Смесь для изготовления литейных форм при получении отливок из химически активных металлов и сплавов
1о СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ ОТЛИВОК ИЗ ХИМИЧЕСКИ АКТИВНЫХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ, включающая огнеупорный наполнитель в виде магнезита, натриевое жидкое стекло с силикатным модулем 2,0-3,2, отличающаяся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления форм за счет снижения температуры их прокалки с одновременным сокращением энергозатрат и повышения качества отливок за счеТ усиления инертности формы к химически активным металлам и сплавам, она дополнительно содержит кальцинированный оксид магния при следующем соотношении ингредиентов, масД: натриевое и идкое стекло с силикатным модулем 2,0-3,2 2-30, кальцинированный оксид магния 1-12, огнеупорный наполнитель ВТ виде магнезита остальное. 2„ Смесь по По 1, отличающаяся тем, что она содержит. в качестве кальцинированного оксида (Л магния продукт обжига гидратных или хлоридных, или карбонатных соединений магния при температуре 5001000°Со
(g l) s В 22 С 1/1 8
СО)ОЗ СОВЕТСКИХ
СО Ц ИАЛ ИСТИЧ ЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 3485776/02 (22) 24„.08.82 (46) 07„01„93, Бюл. N 1 (71) Восточный научно-исследовательский и проектный институт огнеупорной промышленности (72) A.È.Ñïpûãèí, Л,Б.Хорошавин, A.Â.Tèõîìèðîâ, Ю.А„филин и Н,П.Иванов (56) Авторское свидетельство СССР 413128, кл. С 04 В 35/18, 25/68, 1972.
Патент Великобритании V 1274966, кл. С 3 N, 1972„ (5 4)(57) 1. СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
ЛИТЕИНЫХ ФОРМ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ ОТЛИВОК
ИЗ ХИМИЧЕСКИ АКТИВНЫХ МЕТАЛЛОВ И
СПЛАВОВ, включающая огнеупорный наполнитель в виде магнезита, натриевое жидкое стекло с силикатным модулем 2,0-3,2, о т л и ч à ю щ а я с я
Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам формовочных смесей для изготовления литейных форм при литье химически активных металлов (Ti, Al., Mg) и сплавов на их основе.
Известна огнеупорная масса, содержащая дистен-силлиманитовый и цирконовый порошок, жилкое стекло и Феррохромовый шлак, выполняющий Функцию отвердителя (огеливателя).
Использование ланной массы в качестве формовочной смеси при получении отливок их химич" ñêè активных метал„„5Ц ÄÄ 1098128 А1 тем, что, с целью упрощения технологии изготовления Форм за счет снижения температуры их прокалки с одновременным сокращением энергозатрат и повышения качества отливок за счет усиления инертности формы к химически активным металлам и сплавам, она дополнительно содержит кальцинированный оксид магния при следующем соотношении ингредиентов, мас,. : натриевое жидкое стекло с силикатным модулем 2,0-3,2 2-30, кальцинированный оксид магния 1-12, огнеупорный наполнитель в. виде магнезита остальное.
2. Смесь по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что она содержит. в качестве кальцинированного оксида магния продукт обжига гидратных или хлоридных, или карбонатных соединений магния при температуре 5001000 С. лов и сплавов на их основе приводит к увеличению слоя повышенной твердости на отливках и как следствие к уменьшению срока их службы.
Известна смесь для изготовления легкоудаляемых (вымываемых) стержней и Форм, содержащая в качестве основы хлорид натрия, в качестве связующего жидкое стекло и добавки талька и высокообожженной окиси магния. Высокообожженный оксид магния не взаимодействует с жидким стеклом, в связи с чем в данном случае нельзя ожидать получения высокоогнеупорных структур
1098128 на основе смешанных натриймагниевых силикатов. Кроме того, ввиду избытка хлорила натрия в составе указанной смеси она не применима при получении > отливок из титановых сплавов, так как не обеспечивает требуемой высокг>й термостойкости формы.
Наиболее близкой к описываемому изобретению по технической сущ IocTK 1O и достигаемому результату является смесь для изготовления литейных форм при получении отливок из химически активнь>х металлов и сплавов, содержащая 90-92 мас., огнеупорного напол-",: .нителя в виде увлажненного магнезитового порошка и 8-10 мас,Ф натриевого жидкого стекла с силикатным мо дулем 2,0-3„2„
Отверждение данной смеси осуществляют после ее наблвки в модельную оснастку путем продувки углекислым газом. .г>ля разложения образуюшихся при продувке карбонатов натрия требует- Б ся высокотемпературный (950-1050 С) обжиг формы, что связано с задалживанием обжигoBbN печей и со значительными энергозатратами.
