Смесь для изготовления литейных керамических стержней

 

Изобретение относится к литейному производству, а именно к смесям для изготовления керамических стержней , применяемых при производстве пустотелых отливок по выплавляемым моделям методом направленной кристаллизации . Цель изобретения - улучшение удаляемости стержней из отливок при сохранении их высоких термомеханических свойств - достигается за счет того, что смесь для изготовления литейных керамических стержней, включающая злектрокорувд, пылевидный материал на основе двуокиси кремния, карбонат кальция и пластификатор на основе парафина с 10 мас.% полиэтилена , в качестве пылевидной двуокиси кремния содержит кварц молотый пылевидный , предварительно прокаленный при 1300-1350 с в течение 16-24 ч до содержания в нем 40-50% кристобалита, а злектрокорунд - зернистостью 50- 200 мкм при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: злектрокорунд зернистостью 50-200 мкм 10-35, карбонат кальция 0,1-0,2; пластификатор на основе парафина с 10 мас.% полиэтилена 19-22; кварц молотый пылевидный , прокаленный при 1300-1350°С, в течение 16-24 ч до содержания в нем 40-50% кристаболита остальное. Стержни, полученные из предложенной смеси, имеют высокие термомеханические свойства, и не подвержены деформации . Полученные стержни хорошо выщелачиваются из отливок. 2 табл. (Л О5 00 О) ро

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1% (11) (Бц В 22 С 1/22 9/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4132580/23-02 (22) 30.07.86 (46) 30.03.89. Бюп, № 12 (71) Производственное объединение

"Ленинградский завод турбинных лопаток" им. 50-летия СССР (72) Г.Я.Козлов, С.Е.Алешкович и И.M.Äåìîíèñ (53) 621.747:621,45 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 435048, кл. В 22 С 9/04, 1971 °

Авторское свидетельство СССР № 1345452, кл. В 22 С t/22, 07.08.85, Патент США № 4093017, кл. В 22 С 9/04, 1981.

Будников П.П. и др. Технология керамики и огнеупоров. M.: Изд. литературы по строительству, 1962, с. 250254 .

Кайнарский И.С, Динас, М.: Металлургиздат, 1961, с. 25.

Авторское свидетельство СССР № 619272, кл. В 22 С 1/22, 1976. (54) СМЕСЪ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ

КЕРАМИЧЕСКИХ СТЕРЖНЕЙ (57) Изобретение относится к литейному производству, а именно к смесям для изготовления керамических стержней, применяемых при производстве пустотелых отливок по выплавляемым

Изобретение относится к литейному производству, а именно к смесям для изготовления керамических стержней; применяемых при производстве пустотелых отливок по выплавляемым моделям моделям методом направленной кристаллизации. Цель изобретения — улучшение удаляемости стержней из отливок при сохранении их высоких термомеханических свойств — достигается за счет того, что смесь для изготовления литейных керамических стержней, включающая электр окорунд, пыпевидный материал на основе двуокиси кремния, карбонат кальция и ппастификатор на основе парафина с 10 мас.Е полиэтилена, в качестве пыпевидной двуокиси кремния содержит кварц молотый пылевидный, предварительно прокаленный при 1300-1350 С в течение 16-24 ч до содержания в нем 40-507 кристобалита, а электрокорунд — зернистостью 50200 мкм при следующем соотношении ингредиентов, мас.Х: электрокорунд зернистостью 50-200 мкм 10-35 карбонат кальция 0,1-0,2, пластификатор на основе парафина с 10 мас.Х полиэтилена 19-22; кварц молотый пылевидный, прокаленный при 1300-1350 С, в течение 16-24 ч до содержания в нем 40-50Х кристаболита остальное.

Стержни, полученные из предложенной смеси, имеют высокие термомеханические свойства. и не подвержены деформации. Полученные стержни хорошо выщелачиваются из отливок. 2 табл, методом направленной кр .c". «члиза

Цель изобретения — улучп ение удаляемости стержней из отлп м при сох1468639 ранении высоких термомеханических свойств стержней.

Сущность изобретения заключается в том, что смесь, включающая электрокорунд, пылевидный материал на основе двуокиси кремния, карбонат кальция и пластификатор на основе парафина с 10 . полиэтилена, содержит в качестве пылевидной составляющей на

10 основе двуокиси кремния кварц молотый пылевидный, пр едварительно прокаленный при 1300-1350 С в течение

16-24 ч до содержания в нем 4050 мас. кристобалита, а в качестве электрокорунда — корунд зернистостью

50-200 мкм.

При изготовлении отливок методом направленной кристаллизации керамические стержни, оформляющие внутренние полости отливок, подвергаются

20 сильному нагреву, так как находятся в контакте с расплавом жаропрочного спла ва при 1400-1 550 С от О, 3 до

6,0 ч. Это обусловливает высокие требования, предъявляемые к термомеханическим свойствам стержневой смеси.

Повышение указанных свойств смеси, а следовательно, и стержней обеспечивается предварительной прокалкой пылевыдного кварца при 1300- 1350 С в течение 16-24 ч, в результате чего происходит превращение -кварца в его высокотемпературные модификации, в частности, в d êðècòîáàëèò . Нали- 35 чие в пылевидном кварце 40-50 мас.% кристобалита значительно уменьшает объемные изменения кристаллической решетки и способствует снижению усадки и повышению термостойкости 40 с тержней.

