Смесь для формовки оболочковых форм в литье по выплавляемым моделям

 

Изобретение относится к составам смесей для фор.мовки оболочковых форм при изготовлении отливок из черных сплавов по выплавляемым моделям в центробежных установках. Цель изобретения -- повышение жидкотекучести смеси, плотности и прочности форм, а также снижение стоимости форм. Это достигается тем, что в качестве минерального вяжуп1его смесь содержит кальций-алюминатный цемент, а в качестве наполнителя - кварцевый песок. Их седи.ментационную устойчивость повышают введение.м пылевидного кварца, каолина и растворами метилоксипропилцеллюлозы или метилцеллюлозы. Помимо своего назначения каолин упрочняет смесь при прокаливании и выполняет функции П.ЛВ. Смес1 содержит ко.мпоненты в следующем соотношении , мас.%: кальций-а.чюминатныи цемент 4--5; кварцевый песок 31-67,5; пы левидный кварц 13 46; каолин 1-1.5; 0,15 0,25%-ный водный раствор метилоксипропилцеллюлозы или мети л целлюлозы 14,5 16,5. Использование предложенной смеси повышает жидкотекучесть смеси, плотность и прочность формы. 2 табл. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!>4 В 22 С 1 18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

4:ъ

CO

CO

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4149339/23-02 (22) 19.11.86 (46) 070688. Бк>л. ¹ 21 (71) Московское научно-производственное об.ьединение «Темп» (72) В. И. Осинский, Л. Д. Крапивина, А. В. Морозов, В. Э. Паповян, М. В. Соловьев, В. М. Иванцов и Г. И. Кириллов (53) 621.744.4:621.74.045 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 923710, кл. В 22 С 1/18, 1980.

Литье по выплавляемым моделям./ Под ред. . 1. И. ШилеHHHKB ((B. A. Озерова.

M.; Машиностроение, 1984, с. 233. (54) СМЕСЬ ДЛЯ ФОРМОВКИ ОБОЛОс(КОВЫХ ФОРМ В ЛИТЬЕ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ (57) Изобретение относится к состанам смесей для формовки оболочковых форм при изготовлении отливок из черных сплавов по выплавляемым моделям в центроÄÄSUÄÄ 1400758 А1 бежных установках. Цель изобретения -- повышение жидкотекучести смеси, плотности и прочности форм, а также снижение стоимости форм. Это достигается тем, что н качестве минерального вяжущего смесь содержит кальций-алюминатный цемент, а в качестве наполнителя кварцевый песок.

Hv седиментационную устойчивость повышык>т введением пылевидного кварцы, кыолина и растнорами четилоксипропилцеллюлозы или метилцеллюлозы. Помимо своего назначения каолин упрочняет смесь при прокаливании и выполняет функции ПАВ. (месь содержит компоненты н следук>щеч 0(>TH<)IIIEнии, мас.%: кальций-алк>минытныи цсмсн> 4--5; кварцевый песoh 31 -67,5; пы левидный квыр (13 46; каолин 1 — 1,5, 0,15 0,25%-ныи нодныи раствор мсги. оксипр(>пилцеллк>лозы или метилцсллюлозы

14.5 16.5. Использование предложен пои смеси повышает жидкотекучесть смеси, пло(ность и прочность форчы. 2 табл.

1400758

10

Изобретение относится к области литья по выплавляемым моделям, а именно к составам смесей для формовки оболочковых форм при изготовлении отливок из черных метал loB и сплавов в центробежных м.тановках.

Г!ель изобретения -- повышение жидкотеку чести смеси, плотности и прочности форм, а также снижение стоимости форм.

1(ен робежная заливка жидкого металла в этилсиликатные формы предьявляет особые грсбования к наполнительной формовочной смеси. Такая смесь должна обладать иовы ненной жидкотекучестью для качественного заполнения наружных частей оболочки, проч«нктью в нагретом состоянии для сохрансния оболочки во время заливки металлом.

В кварцевый песок вводят минеральное вяжупц е кальций-алюмиHàòный цемент (КАЦ) обладающий высокими огнеупорными и вяжущими свойствами, пластификатор каолин, 0,15 0,25-ный водный раствор метилоксипропилцеллюлозы (1OI ILL) или метилцеллюлозы (МЦ), которые относятся к группе простых эфиров целлюлозы, а также пылевидный кварц (11 K) .

11редлагаемая смесь содержит следующее соотношение компонентов, мас. P„:

Кальций-алюминатный цемент 4 — 5

Кварцевый песок 3! --67,5

Г1ылевидный кварц 13--46

Каолин 1,0 — 1,5

0,15 0,25Я,-ный водный раствор метилокси прон ил целлюлозы или метилцеллюлозы 14,5 — 16,5

Одно из важных технологических свойств жидкоподвижных формовочных смесей является устойчивость к оседанию огнеупорных наполнителей, т. е. к выделению воды.

Седи мента ционна я l сто йч иво Tb существенно влияет на достижение равномерной прочности и плотности керамики по всему объему формы.

Функцию стабилизатора от оседания кварцевого песка выполняет 0,15 -0,25О(,ный водный раствор МОПЦ или MII.

Экспериментально установлено, что при влиянии водного раствора МОПЦ или МЦ равномерно по всему обьему формы удерживается вода, это создает одинаковые условия для затвердевания смеси; введение в наполнительную формовочную смесь органики даже в виде 0,15 — 0,25 (p-ного водного раствора снимает прочность форм после прокалки на 20 30О"„, что ограничивает концентрацию этого составл яюгцего в указанных пределах.

