Шликерная смесь для изготовления керамических стержней и форм

 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к изготовлению пшикерных смесей при получении керамических стержней и форм. Цель изобретения - улучшение качества керамических стержней и форм за счет повьппения плотности керамики . Это достигается тем, что шликерная смесь для изготовления керамических стержней и форм, включающая наполнитель на основе аморфного кремнезема и воду,дополнительно содержит кисхГый шлак, получаемый при выплавке уг леродистой стали, а в качестве наполнителя на основе аморфного кремнезема - отход кварцита при его переработке в металлический кремний при следующем соотношении, мас,%: отход кварцита при его переработке в металлический кремний 72 - 78; кислый шлак, получаемый при выплавке углеродистой стали 7 - 12; вода 15 - 20. Данное соотношение в составе пшикерной смеси между водой и наполнителем обусловливает заданную вязкость 8 с, плотность шликера 1,80 - 1,82 г/см . При прокаливании керамики глянцевой поверхности выбранное соотношение между составляющими шликерами и мелющими шарами при приготовлении шликера обеспечивает сокращение времени помола. Кислый шлак снижает активность граничных процессов в системе расплав-контактная поверхность литейной формы, что снижает вероятность проникновения расплава в поры поверхности керамики, а также химические процессы окисления. Это улучшает качество поверхности отливок. 1 табл. с S (Л со 00 со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (11) (б)) 4 В 22 С 1/00, 1/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3876839/31-02 (22) 06.03 ° 85 (46) 15.05.87. Бюл. ((- 18 (71) Одесский политехнический институт (72) Л.А.Иванова, А.В.Бабилунга и Т.Н.Сухоручкина (53) 621.742.4(088.8) (56) Пивинский Ю.Е. и др. Кварцевая керамика. М.: Металлургия, 1974, с.41.

Авторское свидетельство СССР

)(944745, кл. В 22 С 9/00, 1980. (54) ЦШИКЕРНАЯ CMECb ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ СТЕРЖНЕЙ И ФОРМ (57) Изобретение относится к литейному производству, в частности к изготовлению шликерных смесей при получении керамических стержней и форм. Цель изобретения — улучшение качества керамических стержней и форм за счет повышения плотности керамики. Это достигается тем, что шликерная смесь для изготовления керамических стержней и форм, включающая наполнитель на основе аморфного кремнезема и воду, дополнительно содержит кисг1ый шлак, получаемый при выплавке углеродистой стали, а в качестве наполнителя на основе аморфного кремнезема — отход кварцита при его переработке в металлический кремний при следующем соотношении, мас.7.: отход кварцита при его переработке в металлический кремний 72 — 78; кислый шлак, получаемый при выплавке углеродистой стали 7 — 12; вода 15 — 20.

Данное соотношение в составе шликерной смеси между водой и наполнителем обусловливает заданную вязкость 8 с, плотность шликера 1,80 — 1,82 г/см

При прокаливании керамики глянцевой поверхности выбранное соотношение между составляющими шликерами и мелющими шарами при приготовлении шликера обеспечивает сокращение времени помола. Кислый шлак снижает активность граничных процессов в системе расплав-контактная поверхность литейной формы, что снижает вероятность проникновения расплава в поры поверхности керамики, а также химические процессы окисления. Это улучшает качество поверхности отливок.

1 табл.

1310089

Изобретение относится к литейному производству, в частности к изготовлению шликерных смесей при по,лучении керамических стержней и форм.

Цель изобретения — улучшение качества поверхности отливок эа счет повышения плотности керамики.

В составе шликера для сокращения времени его приготовления и повышения плотности керамики в качестве огнеупорной основы наполнителя используется аморфный кремнезем, являющийся отходом кварцита при его переработке в металлический кремний.

его состав, мас.7.: SiO 90-93, С 0,84,0; SiC О, 1-0,4; Al О, МВО, СиО, При исходной фракции аморфного кремнезема О,1 — 5,0 мкм и количестве воды 15 — 207 время получения качественного шликера сокращается до 8-10 ч и стабилизации шлихера не требуется. Состав шликера, который содержит аморфный кремнезем (7278 мас.7) и 15-20 мас.7. воды, обеспечивает сокращение времени приготовления его в связи с тем, что данное соотношение между диспергированной фазой (аморфным кремнеземом) и дисперсионной (водой) способствует образованию оптимального количества кремнекислоты и рыхлосвязанной воды, определяющим термодинамическую устойчивость шликера и его вязкость. В качестве добавки, улучшающей качество поверхности отливок, вводится кислый шлак, образующийся при плавке углеродистых сталей,измельченный до фракции 5 — 10 мкм.

Состав стеклообразного шпака,7:

SiO 62-68; FeO 12-18; CaF 2-8;

МпО 7-13; А1 0 2-8.

