Керамическая смесь для изготовления литейных форм и стержней по постоянным моделям

 

КЕРАМИЧЕСКАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ ИСТЕРЖНЕЙ ПО ПОСТОЯННЫМ МОДЕЛЯМ, включающая огнеупорный наполнитель, гидролизованный этилсиликат и гелеобразователь из класса неорганических оснований , отличающаяся тем, что, с целью повышения ее антипригарных свойств при получении ста гьных отливок, смесь дополнительно содержит хромит магния при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: ГидрОЛИзованный этилсиликат16 ,8-34,5 Гелеобразователь из класса неорганических оснований 0,8-2,2 Хромит магния5,2-20,0 Огнеупорньш напол (Л нитель Остальное

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4(5l) В 22 С 1/02

0,8-2,2

5,2-20,0

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTMA (21) 3658844/22-02

{22) 03. 11.83 (46) 23.05.85. Бюл. У 19 (72) Е.И.Липес, Н.Ю.Новожилов, В.А.Раткович, Г.Я.Тимофеев, Л.П.Евдокимова, Б.В.Царевский и В.Е.Кузнецов (S3) 621.742.4(088.8) (56) 1. Иванов В.Н. и др. Литье в кераМические формы по постоянным моделям. М., "Машиностроение1, 1975, с. 58-60.

2. Рыжиков А.А. и др. Совершенствование технологии стального литья °

M "Машиностроение", 1977, с. 111. (54) (57) КЕРАМИЧЕСКАЯ СМЕСЬ ДЛЯ

ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ ПО ПОСТОЯННЫМ МОДЕЛЯМ, включаю„„SU„„115680 l щая огнеупорный наполнитель, гидролизованный этилсиликат и гелеобразователь из класса неорганических оснований, отличающаяся тем, что, с целью повьппения ее антипригарных свойств при получении стапьных отливок, смесь дополнительно содержит хромит магния при следующем соотношении ингредиентов, мас.Х:

Гидролизованный этилсиликат 16,8-34,5

Гелеобразователь из класса неорганических оснований

Хромит магния

Огнеупорный наполнитель

1156801

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам формовочных смесей для изготовления преимущественно двухслойных керамических форм и стержней по постоянным моделям,. и может быть использовано при производстве предпочтительно крупногабаритных стальных отливок, получаемых из высоколегированных. марок стали.

Известны керамические смеси, содержащйе s своем составе в качестве связующего гидролизованный этилсиликат, огнеупорньй наполнитель, 45 гелеобразователь и различные специальные добавки Q1) ..

Недостатком известных смесей является то, что литейные формы и стержни, изготовляемые из таких смесей, необходимо прокаливать при высокой температуре с целью снижения газотворности и удаления влаги, присутствующей в составе жидкой составляющей смеси и способствующей образованию пригара на поверхности отливок.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемо му результату является керамическая смесь 121 для изготовления литейных ! фоРм и стержней по постоянным моде- 30 лям, содержащая, мас.7:

Гидролизованный этилсиликат (раствор этилснликата-40) 17,0

Кварцевый песок 20,0

Пылевидный кварц 60,0

Гелеобразователь из класса неорганических оснований — 5X-ный раствор едкого натра 3,0 40

Известная смесь имеет наибольшее распространение при изготовлении форм и стержней по постоянным моделям.

Однако недостатком этой смеси 45 является то, что полученные на ее ,основе формы и стержни для изготовления крупных стальных отливок с массой до 12 т, в том числе двухслойные формы и стержни, не обеспе- 50 чивают отсутствия пригара на литой поверхности без их высокой температурной прокладки.

Целью изобретения является повышение антипригарнык свойств смеси 55 при получении стальных отливок.

Поставленная цель достигается тем, что керамическая смесь для

0,8-2,2

5,2-20,0 изготовления литейных форм и стержней по постоянным моделям, включающая огнеупорный наполнитель, гидролизованный этилсиликат и гелеобразо ватель из класса неорганических оснований, дополнительно содержит хромит магния при следующем соотношении ингредиентов, мас.7.:

Гидролизованный этилсиликат 16,8-34,5

Гелеобразователь из класса неорганических оснований

Хромит магния

Огнеупорный наполнитель Остальное

Хромит магния, получаемый термической диссоциацией бнхромата магния по реакции.

MgCr<+ -- MgCr0 + 0,5Cr<0> +

+ 1,50

2MgCrO< MgCzP + MgO + 30 представляет собой высокодисперсный порошок (Я, 2,5 м /г) с высокой температурои плавления, равной

2350 С.

