Смесь для изготовления литейных форм по выплавляемым моделям

 

Изобретение относится к материалам литейной формы при изготовлении отливок по выплавляемым моделям, преимущественно при производстве ювелирных изделий. Цель изобретения - стабилизация свойств смесей, увеличение ее живучести и газопроницаемости, повышение качества поверхности отливок и уменьшение трудоемкости их изготовления. Смесь содержит, мас. %: электрокорунд 38-55, диатомит 3-16, гипс 6-18, оксиэтилцеллюлоза 0,06-0,12, вода остальное. Электрокорунд обеспечивает высокую точность отливок, диатомит - газопроницаемость, оксиэтилцеллюлоза уменьшает скорость твердения смеси и повышает ее жидкотекучесть, гипс обеспечивает необходимую прочность формы. Использование смеси снижает трудоемкость изготовления форм и отливок и снижает брак отливок до 5-7%. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИ1(СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И1 (д1) 4 В 22 С 1/16, 1/00, 1/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ KGMHTET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,:

H АВТОРСКОМУ СВИД=ТЕЛЬСТВУ

i (21) 4266743/31-02 (22) 23..07.87 (46) 30.04.89. Бюл. - 16 (7l) Институт проблем литья АИ УССР (72) В.Г.Горенко, Н.И.Шадрин, Г.В.Плющ, О.А.Медведева,Б.Г.Губенко и А.A.Çàïîðîæåö (53) 621.742.4:621.74.045(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(1242286, кл. В 22 С 1/10, 1985, Одстрчил В. и др. Литье в гипсовые формн. — Sieve"=enstvi, 1974, 22, 1(9, с. 35!-356, (54) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕ;" IИЯ ЛИТЕЙИЫХ

ФОРМ IIQ ВЬП1ЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ

57) Изобретение относится к материалам литейкой формы при изготовлении отливок по выплавляемым моделям,преиИзобретение относится к литейному производству, в частности к вопросу разработки составов смесей для изготовления литейных форм по выплавляемым моделям, преимущественно используемым при производстве ювелирных изделий.

Цель изобретения — стабилизация свойств смеси, увеличение ее живучести и газопроницаемости, повышение качества поверхности отливок и уменьшение трудоемкости их изготовления.

Смесь для иэгoтoBJIения литейных форм состоит иэ огнеупорного наполнителя, электрокорунда, диатомита, гипса, воды и замедлителя твердения гипса — оксиэтилцеллюлозы. мущественно при производстве ювелирных изделий. Цель изобретения . — ста-. билизация свойств смесей, увеличение ее живучести и газопроницаемости, повышение качества поверхности отливок и уменьшение трудоемкости их .из. готовления. Смесь содержит, мас.X: электрокорунд 38-55, диатомит 3-16, гипс 6-18, оксиэтилцеллюлоза 0,060,12, вода остальное. Электрокорунд обеспечивает высокую точность отливок, диатомчт — газопронн..емость, оксиэтилцеллюлоэа уменьшает скорость твердения смеси и повышает ее жидкотекучесть, гипс обеспечивает необходимую прочность формы. Использование смеси снижает трудоемкость изго" товления форм и отливок и снижает брак отливок до 5-7%. 2 табл.

Электрокорунд представляет собой искусственно полученный плавлением глинозем с примесями других оксидов.

Для смесей используется измельченный электрокорунд с размером фракций

0,008-0,14 мм. При этом фракции размером 0,03-0,06 мм составляют 6778%. Плавленный электрокорунд имеет

I стабильные размеры при нагреве и мало изменяет геометрическую и размерную точность отливок, полученных в формах из смесей с использованием электрокорунда в качестве огнеупорного наполнителя.

