Состав для упрочнения керамических стержней и форм
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕа1УБЛИН дц 4 В 22 С 3/QO
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (1) 3896785/22-02 (22) 29.03.85 (46) 07. 11.86. Бюл. Ф 41 (72) А.А. Зайчиков и Т. В.Зайчикова (53) 621. 742.4:621. 74.045 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Ф 697240, кл.В 22 С 1/00, В 22 С 9/04, 1980.
Авторское свидетельство СССР
11 725779, кл. В 22 С 3/00, В 22 С 9/18, 1981.
Авторское свидетельство СССР
И 944729, кл. В 22 С 3/00, 1982. (54) СОСТАВ ДЛЯ УПРОЧНЕНКЯ КЕРАМИ—
ЧЕСКИХ СТЕРЖНЕЙ И ФОРМ
„„SU„„1268277 А 1 (57) Изобретение относится к огнеупорному материалу, которым пропитывают стержни оболочковых форм при производстве отливок по выплавляемым моделям. Цель изобретения повышение прочности стержней и форм при 1500 — 1600 С и их термостойкос, ти, Это достигается тем, что состав для пропитывания содержит дисперсный порошок алюминия с размерами частиц
0,5-5 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.7: полисилоксановая смола 10-35, дисперсный порошок алюминия 3-20, ароматический углеводород остальное. 3 табл.
1 68277
Изобретение относится к литейному производству, н частности к составам для упрочнения керамических стержней и форм, получаемых по постоянной оснастке для изготовления крупногабаритных отливок и отливок со сложным профилем.
Цель изобретения — повьш »ние прочности стержней и форм при 1500
1600 С и их термостойкости.
Стержни пропитывают составом, приготовленным из смеси лака КО-815, разбавленного ксилолом, до вязкости
10,5 с и порошка алюминия. На 550 мл раствора лака берут 100 г порошка алюминия. Полученную смесь тщательно размешивают и отстаивают H теченис
5 мин для оседания крупных фракций порошка. Отстоявшуюся суспензию сливают и замеряют ее плотность, кото— рая должна быть равной 1,04-1,06 г/см .
В такой суспензии размер частиц алюминия составляет 0,5-5 мкм. При боль. ших размерах частиц происходит шепушение пропитанных суспензий стержней после их прокалинания. (табл. 1) .
Стержни, смеси на осHoB» зпектрорунда пропитывают в составах (табл.
2), а затем в вертикальном полож»нии сушат на воздухе не менее 1 ч ., прокаливают в коробах без засыпки при 950" С в течение 4-5 ч, Охпажпе— ни» стержни использунп lIpH и 3:I отовпении выплавляемых моделей и керамических форм.
При пропитывании стержней дисперсный алюминиевый порошок проникает в поры керамики и частично покрывает поверхность стержня. При термообра— ботке алюминий окисления переходит в активный оксид алюминия, вступающий в реакционное спекание с компонентами керамического стержня.
Это повышает прочность керамики н холодном и нагретом состоянии и ув»вЂ” личивает термостойкость стержней.
Параметры пропитанной керамики стержней и величина брака отливок, полученных с их использованием, приведены в табл. 3.
Если содержание дисперсного алюминия ниже 3 мас. 7, то несмотря на ее высокую проникающую способность эффект упрочнения керамики при однократной пропитке мал (прочность при
1500 С от пропитки суспензией с 17. порошка алюминия возрастает всего на 10-157.) .
При содержании в пропитывающем составе 37, дисперсного алюминия эта величина составляет 35-50/, возрастает термостойкость стержня, что уже позволяет снизить брак по дефек-. там стержней в 1,5-2 раза.
Если содержание алюминия превьппает 207, например 25 мас. 7, вязкость суспензии становится слишком высокой, что приводит к подтекам и неоднородности толщины пленки на поверхности стержней, к отслоению и растрескиванию покрытия, что не дает эффекта упрочнения керамики.
Для пр опитки керамики с цепью ее упрочнения используют суспензию с
3-20 мас. 7. дисперсного порошка алюминия. Но при концентрации алюминия
3 — 10 мас.7. для достижения эффекта, получаемого при использовании 1520,.— »oA суспензии, необходима двукратная пропитка с промежуточной сушкой на воздухе в течение 1 — 2 ч.
Возможно упрочнять весь керамический стержень или избирательно упрочнять отдельные его элементы, на— пример, наиболее ослабленные выход— ные кромки керамического стержня, разрушающиеся под действием струи расплавленного металла.
Все это дае г возможность сократить брак дорогостоящих отливок по дефектам керамических стержней.
Если содержанис исходного лака в суспензии при оптимальном содержании алюминия 15 мас. 7 менее 107., например 57., и орошок алюминия может частично осыпаться в процессе транспортировки и других операций до выполнения прокапки стержней, Если содержание пака превышает
35 мас .. например 507., вязкость суспензии значительно возрастает, что приводит к ухудшению проникающ»й способности суспензии, увели40 чению толщины покрытия и его шелушению после прокалки при 950 С.
Оптимальное содержание исходного лака в сусп»нзии 10-35 мас.7..
Использование предложенного соста
45 ва,пя пропитки керамических материа лов повышает прочность стержней при
20 С в 2-2,5 раза, при 1500-16004С в 1,5-2 раза.
