Способ приготовления жидкостекольной суспензии для изготовления литейных керамических форм по выплавляемым моделям

 

СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЖИДКОСТЕКОЛЬНОЙ СУСПЕНЗИИ ДЛЯ И31ОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ КЕРАМИЧЕСКИ ФОРМ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ, включающий перемешивяние ингредиентов суспензии до состояния ее готовности, о т л ичающийся тем, что, с целью, повышения качества керамических форм за счет увеличения их прочности в горячем состоянии и термостойкости, готовую суспензию перед употреблени ем подвергают продувке сжатым воздухом или газом, химически инертным по отношению к ингредиентам суспензии в течение 10-60 мин с удельным расходом сжатого воздуха или инертного газа 0,2-0,5 м/кг и с линейной скоо ростью их прохождения через суспензию

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСИИХ

РЕСПУБЛИН (19) (111 11511 В 22 С 9/04: В 22 С

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

Г1О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3659541/22-02 (22) 05.)1.83 (46) 30.05.85, Бюл, Р 20 (72) Ю.П.Васин, А.Н.Логиновский, В.А.Лонзингер и А.Н.Копылов (71) Челябинский политехнический институт им, Ленинского комсомола (53) 621.74.045(088.8) (56) 1, Шкленник Я.И. Литье по выплавляемым моделям. М., "Машиностроение", 1971, с, 208.

2. Авторское свидетельство СССР

У 759204, кл. В 22 С 9/04, 1978.

3. Авторское свидетельство СССР

В 282604, кл. В 22 С 3/00, 1969, (54)(57) СПОСОБ IIPHIOTOBJIEHHSI EHJIKOСТЕКОЛЬНОЙ СУСПЕНЗИИ JIJM ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЪ|Х КЕРАМИЧЕСКИХ ФОРМ ПО

BbIIIJIABJIJIEMbIN МОДЕЛЯМ, включающий перемешивание ингредиентов суспензин до состояния ее готовности, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью. повышения качества керамических форм эа счет увеличения их прочности в горячем состоянии и термостойкости, готовую суспензию перед употреблени-ем подвергают продувке сжатым воздухом или газом, химически инертным по отношению к ингредиентам суспенэии в течение 10-60 мин с удельным расходом сжатого воздуха или инертного газа 0,2-0,5 м /кг и с линейной скоростью их прохождения uepes суспензию (10,6-24,8) 10 м/с.

1158281

Изобретение относится к отрасли литейного проивнодства, а именно к способам приготовления жидкостекольных суспенэий, и может найти применение при изготовлении отливок из черных 5 и цветных металлов методом литья па ныплавляемым моделям.

Известен способ изготовления керамических форм с пористой структурой за счет введения в суспензию органи- 10 ческих выгорающих добавок 51 3.

Недостатком этого способа является увеличение газотворной способности формы, что требует увеличения времени ее прокалки. !5

Известен способ изготовления форм, согласно которому пористая структура формооболочек достигается за счет введения в суспенэию или обсыпочный материал пористых зернистых материалов, таких к к вспученный вермикулит, пеношамот, вольный керамэит, и т.д. 323.

Однако нсе указанные материалы являются дефицитными, требуют специальной подготовки, что усложняет технологический процесс изготовления керамических форм, 1

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо иу результату янляется способ пригот тонления жидкостекольной суспенэии при изготовлении литейных керамических форм по ныплавляемым моделям, заключающийся в перемешивании ингредиентов суспензии до состояния ее готовности, причем формированию пористой структуры керамической формообблочки способствует введение в состав суспенэии пенообразователя (3 ).

Однако известный способ не позволяет достигнуть высокой прочности . керамических форм в горячем состоянии, их термостойкости, а также затрудняет равномерное распределение слоя суспензии по поверхности формы, что в целом приводит к повышенному браку форм и отливок.

Цель изобретения — повышение качестна керамических форм за счет увеличения их прочности в горячем состоянии и термостойкости.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу приготовления жидкостекольной суспенэии для изготовления литейных керамических форм по ныплавляемым моделям, включающему перемешивание ингредиентов суспензии до состояния ее готовности, готовую суспенэию перед употреблением подвергают продувке сжатым воздухом или газом, химически инертным по отношению к ингредиентам суспензии, н течение 10-60 мин с удельным расходом сжатого ноздуха или инертного газа 0,2-0,5 м /кг и с линейной скоростью их прохождения через суспензию (10,6-24,8 ) "

«1О M/с.

Продувка суспензии газом насыщает ее пузырьками газа по всему объему, что обеспечивает образование пористой структуры, которая позволяет достигнуть высокой прочности керамических форм в горячем состоянии и их термостойкости.