Диатомит или аглоперитовый песок (ГОСТ 11991-76) представляет собой кремнистые опаловые породы, в част1475758 ности диятомита, содержащие полые панцыри микроскопических организмов (диятомитоные водоросли) гидрокремнистого состава, Химический состав диатомита следующий, мас.%: SiO<

72 — 95; А1 0, 1,5-11; СаО 0,3-0,5;

MgO 0,1-1,1; Ее О > 0,7-3,2; К О до

l,O; Иа О до 0,4; БО до 0,15. Природный диатомит после интенсивного размешивания н воде имеет мелкодисперсную структуру и состоит из отдельных включений крупностью 0,004 0,02 мм 88%; 0,02-0,12 мм — остальное. Диатомит имеет объемную массу

90-150.кг/м, коэАфициент теплопро9 водности 0,06-0,09 Вт/м К и температуру плавления 1270 †15 С, Ввод диатомитя в состав. смеси повышает ее газопроницаемость и улучшает качество поверхности отливок ювелирных изделий.

Оксиэтилцеллюлоза представляет собой эфир целлюлозы, образующийся при действии на щелочную целлюлозу оксида этилена. Последняя взаимодействует как с гидроксильными группами целлюлозы, так и с оксиэтильными группами, При этом образуется прини- 30 той сополимер целлюлозы и полиэтиленоксида. Представляет собой белую аморАную массу. Использование оксиэтилцеллюлозы основано на растнори— мости ее в воде, высокой вязкости и стабильности образующихся растворов. Оксиэтилцеллюлоза, обволакивая тонкой пленкой нключения огнеупорного наполнителя, диатомита и гипса, :.:атрудняет доступ воды к поверхности Щ .астиц гипса и замедляет процесс перехода полуrидpaта н двугидрат и твердения гипса. Кроме того, в меньшей степени заполняются водой поры диатомита, а это способствует сохра- <5 нению высокой газопроницаемости смеси и ликвидации образования пористости в рабочем поверхностном слое формы. Обволакивание ацетилцеллюлозой измельченного электрокорунда 50 способствует уменьшению скорости протекания химических реакций примесей с кислотами или щелочами, растворенными в воде, и уменьшению количества выделяющихся газов. 55

Гипс марок I -6БШ и Г-7БШ по ГОСТ

125-79 является вяжущим и используетi ся н качестве основного компонента смеси для форм точного литья.

Составы смесей и параметры смесей и отливок приведены в табл,1 и 2, Критерии живучести смеси определяют в минутах от момента приготовления смеси до начала повышения вязкости. Исследования вязкости смесей проводят на вискозиметре В3-6. Характеризуется изменение вязкости временем истечения определенного объема смеси через калиброванное отверстие и выряжается в секундах.

Исследование текучести смесей проьодят по методу Суттерда. Нанеску смеси н 350 r по этому методу заливают в полый цилиндр диаметром 50 мм. и высотой 100 мм, установленный на ровную и горизонтальную поверхность из оргстекла. Через 8 мин выдержки цилиндр поднимают и текучесть определяют по диаметру рас ечения смеси на оргстекле.

Поры н затвердевшей и прокаленной смеси и на поверхности отливок исследуют под микроскопом МБС-2 с применением интеграционного столика модели

"ИСА".

Уменьшение содержания в смеси измельченного электрокорунда меньше

38 мас.i приводит к уменьшению стабильности размеров и геометрической . точности отливок. увеличение содержания в смеси измельченного электрокорунда больше 55 мас.% приводит к снижению гязопроницаемости смеси и образованию в поверхностном рабочем слое пористости-и ухудшению качества литья, Если содержание в смеси диатомита меньше 3,0%, то газопроницаемость смеси оказывается недостаточной и отливки имеют шероховатую поверхНость с отдельными выступами. Если содержание диятомита превышает 16 мяс.%, то увеличивается податливость смеси и при прокалке. Аорма теряет размерную и геометрическую точность. уменьшение содержания н смеси оксиэтилцеллюлозы .меньше 0,06 мас.7. приводит к увеличению скорости твердения смеси, снижению ее живучести и повышению газовыделения и ухудшению качества Аормы, а увеличение содержания н смеси оксиэтилцеллюлозы больше 0,12 Mac.% приводит к значительному снижению скорости твердения и удлинению технологического процесс» изготовления форм и отливок в цел и.

14

Если содерж, ние гипса в смеси меньше 6 мас./, снижаются прочностные свойства смеси. При увеличении содержания гипса больше 18 мас.l наблюдается повышенная усадка форм и потеря геометрической . размерной точности отливок.