Кроме того, материал формы, полу- ЗО чаемый из данной смеси, недостаточно инертен к расплавленным химически активным металлам и их сплавам, "ITo приводит к ухудшению качества отливок„
Целью изобретения является упрощение — åõíîëîãèè изготовления форм за счет снижения температуры их про". калки с одновремен .- ы>л сокращением з,>ергозатрат и повышение качества отливок за счет усиления инертности йормы к химически активным ме аллам и сплавам„
Для достижения поставленно" цели,р-,, смесь для изготовления литейных форм при получении отливок их химически активных металлов !л сплаво з, вклю.чающая огнеупорный наполнитель в виде магнезита и натриевое жидкое стек- ..„ ло с силикатным модулем 2,0-3,2, дополнительно солержит кальцинированный оксид магния при следующем соотношении ингрелиентов, мас, 3: натриевое жидкое стекло с силикатным модулем 2,0-3,2 ?-30, кальцинированный оксид магния 1-12, огнеупорный наполнитель в виде магнезита остальное, Смесь содержит в качестве кальцинированного оксида магния продукт обжига гидратных или хлоридных., или карбонатных соединений маг.ния при температуре 500-1000 С, Нижний предел содержания кальцинированного оксида магния выбран исходя иэ требуемого минимального ко.пичества„ достаточного для отверждения жидкого стекла в прессуемых. смесях, верхний предел — исходя из частичной потери активности оксида при хранении и сохранении постоянства объема литейных форм при термообработке, а также с учетом сохранения минимально необходимой живучести свежеприготовленной смеси,.
Б ка .естве кальцинированногс низкообо>акенного) окси,.".а магния используют оксиды магния, полученные путем обжига при температурах 500-1000 С гидратных„ хлоридных или карбонатных соелинений магния: гядрооксида магния, получаемого из морской воды, бишофита - природного сырьевого соединения на основе М;Г> г>Н.,О, сырого магнезита (МГ;Огз ) .
Нижний г>редел температуры о6>сига гидратных, хлоридных или карбонатных соединений магния выбран исходя из условий про зедения процесса гидролиза бишофита, верхний предел обусловлен температурой, необходимои для декарбонизации сырого магнезита, !
В качестве натриевого жидкого стекла предгочтительно применение .ехнического продукта (ГОСТ 13078-81) с силикатным модулем 2,0-3,2 и плотностью 1,15-1,50 г/смз, предпочтител ьно 1 „, 25-1, 35 г/с>лз, Взаимодействие жидкого стекла с указанными показателями модуля и плотности и кальцинированной (низ-кообожженной) окиси магния приводит к образованию термически стойких и мало склонных к объемным изменениям при нагреве смешанных натрий>лагниевйх силикатов., Голнота указанного взаимодействия и полное удаление летучих гродуктов .по= è,уще( ственно водяного пара) дпс «г-ается при температуре обжиг а форм;- 500
5г00r
Повышению химической инерт;ости формы способствует г кж" о:<>ра.зо =.ание кальциевых силикатов з» сот и,еющейся B ма-незите свободн->й извести.
1098128 б
1700-1750 Г с литейными стержнями из указанных смесей„ Стержни I-oToBHJlk из описываемых смесей прессованием, вибрированием и заливкой и (для сопоставления) из массы-прототипа методом ручной набивки.
Данные испытаний приведены в таблицео
t0 шенной твердости и исключения трещин .в формах и стержнях, что позволит поПример 1, В смесительные бегуны загружают 970 кг (97 ) магнезитового порошка марки МЛФ, 10 кг (13) низкообожженного магнезита, полученного из бишофита прокалкой при
500 С, и 20 кг (2Ф) раствора жидкого стекла пл. 1,35 г/смз с модулем 2,0.
Смесь перемешивают 8-12 мин и используют для приготовления прессованных стержней, обжигаемых при 550570 С.
ll р и м е р 2. В смесительные бегуны загружают 850 rr (851} магнезитового порошка марки ПММ-1, 120 кг (123) низкообожженного оксида магния, полученного иэ Mg(OH) (осажденного из морской воды) обжигом при 800 С, и 30 кг (31) раствора жидкого стекла пл. 1,35 г/смз (М=2,0). Смесь перемешивают 8-12 мин, после чего используют для прессованных литейных стержней, обжигаемых при 550 С.
Пример 3. В бетоносмеситель загружают 810 кг (814) магнезитового порошка марки МЛФ, 20 кг (2/j низкообожженного оксида магния, полученного обжигом NgCO при 1000 С, и перемешивают в течение 3-5 мин, после чего заливают дополнительно 170 кг (174) раствора жидкого стекла пл.