Продувка суспенэии сжатым воздухом или инертным газом в принятых режимах н течение менее 10.мин не приводит к заметному повышению прочности и термостойкости форм; обработка более 60 мин по тем же причинам нецелесообразна. Снижение удельного расхода сжатого воздуха менее

0,2 мз/кг не приводит к заметному повышению прочности керамических форм, а его увеличение свыше

0,5 и /кг также неэффективно из-эа з выброса суспензии из емкости. Эти же закономерности характерны для соответстнующих значений линейной скорости, которая определяется отношением расхода ноэпуха Q (м /c) к площади сечения 5 м, через кото2 рое он фильтруется, Это позволяет учесть влияние применения площади сечения рабочей емкости на качество обработки суспенэии воздухом.

На чертеже схематически представ лена установка, реализующая предлагаемый способ, Изобретение иллюстрируется следующим примером.

Предлагаемая огнеупорная суспензия, содержащая 41,2 мас.7 жидкого стекла (плотностью 1,23 r /см ) и

58,8 мас.7 огнеупорного наполнителя (пылевидного кварца марки КП-3) с вязкостью 3S-40 с по вискозиметру

ВЗ-4, заливается н емкость, Газ подаваемый компрессором 1 в трубу с керамической насадкой 2, образует пузырьки, которые распределяются в емкости с суспенэией, перемешиваемой мешалкой 3. Керамическую насадку для обработки суспенэии изготавливали из электрокорунда марки !! 16.

58281

Таблица l

Используемый газ

Способ по примерам, N

Время продувки мин

В сыром состо- При 11 73 К При 1173 К с янин термоударом +

Предлагаемый

4,61

6,57

4,7

Воздух

6,66

5,19

4,61

3,92

6,17

Прототип

Баэ продувки

3,23

4,70

3,63

М

Термостойкость образцов определяли как прочность на статический изгиб при 1173 К с предварительным нагревом до 1173 К и охлаждением до 873 К ка воздухе ° з 11

Объем насадки составляет 3,9 10 мз, газопроницаемость 1,4 ед. по стандартному прибору для определения газопроницаемости марки 042М. Объем обрабатываемой суспенэии во scex экспериментах был постоянен и равнялся 3,89-10 м (0,7 кг ). Для определения прочности керамики s горячем состоянии и ее термостойкости изго,тавливали четырехслойные образцы на статический изгиб с закреплением каждого слоя в водном растворе алюмохлорида с плотностью 1,27 " 10 кг/м

В табл. 1 приведены данные, иллюстрирующие влияние предлагаемого способа на качество керамических форм в зависимости от продолжительности продувки сжатого воздуха при оптимальных показателях, средних в обусловленных пределах, его удельного расхода и линейной скорости его прохождения через суспенэию.

При замене сжатого воздуха любым другим газом, химически инертным по отношению к ингредиентам суспенэии к жидкому стеклу, достигаются эквивалентные результаты.

Данные иллюстрирующие влияние удельного расхода и линейной скорости продувки через суспензию сжатого

f воздуха при оптимальной продолжитель ности продувки средней в обусловленных пределах на физико-механические свойства керамических форм согласно предлагаемому способу, представлены в табл. 2.

С применением жидкостекольной суспензии, приготовленной согласно предлагаемому способу, изготовлены

tO опытные партии керамических форм в цеховых условиях. Отмечено снижение брака стальных точных отливок типа

"прорыв формы" с 6,3 до 3 5Х что свидетельствует о повышении прочнос15 ти керамических форм в горячем состоянии и их термостойкости.

Из данных в табл. 1 и 2 следует, что предлагаемый способ приготовления жидкостекольной суспензии позволяет в l, 2-1,6 раза повысить прочность формооболочек в горячем состоянии и их термостойкость; уменьшить брак формооболочек на всех стадиях изготовления, равно как и в 1,5-2 раза брак отливок по вине форм.

Использование предлагаемого способа позволяет усовершенствовать технологический процесс изготовления керамических форм на жидкостекольном связующем и значительно повысить

30 качество точных литых заготовок.

Прочность на статический изгиб 4„, ИПа

1 I 5828 1

Таблица2

Показатели

Удельный расход скатого Воздуха м /кг

0,29 0,43

0,20

0,25

0,50

Линейная скорость продуа- -3 -3 -3 -Л ки, м/с 10,6 10 12,4 10 14,2 10 21,2 10

24,8 10

5,0

4,91

5,74

5,78

5,72 при 11?3 К

6,72

5,21

6,64

6,71

5,78

4,32

5,29 5,39

4,9

5,19

Определялась прочность на статический изгиб

Составитель В.Шувалов

Редактор С.Лисина ТехредJI.Мартяшова Корректор С.Черни

Заказ 3449/12 Тирам 747 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета CCCP по делам изобретений и открытий

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

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

Прочность керамических форм, МПа в сыром состоянии при 1173 К с термоударом (термостойкос ть) Параметры режима продувки согласно предлагаемому способу