В стержнях, изготовленных их смеси, содержащей 40- 50 кристобалита, в процессе их обжига при 1300 С в течение 6-10 ч в присутствии минера- 45 лизатора и электрокорунда образуется огнеупор, аналогичный динасу. Крупные зерна корунда, присутствуюшИе в виде разрозненных включений, не способствуют образованию большого 50 количества муллита в стержне, что позволяет облегчить удаляемость стержней из отливок выщелачиванием после любого температурного режима их кристаллизации, 55

Керамическую смесь готовят следующим способом, Молотый пылевидный кварц насыпают в огнеупорные короба и прокаливают в камерной электропечи при 1300О

1350 С в течение 16-24 ч для перевода

40-50 мас ° . Р-кварца в 5 -кристобалит.

Полученную после прокалки массу размалывают в фарфоровом барабане шаровой мельницы в течение 1,5-2,0 ч и просеивают через сита с размером ячеек 0,1-0,16 мм.

В обогреваемый конверторный смеситель с шарами загружают пластификатор, расплавляют его и нагревают

4> до 110-130 С, затем засыпают в него прокаленный и просеянный пылевидный кварц и карбонат кальция, перемешивают их вместе с пластификатором в течение 0,5-1,0 ч и вводят электрокорунд зернистостью 50-200 мкм, После загрузки в смеситель всех составляющих смесь перемешивают в течение 1,5-2,0 ч до получения однородной массы, которую затем разливают в металлические изложницы или противни и используют для изготовления стержней.

Керамические стержни из предлагаемой смеси изготавливают по известной технологии методом горячего прессоо вания при 65-100 С ° Затем их обжигают при 1300 20 С в засыпке огнеупорного наполнителя — глинозема.

Составы смесей приведены в табл.1.

Результаты испытаний этих смесей указаны в табл,2.

Термомеханические свойства стержней термостойкость, прочность, склонность к образованию трещин при прокалке определяли следующим образом.

Термостойкость оценивали по прогибу образцов-балочек размером 70х х15х2,5 мм под действием собственной массы при расстоянии между опорами

65 мм в печи при подъеме температуры до 1300 С с последующей выдержкой при этой температуре в течение 24 ч.

Прочность стержней определяли на образцах размером 30х15х2 5 мм при испытании на изгиб при комнатной температуре, Склонность стержней к образованию трещин при обжиге и нагреве под заливку методом направленной кристаллизации оценивали по наличию трещин на образцах размером 150х15х2,5 мм после их обжига и прохождения через методическую печь типа ПМП-2 (графитовые опоки с образцами выдерживали

2 ч в зоне температур 1350-1540 С).

Улучшение удаля емости стержней из отливок, полученных методом напОстальное

Таблица 1

Ингредиенты, Ж

Составы

1 2 3 4

Эл ектр окор унд зернистостью

50-200 мкм

Карбонат кальция

10 35

0,1 0,2 0 1 0,2

Пластификатор

ПП10

21 22

19 20

Кварц молотый пылевидный, прокаленный при

1300-1350 С в течение 16-24 ч до сод ержа ния в нем 40-507 кристобалита

Осталь- Осталь- Осталь- Остальное ное ное ное

5 146 равленной кристаллизации, при выщелачивании оценивали по времени полного разрушения образцов размером

70х15х2,5 мм в кипящем 407,-ном растворе КОН.

Как видно из табл,2, стержни, изготовленные из смесей указанных составов, не деформируются и не растрескиваются при высокотемпературном нагреве, поэтому их можно использовать для оформления внутренних полостей в отливках, получаемых методом направленной кристаллизации. Такие стержни имеют удовлетворительную прочность и хорошо разрушаются в кипящем растворе щелочи.

Формула изобретения

Смесь для изготовления литейных керамических стержней преимущественно для отливок, получаемых методом направленной кристаллизации, включающая электрокорунд, пылевидный материал на основе двуокиси кремния, карбонат кальция и пластификатор на основе парафина с 10 мас.Ж полиэтилена, 8639 6 отличающаяся тем,что, с целью улучшения удаляемости стержней из отливок при сохранении высоких термомеханических свойств стержней, в качестве пылевидного материала на основе двуокиси кремния она содержит молотый пылевидный кварц, предварительно прокаленный при 130010

1350 С в течение 16-24 ч до содержания в нем 40-50 мас . Ж кристобалита, а электрокорунд — зернистостью 50200 мкм при следующем соотношении ингредиентов, мас.7:

Электрокорунд зернистостью 50-200 мкм 10-35

Карбонат кальция О, 1-0,2

Пла ст ифика т ор на основе парафина с 10 мас.Ж полиэтилена 19-22

Молотый пылевидный кварц, прокаленный при 1300-1350 С в течение 16-24 ч до содержания в нем 4050 .мас.7. кристобалита

1468639

Та бли ца 2

Показатели

1 2

Прогиб образца под действием собст- . венной массы, мм

0 ° 05 0 05 0 15 0 15

Прочность образцов при изгибе в холодном состоянии, МПа

3,7 4,5

5,6 7,5

Количество трещин на. образцах стержней после пр окалки их в печи для направленной кристаллизации, шт/7.

1/12,5 0

Время разрушения образца в кипящем растворе КОН, мин

33

58

Составитель Н,Рошан

Редактор А,Долинич Техред M. Ходанич

Корректор Л.Патай

Заказ 1286/11 Тираж 710

Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101