм по выплавляемым моделям, которая содержит, мас.В:

Алюмохромфосфатное. связующее 7,5

Жидкое стекло 9,3

Вода 11,3

Серная кислота 2,3

Огнеупорный наполнитель Остальное f2)

Суспензия этого состава не имеет стабильных прочностных свойств из-за малой живучести и быстрой потери прочностных свойств (после

4-х ч выстаивания), что не дает воэможности использовать формы для 50 их выплавки в горячей воде.

Целью изобретения.янляется стабилизация прочностных свойств формы эа счет повышения живучести суспензии.

Цель достигается тем, что суспен- >> зия для изготовления многослойных ,оболочковых форм по ныплавляемым моделям, включающая алюмохромфосфатную связку, огнеупорный наполнитель на основе окиси кремния, воду, от- 6О верцитель, содержащий жидкое стекло, неорганическую кислоту, согласно изобретению отвердитель дополнительно содержит органический растворитель в соотношении с неорганической кислотой, жидким стеклом, соответственно (0,02-31,0):(0,5 0,45):1, а суспензия содержит анионоа*тинное, соединение при следующем соотношеt нии ингредиентов, мас,Ъ:

Алюмохромфосфатная связка 2,0-10, 0

Анионоактивное соединение 0 03-0 05

Вода 5,0-10,0

Комплексный отнердитель указанного состава 6,0-35 0

Огнеупорный наполнитель на основе окиси кремния Остальное.

При этом комплексный отвердитель, в качестве органического растворителя содержит ацетон или одноатомный спирт

А в качестве неорганической кислоты комплексный отвердитель содержит серную илн соляную, или ортофосфорную, или их смеси в соотношении 1:1.

Согласно изобретению комплексный отвердитель готовят отдельно из жидкого стекла плотностью 1,35-1,5 г/см, модуля 2,65-3,4, неорганической кислоты и органического растворителя,а затем его вводят в водный раствор

АХФС плотностью 1,55-1,6 г/см и только после этого замешивают огне-. упорный наполнитель на основе окиси кремния, например пылевидный кварц.

Эа 5 мин дс окончания перемешннания вводят анионоактивное соединение.

Это дает воэможность получить более тонкодисперсную кислоту, повысить стабильность химико-физических свойств суспенэии, что, в свою очередь, приводит к стабилизации физико-механических свойств полученной оболочковой формы.

В качестве анионоактивного соединения используют контакт Петрова, сульфонол.

Комплексный отвердитель для.достижения поставленной цели может быть введен н суспенэию в количестве

6,0-35,0 мас.% и при условии, что соцержание в нем органического растворителя неорганической кислотой и жидкого стекла должны соответствовать соотношению, соответственно (0,02-31,0): (0,5-0,45 :1., При содержании в суспензии комплексного отвердителя менее 6 мас.В не обеспечивается необратимое тнердение АХФС, а при содержании комплексного отвердителя более 35 мас.% суспензия становится не технологичной, то.же самое наблюдается при содержании в комплексном отвердителе жидкого стекла менее нли более указанного соотношения с органическим отвердителем и неорганической кислотой.

1052310

«4 «« !

Количественный состав суспензии, (I t 1

Ингрединты мас.В

2,0 7,75: 10,0 10,5 7,5 10,5

7,5

7,5,Комплексный отвер цитель 5,0

11,55

10,5 36,0

6,0. 15,0 35,0 36,0

15, 0 4,97 15,0, 5,0 5,0

0 05 0,03i0,05 - 0,05

11,3

5,0 5,0

О,Q5 0,05

Вода .Контакт Петрова

0,05

Сульфонол 0 05

Пылевидный кварц 75 95 87 0 62,2 49,95 48,4з 76,95 48,45 69,6

Если соотношение в отаердителе органического растворителя к жидкому стеклу нарушено, то не будет получена требуемая живучесть суспензии, а также качественное покрытие.

Введение неорганической кислоты нейтрализует избыток щелочи, находящейся в жидком стекле, и поддерживает системы (комплексный отвердитель и суспензию с его участием) в стабильном кислом состоянии.

Таердение обусловлено образованием активной кремневой кислоты и .уплотнением геля этой кислоты н фосфата алюминия, а также близостью структур кристаллических фосфатов !5 . и силикатов ° Образование активной кремневой кислоты обеспечивается вводом органического растворителя, Ортокремневая кислота, образующаяся в начальный момейт, очень неус- 20 тойчива и немедленно полимериэуется до образования крупных мицелл ,поликремнеаых кислот, вплоть до

t образования коллоидных частиц, а затем геля кремневой кислоты. 25

Это процесс происходит в течение приготовления суспенэии и ее использования и хранения, что сказывается на физико-химических и технологических свойствах суспензий, а также на.физико.-механических свойствах Форм.

