Композиция для изготовления выплавляемых моделей

 

КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЫПЛАВЛЯЕМЫХ МОДЕЛЕЙ, включающая парафин , церезин, сополимер этилена с винилацетатом при содержании последнего 21-28 мае.; отличающаяся тем, что, с цепью улучшения качества моделей за счет уменьшения усадки и повышения прочности, композиция дополнительно содержит атактический полипропилен, а церезин синтетический при следующем соотношении ингредиентов, мае. %: Церезин синтетический10-25 Сополимер этилена с винилацетатом при содержании (/) последнего 21-28 мае. %5-10 Атактический полипропилен 0,2-0,7 g ПарафинОстальное

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

g(5D В 22 С 7/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

M ABTOPGH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ j винилацетатом при содержании последнего

21-28 мас. %

Атактический

5-10

0,2-0, 7

Остальное полипропилен

Парафин

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изоБРетений и ОтнРытий (21) 3510814/22-02 (22) 17. 11.82 (46) 30.09.84. Бюл. р 36 .(72) А.П.Гришин, Е.Н.Киприянова, Н.Ф.Гарин и Ю.В.Хандогин (71) Грозненский ордена Трудового

Красного Знамени нефтяной институт им. акад. М.Д.Миллионщикова и Машиностроительный завод "Красный Молот" (53) 621.742.4:621.744.2:621.74.045 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 181310, кл. В 22 С 7/02, 1964.

2. Авторское свидетельство СССР

N- 349465, кл . В 22 С 7/02, 1970.

3. Анисимов И.Г. и др. Влияние полимерных добавок на прочностные свойства парафинов, церезинов и их смесей.. — "Нефтепереработка и нефтехимия.", 1981, Р 3, с. 21-23. (54)(57) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ВЪ|ПЛАВЛЯЕМЪ!Х МОДЕЛЕЙ, включающая па„„SU„„1115840 A рафин, церезин, сополимер этилена с винилацетатом при содержании последнего 21-28 мас.%, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью улучшения качества моделей за счет уменьшения усадки и повышения прочности, композиция дополнительно содержит атактический полипропилен, а церезин— синтетический при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:

Церезин синтетический 10-25

Сополимер этилена с

5, 0-10,0

1 1 115

Изобретение относится к литейному производству, в частности к модельным составам, применяемым при изготовлении отливок методом литья по выплавляемым моделям, и может быть .использовано в машиностроении, стоматологии, ювелирной промьппленности.

Известна композиция для изготовления выплавляемых моделей, содержащая парафин, буроугольный воск, синтетический церезин, кубовый остаток крекинга парафина С11.

Данный состав выпускается Новочеркасским заводом синтетических продуктов по МРТУ 6-03-256-69.

Недостатками известной композиции являются невысокие значения основных эксплуатационных показателей, требуемых при литье по выплавляемым моделям таких как механическая проч1

20 ность на сдвиг (1,15 MIIa), теплоустойчивость (39 С) и высокая объем-: ная усадка (X)„ которая составляет соответственно при температуре, С

70-?О 13,5

60-20 1?, 25

50-20 8,03

40-20 4,60

Низкая механическая прочность на сдвиг приводит к деформирумости модели, 30 а также частичной поломке при удалении ее из пресс-формы, хранении, сборки в блоки.

Высокая объемная усадка в интераапе температур 70-20 С осложняет вытопку модели иэ формы без разруше- З5 кия последней, ухудшает качество поверхности изготовляемых моделей.

Кроме того, модельная композиция плохо отделяется- от выплавляющей среды — воды. В результате возрастают потери, ухудшаются технологические свойства возврата, Известна композиция для изготовления моделей, содержащая парафин, синтетический церезин, кубовый остаток крекинга парафчна, алкилоламиды синтетических жирных кислот. фракции

С,О-С1в Г?1.

Содержащиеся в составе алкилоламиды синтетических жирных кислот хотя и повышают точность воспроизводимости модельной композицией рабочей полости пресс-формы, что связано с поверхностно-активными свойст- 55 вами синтетических жирных кислот, однако это свойство в то же время снижает механическую прочность дис840 2 персных систем (в данном случае парафпновой).

Наиболее близкой предлагаемой по техническому существу и достигаемому результату является композиция (3J для изготовления выплавляемых моделей, включающая парафин, церезин, сополимер этилена с винилацетатом (при содержании последнего 2128 мас.Х) при следующем соотношении ингредиентов, мас. 7.:

Парафин 60,0-75,0

Церезин 20,0-25,0

Сополимер этилена с винилацетатом при содержании последнего

21-28 мас.7 5,0-15,0

Недостатками данного состава являются относительно невысокая механическая прочность на сдвиг (1,54 МПа) и значительная объемная усадка (Х), которая составляет, при температуре, ОС

70-20 13,21

60-20 12, 20

50-20 3 50

40-20 1,23

Кроме того, в состав данной композиции входит дорогостоящий 80 (1400 р за 1 т), увеличивающий склонность модели из сплава известного состава к деформированию под действием нагрузки (в том числе под действием собственного веса).