1268277
Состав для упрочнения керамических стержней и форм, включающий полисилоксановую смолу, ароматический углеводород, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения прочности стержней и форм при 1500—
1600 С и их термостойкости, он дополнительно содержит дисперсный по10-35 смола
Дисперсный порошок алюминия с размером частиц О, 5-5 мкм
Ароматический угле3-20
Остальное водород
Т а б л и ца 1, Условная Плотность вязкость г/cMl по В3-4, с
Марка алюми
Размер части алюминиевого порошка, мкм ния
1, 04 Шслушение покрытия (дисперсная двуокись кремния и окись алюминия) на большой поверхности стержня
12,5
АСД-1 095-40
1,04
12,5
АСД-4
1,04
АСД-6 О, 5 — 10
12,5
1,04
АСД-4
Табли ца 2
Условная ПлотОпыт вязкость ность, по В3-4, г/см с
10,5 0,930 Полная пропитка без нарушения геометрии
Ксилол
10,6 0,935 Тонкое покрытие равномерной толщины
3 Раствор лака
Формула изобретения
0,5-5 (с от- 12,5 делением фракции у 5 мкм методом седиментации) Состав раствора или суспензии для пропитки кера мики, мас. Х
1 Раствор лака КО-815-33
2 Раствор лака 99
Порошок алюминия 1 рошок алюми ния с ра э мер ом частиц
0 5-5 мкм при следующем соотношении компонентов, мас. X:
Полисилоксановая
Качество поверхности пропитанных стержней после прокаливания при
950 С 5 ч
Частичное шелушение покрытия на поверхности стержня, местно, вследствие повышенной толщины и недостаточной проникакицей способности
Шелушение покрытия на отдельных участках поверхности стержня
Тонкое покрытие равномерной тол.цины по всей поверхности выходной кромки, прочное сцепление с поверхностью стержня вследствие хорошей проникающей способности
Качество поверхноСти после пропитки
1268277
10)8 0,950
То же
Порошок алюминия
4 Раствор лака 93 11 3 Ою980
Порошок алюминия
5 Раствор лака 85 12 5 104
Порошок алюминия 15
13,3 1,07 Тонкая равномерная пленка без наплывов
6 Раствор лака 80
Порошок алюминия 20
14,0 1, 11 Пленка покрытия с неравномерной толщиной, наплывы, заполнение перфораций.
7 Раствор лака
Пор ошок алюминия ? 5
12, 0 1, 01 Отслоение частиц алюминия от поверхности стержня
8 Порошок алюминия 15
12, 2 1,02 Тонкое равномерное покрытие прочное сцепление алюминия с керамикой
9 Порошок алюминия 15
Лак KO-815
12,7 1,04 То же! 0 Порошок алюминия 15
50
13,0 1,06 Повышенная толщина пленки покрытия, наплывы
11 Порошок алюминия 15
Лак КО-8 15
Ксилол
Лак КО-815
Ксилол
Лак КО-815
Ксилол
Ь
Проло лкение табл 2
1
1 м
1 ф
1 х 6\ ф ф х
5Х мою
V C1 W
«» U
О
Ф
»/I
Ю
М л
»/\
О л и
Ю
Ю
«л
I ф ! аов в ар х я« о
1» 0 «» о
orna х о m
XI-V а 4 ецио
Фв«о а о е х
Ю
Т
/« !
Ю
Г 4
/«
»/1
CO
Ю
° °
6»
X и
«» и
О .о
Ф
Ю
° Ф
» » !
1 (3 » л
I о л
О л
tV
D
Ю
С 4
1 1
v Я
Ф ф Ц о и х
О
Ю
Ю
ÎO
« л
1 н/\ л
О о
О
«»4
1 и о
A
«««х
Ф I х
1 ео«с
Ю
«1
О .1
Ю х й
Ю л
Ю м
»Г\
«:! о о х
« о
Ю
Оо
Э (>
Я о
«
И
U х
»
l о х
«»
1 Ф х
Ю
«»4
»/«
Ю
Ю
»/« м
GO
«
CO л
Ю
CO
Ю
»/1 х
4«
И и и
D л !
»/Ъ
».» о
4 и о о о.
««« х и а и о
Ф о о
Я
I»
v о х х о а
«4
Ю
Т
D
Ю .»
Ф о
Ф ф
&.
v о
«о
»/\
»/1 ч
1 М
IC ф о
cf к
Х
Ю
СО м
Ю
».» м
«««
Ef
Э
z и
Ю i/\
I и
О)
«»« ф а а м
Ю
«- о
v 41
° 4
Ю
» 1
l 1 х е д m и
Ф Е
m v о î е с= хо
Ю
»/« м\
Ю
«Ч
3 44 !! Ю а
«. о
v c х
1 ф
A о
Ф и о
/« х а
П о о
Ю
/»« и к
X о
5 о
В х
Я х ф
Ф
I» и
/ о ,m o
X»х
nj ф о х Е X о х о. ф
I 1
1
1
I
1
1 CO
1
1
1 «
1 I
1 1
1 I
1
1 о
1
0 — — 1«.
1
44!.Ф
1 — 4
"4 I
) —
CJ Ф»»
XXX и
Я х v и
1268?77
1 1 х а Я
C« I
Ф v о о с« х ю
I »Х
4«Ф д х
O ««41
Д о э о Ф
m v
I»
v x
«««
I 1 1 фя о и «Е !
»х фхо х o m
X о
m 2 44 о ах
В. «««Э
X U I»
Ф I вv о
1 О
Ф о
o«:o
h «» I»
X Ф Р
emvv м о о о
A Þ
И „й х э а
Г х
v о х
И «С ф 44
XO
X о
О CI
:-1 х а
CJ C
Н
Х х
X о ф х Й ф Э
«О о
64
Я х «Ef
X m и Ф а о х
М о
Ф X о В
4«а
ql I