1,25 г/смз (М=2,7). Смесь дополнительно перемешивают 5-10 мин и используют для изготовления литейных форм методом вибрирования, обжигаемых при 520-570 С,, Пример 4. В бетоносмеситель загружают 63,0 кг (633) тонкомолотого магнезита, 70,0 кг. (73) ниэкообожжонного оксида магния, полученного из мКСОЗ Обжигом при 10000С, и перемешивают 5-7 мин„ Затем в бетоносмеситель заливают 30,0 кг (303) жидкого стекла пл„ 1,25 г/см (М = 3>2) перемешивают 8-10 мин и используют в качестве покрытия литейных форм либо для изготовления литейных форм и стержней сложной конфигурации, обжигаемых при 550-570 С, Описываемая формовочная смесь показала высокую инертность к титансодержащим сплавам„
Определение инертности смеси проводили по показателям величины слоя повышенной твердости и максимальной и минимальной твердости по Виккерсу на приборе ПМТ-3 у опытных отливок после их получения в вакууме при
Как видно из таблицы, снижение у отливок из титановых сплавов величины слоя повышенной твердости до
0,12 — 0,15 мм и твердости до
305/238 ед„ НЧ, имевших контакт со стержнями иэ предлагаемой смеси, по сравнению с отливками, имевшими контакт со стержнями иэ смеси-прототипа (соответственно 0,8-0,9 мм и 795/255890/296 HV), свидетельствует о практическом отсутствии взаимодействия металла с материалом стержней. Одновременно определяли живучесть смесей путем определения времени их пригодности для изготовления литейных форм и время затвердевания смесей, по истечении которого Формы могут освобождаться от модельной оснастки и направляться на термообработку. Живучесть предлагаемой смеси и смеси-прототипа практически одинаковы, а время затвердевания предлагаемой смеси приемлемо для технологического цикла изготовления литейных Форм, В то же время температура обжига снижена почти вдвое, CMecb дает возможность повысить технологичность изготовления. литейных Форм и стержней за счет применения прессованных, вибрируемых и литых самотверде@щих составов смесей с исключением CA -процесса, а также увеличить в 3-4 раза производительность труда Формовщиков за счет механизации укладки Формовочной смеси в модельную оснастку;. снизить температуру термообработки в среднем до 550 С, а также время термообработки литейных Форм в 1,5-2,0 раза, и на 60-70 сократить энергетические затраты на обжиг; улучшить качество отливок за счет уменьшения слоя новывысить их рабочий ресурс в 2-3 раза.
Из описываемой огнеупорной смеси могут быть изготовлены не только литейные Формы и стержни, но и другие
/г 1 Ог)й < 28 Б
3f 11ЕУПО(3НЬ)Е И.ЗДЕЛИН, Кс<К бЕЗО(»ЖИ) О,)-",IIC3.))
Зремл зе- те<я»гпа, мас, гаерлеааня, ч 8исокомог<ульнс: е»я кое стекг<о (У2, <") ртеерлнтель низксЖплменный ок-, магнезитоеый поро«or <езитоянй ппропг<отнпсть, лепт«ос.гь, 1,25 г/се<< 1,35 r!< « еок III> Ооакчии с0,06 мм! а<пк марк» нде < с»л наги»я Зиауяесть не опое, дел„ 1 Касса „< ", прессу, ется 0,15 0.fo 550 0,15 550 0,12 72 550 550 0,8 1 0 0,9 0,8 895/255 830/"" - 2-3 а я 1000 1000 ,)2 I1 и и и е ч o lr » е. 8 к- гестее низкообг«<ленного оксида иагниг: 0«пи испьгьэоаанн 1-3 — оксид магния, полученный прок I< 1<-5 - оксид нагнил, пог<уменныд прокалкод 1<8<00 прй с1000 "C. Составитель Р-ДактоР Оя(!)илиппова ТехРеД М.ИоРГен-"ал .= :оРРектоР (I.Демчик Заказ 1083 Тираж Подписное < 13.-!)1т)ПИ ГосУДаРственного комитета по ивобРе ген))лм и откРь)тиЯм пРи -<ПТ С!.СР 11302<5, Иоскваз ))(351 Р ушскав наб, д 4,/5! а< Г а ) и и а . 11 () 1 (p 9и ввгодст «eff ffo-издательский комбинат "Патент,, Г, Ужгород „Ул Л" I маг ь) -.деткание комппнент пл ! Огнеупорный неполнитель 1 3 С 0 е Б к с r< x з о 8 .- = ".,0-1,5 с-3 с 3- < 1-1:5 СГ1 -прпчесс (пссле продуаки 0П?) латура, ппп" ; калки f стариной, < . 375/?я5 381
380 357 365/238 370/? 1<0 890/298