Целью изобретения является улучшение качества моделей за счет уменьшения усадки и повьппения прочности.

Поставленная цель достигается тем, что композиция для изготовления выплавляемых моделей, включающая па" рафин, церезин, сополимер этилена с винилацетатом при содержании последнего 21-28 мас.X,ñîäåðæèò атактический полипропилен, а церезин — синтетический при следующем соотношении ингредиентов, мас. 7:

Церезин синтетический 1Î, 0-25, 0

Сополимер 3 ти лена с винилацетатом при содержании последнего 21-28 мас. 7

Атактический полипропилен 0,2-0,7

Парафин Остальное

1 5840 4

Прочность на сдвиг, объемная усацка, линейная — на универсальной лабораторной уста нонке, позволяющей комплексно и с высокой точностью (2,5-4,5%) определять механическую прочность, деформируемость и объемную усалку модельных сплавов.

Линейную суадку определяют ио результатам определения объемной усад—

1п ки на дилатометре для измерения объемного сжатия парафинов при их фазовых превращениях. Линейная усадка рассчитывается по известной формуле

35

25

Увеличение количества синтетичес30 кого церезина в сплаве свыше 25 мас. . существенно увеличивает температуру плавления композиции, что затрудняет изготовление моделей и удаление их из полости литейных форм. 35

Для получения предлагаемой модельной композиции в емкость термостата с мешалкой последовательно вводят парафин (В ), синтетический церезин, полимерные компоненты. После расплавления всех компонентов производится перемешивание смеси при t = 130 С в течение 1-1,5 ч для получения однородного расплава.

Составы композиций приведены в 4 табл. 1 (состав 1 соответствует известному источнику Г31, составы 2-5 предлагаемые).

Определяются механическая прочность на сдвиг, объемная и линейная усадки в различных интервалах температур, температура каплепадания, теплоустойчивость, твердость (см.табл.2).

При этом температура каплепадания определяется по ГОСТ 6793-74, твердость — по понетрации иглой по

ГОСТ 11501-78, теплоустойчивость— по методике НИИТавтопрома.

3 11

Атактический полиироцилен, ныра— батываемый Томским химическим комбинатом, имеет температуру размягчения 145 С (ТУ 6-05-194-80). Оптимальные технологические свойства модельной композиции достигаются при добавке полипропилена в количестве

0,2-0,7 мас. X.

При содержании полипропилена менее 0,2 мас. .- свойства композиции улучшаются незначительно. Увеличение содержания полипропилена свыше

0,7 мас. снижает прочность и твердость модельной композиции.

Использование высокоплавкого синтетического церезина в количестве 1025 мас. % обеспечивает повышенную механическую прочность модели, меньшую ее объемную усадку в интервале рабочих температур изготовления модели 50-20 о С и 40-?О С, что очень важно, а также повышает теплостойкость.

Уменьшение концентрации церезина в сплаве 10 мас.X способствует невысокой теплоустойчивости (- 46 С), снижает качество модельного состава, повышая: его склонность к деформациям при 25-30 С.

1 где и†объемная усадка, Ъ вЂ” линейная усадка.

Данный прибор дает высокую точность (воспроизводимость результатов не ниже 1,5 ) и сохранаяет принципиальные конструктивные особенности известного прибора НИИТавтопрома для точного измерения усадки модельных сплавов для всех образцов, в том числе и полученных из известных композиций (3), и усадка определяется описанным методом.

Использованная методика проведения экспериментов заключается в сле-. дующем.

Кювету нагревают до 90-100 С и загружают в нее в расплавленном состоянии (также с температурой 90—

100 С) модельную композицию и кювету герметично закрывают. Воздух в композицию не замешивают. Охлаждение образца в кювете осуществляют с постоянной скоростью, равной 1 чС/мин до 20 С, т.е. до температуры воды о обычно охлаждающей пресс-формы в промышленных условиях. Расположенный в нижней части кюветы подвижный поршень перемещается вверх вслед за сжимающимся образцом. Это перемещение регистрируется вторичным прибором и происходит автоматическая запись дилатометрической кривой в координатах "объемная усадка — температура".

В табл. 3 приведены составы композиций 7 и 8, которые содержат при одинаковом расходе церезина нефтяного, парафина, полипропилена атактического в количестве 0,2 мас. X u

0,7, а также составы 9 и 10, содержание при этом же расходе упомянутых ингредиентов церезин синтетический (соответствуют изобретению).

1115840

Содержание ингредиентов, мас. %, в композициях

Ингредиенты

64,3

74,8 59, 0

67 0 79,8

69,5

Парафин (В ) Церезин нефтяной (80) 23,0

Церезин синтетический

15,0 25,0

25,0

25,0

10,0

Сополимер этилена с винилацетатом при содержании в

Свойства композиций приведены в табл. 4.