Содержание примесей .(СаО,. Si+

Fe O5 и т.д.) в хромите магйия не превышает 0,4-0,9 мас.X (см. ТУ 113-12-11,007-82) . Поэтому, имея высокую огнеупорность, минимальное содержание примесей, высокую удельную поверхность, хромит магния, введенный в керамическую смесь, повышает химическую инертность ее к металлу и его окислам, Так, закись железа РеО, неизбежно появляющаяся на границе раздела металл-форма, в результате окислени стали парами-воды и кислородом воздуха взаимодействует в первую очередь с мелкодисперсным хромитом магния, и, минуя жидкую фазу, образует твердые растворы замещения по реакции

Fe0 + MgO Сг,,О р"ГеСк О + MgO

FeO + MgO (М8, Fe )О

Продукты взаимодействия FeO c хромитом магния тугоплавки (Тд

2000 С), не растворяются в окислах железа и не смачиваются жидкой стао лью (угол смачивания 8 90 ), снижая тем самым силы сцепления между отливкой и формой.

Кроме того,. в результате объемных изменеиий, имеющих место в случае взаимодействия между хромитом магния и окислами железа, возникают внутрен1156801 ние напряжения, способствующие отделению пригарного слоя от поверхностИ отливки.

При содержании хромита магния меньше 5,2 мас.Т смесь обладает недостаточной химической инертностью. что приводит к образованию пригара на поверхности отливки. При содержании хромита магния более 20 мас.7 на поверхности керамической облицовки после удаления летучих появляются крупные трещины, поверхность форм коробится, на поверхности отливок появляются наплывы металла в виде гребешков.

Пример. Получение керамической суспензии. Способ приготовления смеси двухфазный. Вначале в специальный смеситель заливают гидролизованный этилсиликат, затем засыпают огнеупорный наполнитель, хромит магния, часть гелеобразователя и пере- мешивают в течение 10-20 мин. В качестве огнеупорного наполнителя используют электрокорунд, маршаллит и дистенсилиманит. Затем в смеситель вводят гелеобразователь — водный раствор щелочи, или окись Mg, или их сочетание, и продолжают пере мешивание еще 0,5-1 мин.

Готовую смесь выливают в модельную оснастку, где происходит ее затвердевание. После извлечения модели из затвердевшей смеси или освобождения стержня из стержневого ящика форму и стержни сразу поджигают

Таблица

Ингредиенты

19,0 30,5 32,0 34,5

32,5

16,8

59,8. 61,0 52,8

Иаршаллит

54,0

Дистенсилиманит

200: 70 130

16,5

9,5

5,2

Хромит магния

0,8

Гидролизованный этилсиликат

Огнеупорньй наполнитель — электрокорунд 77,2

Гелеобразователь

1-5Х-ный раствор щелочи

Высокотемпературного прокаливания керамических форм и стержней не проводят, заменив его тепловой сушкой о при 260 С в течение 4 ч. Прочность

5 смесей определяют методом сжатия образцов диаметром 20 и высотой 20 мм после выгорания связующего и охлажде.ния их.

В табл. 1 приведено количественное

t0 !содержание составов 1-6 предлагаемоей смеси.

Как видно, формы и стержни иэ предлагаемой керамической смеси за счет повышенных антипригарных

t5 свойств обеспечивают нолучение качественных стальных отливок беэ проведения специальной трудоемкой операции высокотемпературного про каливания. Известная смесь обеспе20 чивает аналогичное высокое качество поверхности стальных отливок лишь при условии проведения операции высокотемпературного прокаливания форм и стержней.:

25 В табл. 2 приведены свойства смесей 1-6.

Таким образом, использование изобретения в производстве позволит получать крупногабаритные фаЗО сонные стальные отливки без пригара, не применяя высокотемпературнув прокладку керамических форм g стержней. При этом, повышаются весовая и размерная точность отливок, а трудоемкость их изготовления снижа" ется примерно на 15-20Х.

1156801

Продолжение табл. 1

Ингредиенты

Состав для смесей, кас.Z

) z f

3 4 5 б

1,5

2,0

Ng0

2,2

1,2

Таблица 2

Свойства

1 2 3

14,2

10,2

11,9

12,5 8,7

Структура керамики

Мелкие Мелкие Мелкие Мелкие волося- воло- воло" воло:, лМелкие Мелкие волося- волосясяные сяные ные ные тре- ные трещины щины ные трещины трещи- трещи- трещины ны ны

Прига- Пригара Прига- Прига- При- Пригара нет нет ра нет ра нет гара ра нет нет

Качество поверхности стальных отливок

Составитель С.Тепляков

Техред Т.Фанта Корректор А.Тяско

Редактор Т.Кугрышева

Тираж 747 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3236/10 филиал IIIIII "Патент", r.ужгород, ул.Проектная, 4

1,5Х.-иый раствор щелочи + Mg0 (1:1 по массе) Предел прочности на сжатие после выгорания летучих компонентов связующего, кгс/см

Смесь

)4(5 6