Содержание воды в смеси определяется необходимостью достижения оптимальных живучести, жидкотекучести и вязкости смеси. При расходе воды меньше нижнего предела наблюдаютсямалые живучесть, жидкотекучесть и вязкость смеси, а при увеличении воды больше верхнего предела смесь медленно твердеет и при сушке и прокалке форм н них образуются трещины.

Смеси .и формы для ювелирных отливок приготавливаются по следующей технологии.

Сухие составляющие смеси вводят в специальный скоростной смеситель и перемешивают в течение 0,5-1,5 мин, Параллельно готовят необходимой кон" центрации раствор ацетилцеллюлозы в воде. Затем этот раствор вливают в смеситель и дополнительно перемешивают 0,5-1,5 мин. После перемешивания смеситель накрывают крышкой и смесь вакуумируют при остаточном давлении 10 мм рт.ст, в течение

2-3 мин и, сняв крышку, смесь разливают по формам, в которых предна- . рительно установлены блоки с восковыми моделями ювелирных изделий. Затем смесь в формах дополнительно вакуумируют с целью удаления запутавшихся при перемешивании в смеси газов и газов, ньделиншихся при протекании химических реакций при твердении смеси. При этом увеличивается плотность смеси и улучшается рабочая поверхность форм, соприкасающаяся с выплавляемыми моделями, Вакуумирование форм длится 3-5 мин, а затем вакуум снимают и смесь в фбрмах затвердевает в течение 25-50 мин. Для повышения прочности гипса формы

75758 6 вьдерживают на воздухе в течение

10-24 ч. Дальше их подвергают ступенчатой термообработке при 50800 С в течение 8-9,5 ч; Затем нагретые формы в специальных установках залинают одним из известных способон: свободным, центробежным, вакуумным или.др. Залитые формы охлаж1р даются до нормальной температурь1 и затем выбиваются. Блоки с отливками очищают от остатков смеси,,отмывают в воде, а затем в специальных кислотных растнорах. Очищенные блоки

)5 подаются на контроль и Разбраковку отливок.

Смесь обеспечивает получение отливок с поньппенной точностью и хороший

2р качеством поверхности благодаря при,менению электрокорунда. Использование оксиэтилцеллюлозы повьппает живу1 честь и текучесть смесей.

Все это позволяет снизить брак

25 отливок до 5-71.

Формула изобретения

Смесь для изготовления литейных

Зр форм по выплавляемым моде.1чм, используемая при производстве ювелирных изделий, включающая огнеупорный наполнитель, воду, гипс и замедлитель твердения, отличающаяся тем, что, с целью стабилизации свойств смеси, увеличения ее живучести и газопроницаемости, повьппения качества поверхности отливок и уменьшения трудоемкости их изготовления„

4р в качестве огнеупорного наполнителя она содержит злектрокорунц и диатомит, а в качестве замедлителя твердения — оксиэтилцеллюлозу при следующем соотношении компонентов, мас.X:

45 Электрокорунд 38-55

Диатомит 3-16

Гипс 6,0-18,0

Оксиэтилцеллюлоза 0,06-0,12

Вода Остальное!

475758

Таблица

Состав смесей, мас.%

2 3

Компоненты

Измельченный

43,5 49 55

l2 8 3

14 10 6

0,10 0,08 0,06

Остальное Осталь- Остальное ное

38

16

18

0,12

Остальное электрокорунд

Диатомит

Гипс

Оксиэтилцеллюлоза

Вода

Таблица 2

Смесь

Показатели

2 3

62

28

260

71

192

?3

420

68 66

188 185

25 27

380 3!О

Живучесть, мин.

Текучесть, мм

Вязкость

Газопроницаемость

Количество пор на 1 см рабочей поверхности формы, .шт.

Количество выпуклостей на

1 см поверхности отливки9 шт

СреднИй брак отливок, %

Трудоемкость изготовления ювелирных отливок

0997

0,93 0,95

0,92

Составитель В,Иванов

Техред М.Ходанич Корректор И.Муска

Редактор Т.Лазоренко

Заказ 2108/14 Тираж 712 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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