С целью предотвращения образования коллоидных частиц BiOg„a также с целью замедления этого процесса при выполнении технологических операций в отвердитель вводится органический растворитель, который адсорбируясь на кремневой кислоте Si(OH)4 замедляет образование поликремневых кислот большого моле- 40 кулярного веса. При введении органического растворителя во время образования Si(OH)4 происходит не толь- ,ко адсорбция на поверхности молекулы, la также возможно образование хими- 45, ческой связи между органическим растворителем и кремневой кислотой, которая более прочная, чем физическая (адсорбция), что также положительно влияет на вышеописанные свойства.

Составы и свойства суспензий приведены в табл. 1 и 3, причем состав комплексного отаердителя (табл. 2) выражен в мас.% и еro составляющие указаны в составе суспензии с соблюдением соотношения между органическим растворителем, неорганической кислотой и жидким стеклом, соответственно (0,02-31,0):(0,5 0,45):1

Порядок приготовления суспензий согласно изобретению следующий.

В бак с перемешивающим устройством вливают воду, АХФС и перемешивают а течение 3-5 мин, Отдельно готовят комплексный отвердитель:органический растворитель вводят в неорганическую кислоту и при непрерывном перемешивании вливают жидкое стекло.

Затем приготовленный комплексный отвердитель вливают в приготовленный водный раствор АХФС, замешивают пылевидный кварц и производят перемешивание в течение 20-30 мин. За 5 мин до окончания перемешивания вводят, например контакт Петрова. Условная вязкость готовой суспензии должна находиться в :.пределах 50-60 с по

ВЗ-4 при температуре суспензии 22-.

24оС

Из табл. 2 следует, что суспензия по иэобретенню имеет высокую живучесть и сохраняет первоначальные прочностные свойства более Длительное время, т.е. имеет место стабилизация прочностных свойств, что позаоляет удалять модели иэ форм а горячей воде и заменить дорогостоящий атилсиликат на МХФС с получением при этом качественных форм.

Экономическая эффективность на

1 т годного литья составляет 84 руб. Таблица 1

1052310

Таблица 2

Ф

Количественный состав комплексного отвердителя, мас,%

Ингредиенты

9,3

Жидкое стекло

6,0

Спирт: этиловый

820нэонропиловый

79,0 56 0 10

11,8

Ацетон

2,3.40 60 - 22

4,0

Кислота: серная

10,0 соляная ортофосфорная

Смесь серной и ортофосфорной кислоты в соотношении (:) 12+12

Эфироальдегидная фракция . 0,82

Таблица 3 количественные покаэателн, суспенэин для форм, полученного нэ суспенэин состава, приведенных в табл. 1

Похаэателм

1 2 3 4 5 рй, ед

Вяэкость для

1 5-2,0 1,5-2 0 1,5-2,0 1,5-2,0 1,5-2,0 1,5-2,0 1,5-2,0 2,0

45-50 45-50 45-50 45

45-50 45-50 45 50

45«50

1-го слоя, с

30-40 30-40 30-40 30

8-10 8-10 8-10 1,5-2

30-40 30-40

8-10 8-10

30«40

8-10

30 40

8-10 последукюаих, с йивучесть, сут

40-45 35-40

40-45 . 40-45

40-45 40-45 40-45

40-45 30-32

40- ° 5 40»45 40-45

40-45

40-45, 40-45 26-29

37-42 23-26

37-42 37 42 37-42

55-60 70-80 70-80

37-42 37-42

60-70 после сумки после выплавки

s воде

30-40

30-40 суспенэня 25

30-35 30-40

2-5 в сыром состоянии

Iloosse мровлливання 20-25 55-60 70-80

45

70-80

ЬНИИПИ Заказ 8737/7 Тираж 813 Подписное

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

Прочность керамикм оболочково» формы . прм статическомт мэгибе, кгс/см мэ свехеприготовленнон суспвнэни после 2-х ч выстаивания после 4-х ч выстаивания после б-х ч выст&ивания

40-45

40-45

40-45

37-42

25-30

» «

1 2 ) 3 - 4,.5 б 7 8

14,0 15,0 34,0 68 70,0 14

l ) (Т (((40-45 40-45 40-45 ; ° 0-45 40- ° 5