Шлак вводимый в состав шликера, обеспечивает форме глянцевую поверхность, что улучшает качество поверхности отливки. Снижается вероятность проникновения жидкого металла в поверхности формы и окислительные процессы на границе металл-форма.

Каждая частица SiO реагируя с

Я,т окружающей водой, образует молекулы кремнекислоты, анионы которых прочно связаны с ней и составляют ядро. Образующиеся противоионы обеспечивают устойчивость частиц в шликере.Частицы шликера,состоящие иэ $гО и образующие молекулы кремнекислоты, прочио удерживают только воду, входящую в

50

45 ее состав, и слабо удерживают рыхлосвязанную воду, определяющую величину вязкости шликера. При изменении процентного содержания воды, вводимой при приготовлении шликера, а именно меньше 157., наблюдается комкование диспергированной фазы (аморфного кремнезема). При увеличении количества воды более 237 шликер разжижается и для достижения требуемой вязкости шликера возрастает время перемешивания и необходимым становится процесс стабилизации шликера.

Шликер получают методом одностадийного мокрого помола в шаровой мельнице.

В мельницу загружают шлак и аморфный кремнезем фракции О, 1-5,0 мкм и вводят воду. Соотношение между аморфным кремнеземом, мелющими шарами и водой составляет 1:1:О, 18.Время перемешивания 7 ч.

Шликер имеет свойства: рН 5,0, плотность суспензии 1,85 г/см .Врез мя отверждения шликера 20 мин. Шликер не расслаивается в течение 2 ч после помола. Плотность керамическо3 го стержня 1,80 г/см

Термическую обработку керамического покрытия проводили при темперао туре до 1000 С гаэопламенной горелкой. На поверхности покрытия отсутствовали пороки — трещины и структура характеризовалась резким снижением замкнутых поверхностных пор, являющихся источником газовых дефектов в отливках. Качество поверхности стальной отливки, сформированной при контакте с керамическим покрытием из предлагаемого состава шликера, соответствовало показателю R =10 мкм р 1 отсутствовали пороки газового происхождения и дефекты, связанные с проникновением расплава в керамическое покрытие.

В таблице приведены результаты испытаний разработанных составов шликеров.

Пример. Отливку изготовляли в металлической изложнице центробежным способом. Расплав — сталь 35 Л.

Температура заливки стали 1480 С, б температура изложницы 200 С. Скорость вращения изложницы 800 об/мин.

На вращающуюся изложницу с темперао турой 200 С наносили сыпучую составляющую облицовки.

1310089

7-12

15-20

Качество поверхности стальной отливки

Сос- Содержание компонентов, мас.Х Свойства шликера тав

Параметр

R мкм,R

Кислый

ПлотВремя рН перемешиваДефекты поверхности

Вода

Аморфный кремнезем (отход кварцита при его переработке в меность г/см шлак,получаемый при выплавке ния, ч углеродистой стали таллический кремний) 8 20

50 182 R =10

5,0 1,80 40-30

5,0 1,80 К =1О

5 ° 0 1 81 Rà

10

Отсутствовали газоные раковины

15

15

Отсутств.

76

Отсутств.

ВНИИПИ Заказ 1824/9 Т аж 74 1

Подписное

Проиэн.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Сыпучая составляющая оболочки состояла иэ кварцевого песка, фракция 135 мкм. Затем во вращающуюся изложницу внодили шликер. Состав шликера, мас.X: 5

Отход кварцита при

его переработке в металлический кремний (аморфный кремнезем) 10

Кислый шлак, получаемый при выплавке углеродистой стали 8

Вода 20

Шликер готовили в шаровой мель- 15 нице при смешивании сухой составляющей с водой в течение 8 ч. Шликер характеризовался условной вязкостью

8 с рН 5,0. Время отверждения при

2 миллиметровой глубине проникнове" 20 ния шлихера в слой сыпучей облицонки изложницы, толщина которой 5 мм, составило 30 с. Шликер наносился на слой сыпучей облицовки распылителем, а затем обжигался газовой горел-25 кой 15 мин. Оболочка характеризовалась высокой степенью гладкости поверхности.

При значении гравитационного коэффициента 74 отливка получалась с качественной понерхностью.

Использование предлагаемого состава шликера поэноляет снизить обьем механической обработки отливок.

Формула изобретения

Шликерная смесь для изготовления керамических стержней и форм, включающая наполнитель на основе аморфного кремнезема и воду, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью улучшения их качества за счет повышения плотности керамики, смесь дополнительно содержит кислый шлак, получаемый при выплавке углеродистой стали, а в качестве наполнителя на основе аморфного кремнезема — отход кварцита при его переработке в металлический кремний при следующем соотношении ингредиентов, мас.7:

Отход кварцита при его переработке н металлический кремний 72-78

Кислый шлак, получаемый при выплавке углеродистой стали

Вода