Как следует из табл. 4, композиции, содержащие нефтяной церезин 80, при прочих равных условиях имеют 5 прочность на 20% ниже, чем для композиций с синтетическим церезином (9 и 10), 5,95 против 7,52 NIIa u

5,98 против 7,47 NIIa;

Усадка в интервале рабочих температур 50-20 С, непосредственно влияющая на качество поверхности моделей для сплавов, содержащих нефтяной церезин 80, на 10-20 % выше, чем для сплавов с синтетическим церезином (1,1 против 0,88%). Из табл. 2 . видно, что при одинаковом содержании всех компонентов (в заявляемых пределах), кроме синтетического церезина, (сплавы 1 и 4) более высокую прочность имеет композиция 2, содержащая меньшее количество синтетического церезина (10 против 15% в сплаве 5),прочность на изгиб 7,8 против

7,4 МПа и при высоком содержании синтети-25 ческого церезина (25%) в сплаве 6,но ином содержании сополимера этилена с винилацетатом 15 вместо заявляемых

5-10 мас.% и атактического полипропилена 1, вместо заявляемых О, 2-0, 7 мас.%,ЗО механическая. прочность на изгиб оказывается ниже, чем для состава 3, на 10 мас. %, что подтверждено многократными измерениями. Механическая прочность предлагаемой композиции З5 в среднем на 21,3 % выше, чем для известной композиции С31.

Объемная усадка для предлагаемой композиции снижается при 70-20 о С на 6%, 60-?0О С на 7%, 50-20 С на

21%, 40-ЯО С на 24%.

Значительное уменьшение объемной усадки сплава в интервале температур

50-20 С, 40-?0 ñííæàåò возможность образования утяжин на поверхности изделий, а следовательно, бра- . ка по качеству поверхности. Некоторое уменьшение усадки в интервале 702() С уменьшает брак керамических форм за счет их растрескивания при вытопке модельного состава. Кроме того, наличие полимерных ингредиентов в композиции повышает его гидрофобность — важное технологическое свойство при использовании водяной вытопки состава из форм, улучшает спаиваемость состава, чтс облегчает сборку моделей в блоки и обеспечивает высокую прочность шва в местах спайки. Модели, изготовленные иэ предлагаемой композиции очень трудно воспроизводят сложную конфигурацию пресс-формы в отличие от известного, не имеют поверхностных дефектов в виде раковин, трещин.

Реализация изобретения позволяет улучшить качество моделей за счет уменьшения усадки и повышения прочности, снизить брак по деформируемости моделей до 1-1,5% против 5%.

При выпуске 20 тыс. шт. моделей в месяц отбраковка составляет 5%.

Таблица 1

1115840

Продилжепие табл,1 ингредиентов, мас. %, н композиция.".

Ингредиенты

Т

3 4 5 6

А нем 21-28% винил10

1О,О

5,0 ацетата

Полипропилен атактический

ТУ6-05-194-80

0,2

0,2 1,0

0 5

Таблица 2

Свойства

Показатели свойств для композиции

Температура каплепадения

88,5

84,0 82,0 85,5

83,0

86,0

Твердость при

25 С, мм 10 (игла, 100 г) 10,0

10,6 10,2 11,2

11,0

11,5

Прочность на сдвиг при 20 С, ИПа

1; 54 2,36 1,95

1,62

1,58

1,72

Объемная усадка (%) в интервале температур, С

12,12

12, 56

12, 12

11, 26

11,35

11,3

3,60 с

1,48

2,02

3 50

0,84

1,05

Теплоустойчивость, С

46,0 46,0 47,0

48,0

46,2

47,0

70-20

60-20

50-20

40-20

13,21 11,98 12,67

12,2 10,06 12,06

35 219 309

1,23 0,56 1,01

10,0 10,0 15,0

t 115840

Таблица 3

Ингредиенты

66,3

66,3

66,8

Парафин (ВЧ) 67,0 66,8

Церезин 80 (нефтяной) 23

23

Синтетический церезин

23,0

23,0

-10

10

Полипропилен атактический (ТУ 6-05— 194-80) О., 2

0, 7

0,7

0,2

Таблица 4

Свойства

Прочность, МПа, на сдвиг

1,54

1,27

1,23

1,89

1,80

6,0 на изгиб

5,95

5,98

7,52

7,47

Линейная усадка, 2, в интервале, ОС

4,40

4,0

4,35

4,32

4,0

4 05

4,0

4,01

3,70

3,77

1,18

1,10

1,08

0,88

0,97

0,41

0,40

0,38

0,30

0,28

Сополимер этилена с содержанием

21-28Х винилацетата

70-20

60-20

50-20

40-20

Коэффициент термического сжатия, град в интервале ОС

Содержание ингредиентов в композициях

Показатели свойств композиций

1115840

Продолжение табл.4

Показатели свойств композиций

Свойства

7 8 5

О, 00086 О, 00081

70-20

60-20

50-20

О, 00036 О, 00022

О, 00032

40-20

Составитель И.Еуницкая

Редактор Н.Горват Техредд.Кощобияк Корректор А.Тяско

Заказ 6822/9 Тиржк 774 Поднисиое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открмтий

113035, Москва, N-35, Раувская иаб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Унгород, ул. Проектная, 4 т

О, 00089

О, 00100

0,00039

0,00025

О, 00087

0,00100

0,00037

0,00020

О, 00102 О, 00094 О, 00095

0,00019 0,00018 0,00014