Каол и H вводят в напол Hèòåëьную формовочную смесь в виде мелкодисперсного порошка. Распределяясь между кварцевым песком, каолин придает формовочной смеси

55 повышенные пластические свойства и дополнительно снижает оседание кварцевого песка, упрочняет смесь во время прокалки форм, сохраняя прочность на сжатие на уровне и. = 1,1 — 1,3 МПа, что компенсирует побочное влияние МОПЦ или МЦ без увеличения концентрации KAH.

Кроме того, в сочетании с КАЦ каолин выполняет функции поверхностно-активного вещества (IIAB), увеличивая жидкогекучесть до 160 170 мм.

Введение в состав смеси ПК снижает пористость керамики.

Перемещение ПК (SIO ) и гидроокиси алюминия (Af(OH) p) после затворения

КАЦ водой повышает плотность сырой формовочной смеси. !!осле прокалки форм при 900 950 "С AF (ОН),> переходит в АГ ОЗ и в виде мелкодисперсной фазы распределяется между зернами ПК и песка, повышает плотность керамики, что снижает окисление поверхностного слоя металла отливки.

Смесь приготовляют следующим образом.

В расчетное количество воды, подогретой до 80 90 С, засыпают МОПЦ или МЦ и охлаждают до 40"С.

Такую операцию возможно провести с любым количеством составляющих и по мере необходимости использовать потребное количество раствора.

В расчетное количество раствора засыпают керамические материалы: КАЦ, кварцевый песок, каолин, ПК и перемешивают

3 5 мин при вращении мешалки 1000—

1400 об/мин. Жидкотекучесть наполнительной формовочной смеси составляет 150—

170 мм (по Сутторду).

Блок моделей с 1 — 2 слоями этилсиликатной оболочки заливают наполнительной формовочной смесью, время затвердевания которой зависит от температуры окружающей среды. Так при 20 С время затвердевания равно 1,5 ч, а при 40 50"С

40- 30 мин.

Составы смесей и их физико-механические свойства приведены в табл. 1 и 2.

Для определения прочности на сжатие используют образцы с размерами: Я 15, высота 15 мм.

Г1рокалку образцов проводят с нагревом до 950 С.

При определении жидкотекучести (по

Сутторду) смесь заливают в цилиндр и до его подъема выдерживают 7 мин. По пятну растекания в 2 -3 местах измеряют диаметры, а жидкотекучесть рассчитывают как среднеарифметическую величину.

Так как каолин частично выполняет функции упрочнителя, то экспериментально установлено оптимальное содержание его в пределах 1 — 1,5ф при концентрации МОПЦ или МЦ в водном растворе в пределах

0,! 5 0,25",Г.

1400758

Таблица 1

Состав

Состав компонентов, мас.7.

КАЦ Кварцевый Каолин

Водный раствор

Концентрация раствора Г1ОПЦ или МЦ песок

МОПЦ МЦ

4,0

67,5

1,0

13 14,5

17,8 15,2

46 16,5

13

17,8

О, 15

4,7

1,3

0,2

5,0

1,5

0,25

О, 15

4,0

67,5

14,5

15,"

1,0

4,7

1,3

0,2

5,0

0,25

16,5

1,5

Таблица2

Свойства

Показатели для состава

Прочность на сжатие после прокалки, при 950 С, МПА

1,2

1,2

1,3

Жидкотекучесть (по Сутторду), мм ф 150 ф160 ф165

Составит«с<ь В Иванов

Редактор М. Бланар 1ехред (1. Верее Корректор А. Обрс нар

Заказ 2524, 12 Тираж 74() 1lодиисно«

ВНИИИИ Государственного ковент«<а ((,(.Р ио (слав изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж 35, Pai гискан наб,;(4 5

11роизводственно-полигр(<фии«скос нр«диринти«, <, Ужо<род, i.< 11рос ктнин, Ч

Экспериментами установлено, что содержание в составе смеси МОПЦ или МЦ отрицательно влияет на прочность, поэтому рекомендуется минимальная концентрация этих высокомолекулярных органических соединений, при которых обеспечена седиментационная устойчивость.

Увеличение концентрации воды сверхрекомендуемого повышает жидкотекучесть, но при этом снижается прочность форм, увеличивается время затвердевания и сушки, а уменьшение приводит к потере необходимой жидкотекучести.

Использование изобретения позволяет повысить жидкотекучесть наполнительной формовочной смеси, плотность и прочность форм.

Формула изобретения

Смесь для формовки оболочковых форм в литье по выплавляемым моделям, включающая минеральное вяжущее и кварцевый песок, отличающаяся тем, что, с целью повышения жидкотекучести смеси, плотности и прочности форм, а также снижения стоимости форм, она содержит в качестве вяжущего кальций-алюминатный цемент и дополнительно каолин, пылевидный кварц и 0,15 — 0,25%-ный водный раствор метилокси пропил целл юлозы или метил целл ю10 лозы при следующем соотношении компонентов. мас.%:

Кальций-алюминатный цемент 4 5

Кварцевый песок 3! — 67,5

Пылевидный кварц 13 — 46

15 Каолин 1 — 1,5

0,15 — 0,25%-ный водный раствор метилокси пропилцеллюлозы или метилцеллюлозы 14,5 — 16,5

1 и 4 2 и 5 3 и 6