Смесь для изготовления литейных керамических стержней

 

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам смесей для изготовления литейных керамических стержней, используемых преимущественно при изготовлении пустотелых лопаток. Цель изобретения - уменьшение коробления стержней и сокращение цикла их изготовления. Состав смеси, мас.%: карбид кремния 2,0 - 3,5

графит 1,0 - 4,0

технический лигносульфонат 4,0 - 9,0

аморфный кремнезем 1,0 - 7,0

разнофракционный электрокорунд - остальное. Изобретение позволяет уменьшить линейное расширение стержней почти в 2 раза и ограничить их коробление, повысить прочность стержней в 1,3 - 1,5 раза, сократить продолжительность обжига стержней в 6 - 8 раз и снизить температуру обжига с 1200 до 1100°С, т.е. существенно упростить и удешевить процесс изготовления керамических стержней. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН ((9) SU(II) 898 А1 (594 В 22 С 1 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕРЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4382231/23-02 (22) 23.12.87 (46) 30.07,89. Бюл. Р 28 (71) Научно-производственное объединение по технологии машиностроения для животноводства и кормопроизводства. (72) Ю.С.Синюшин, Н.А.Кадякина, Е,В.1 1илина, П.С.Ильницкий и В.С.Мальчиков (53) 621.742.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 435048, кл. В 22 С 9/04, С 04 В 35/14, 1971.

Авторское свидетельство СССР

11 - 1217550, кл. В 22 С 1/16, 1984. (54) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕ13НЫХ

КЕРАИИЧЕСКИХ СТЕРЖНЕЙ (57) Изобретение относится к литейному производству, а именно к состаИзобретение относится к литейному производству по выплавляемым моделям, а именно к составам керамических масс для изготовления стержней при производстве литых изделий со сложной конфигурацией внутренней полости, преимущественно турбинных лопаток, как небольшой протяженности, так и крупногабаритных, длиною более 400 мм, стационарных газотурбинных установок.

Цель изобретения — уменьшение коробления стержней и сокращение цикла их изготовления.

2 вам смесей для изготовления литейных керамических стержней, используемых преимущественно при изготовлении пустотелых лопаток. Цель изобретения уменьшение коробления стержней и сокращение цикла их изготовления. Состав смеси, мас.Е: карбид кремния 2,03,5; графит 1,0-4,0; технический лигносульфонат 4,0-9,0; аморфный кремнезем 1,0-7,0; разнофракционный электрокорунд — остальное. Изобретение позволяет уменьшить линейное расширение стержней почти в 2 раза и ограничить их коробление, повысить прочность стержней в 1,3-1,5 раза, сократить продолжительность обжига стержней в 6-8 раз и снизить температуру обжига с 1200 до 1100 С, т.е. существенно упростить и удешевить процесс изготовления керамических стержней. 2 табл.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Технический лигносульфонат (ТЛС) представляет собой кальциевые, натриевые, аммониевые или кальциево-натриевые соли лигносульфоновых кислот, массовая доля сухих веществ не менее

477. Выпускается в виде жидкости плотностью 1230 кг/мм марок А,Б,В,Д E или к твердом состоянии марки Т.

Являясь поверхностно-активным веществом, ТЛС хорошо смачивает поверхность огнеупорных частиц, пластифи3 149689 цируя смесь. При нагревании стержней большая часть ТЛС удаляется уже при

450 С, причем стержни не оплавляются.

При прокапивании стержней не требует5 ся их засыпка глиноземом, что значительно ускоряет нагрев, Соли, внесенные ТЛС, выполняют функцию минерализаторов, понижающих температуру спео кания стержней до 1100 С. Более низкая температура спекания, значительно меньыее содержание органических добавок предопределяют меньшее коробление и усадку стержней.

Графит, вводимый в состав смеси, 15 выполняет также функцию пластификатора, улучшающего подвижность частиц огнеупорного наполнителя. Так как графит имеет высокую температуру плавления, он способствует повышению 20 жаростойкости стержней и уменьшает глубину обезуглероженного слоя отливки, Представителями аморфного кремнезема, которые могут быть использованы 25 в составе смеси по изобретению, являются термолит — искусственный перистый прочный материал полученный пуо тем обжига при 1100-1200 С кремнистых осадочных пород (трепела, диатомита, 30 опокн), диатомит — горная порода, состоящая из микроскопических панцирей одноклеточных диатомитовых водорослей, опора — осадочная кремнистая горная порода, состоящая, в основном, 35 из мелкозернистого и аморфного водного кремнезема.

Пример. В лабораторные бегуны загружали расчетное количество электрокорунда различных фракций, 40 термолита и графита. Смесь перемешивали 3-5 мин, затем вводили расчетное количество ТЛС и снова перемешивали в течение 4 мин, В табл. 1 приведены составы сме- 45 сей по изобретению.

Для дилатометрических испытаний на дериватографе системы Ф. Паулик (BHP) были изготовлены образцы, представляющие собой втулку 9 16х7 и h=

=38 мм.

Методика изготовления образцов.

Образцы на сжатие и на разрыв по

ГОСТ 23409.7-78 набивали на копре Фишера 9 ударами. Затем образцы сушили

8 4 в шкафу при 230-250d С в течение

15 мин. Прокалку образцов осуществля,ли в муфельной печи при 1100 в течеI ние 8 ч.

Известный состав после вэвешивания и перемешивания, нагревали на водяной бане до 93-97 С и изготавливали образцы по описанной методике.

Сушку и прокаливание образцов осуществляли в заформованном в глинозем состоянии в течение 65 ч.

После охлаждения и внешнего осмотра образцы подвергали испытаниям.

Результаты испытаний представлены в табл. 2.

Как видно иэ табл. 2, введение в состав смеси в качестве пластификатора связующего ТЛС совместно с графитом позволяет уменьшить расширение почти в 2 раза и, соответственно,. ограничить коробление стержней. Повышаются также прочностные свойства образцов в 1,3 — 1,5 раз.

Продолжительность обжига стержней сокращается в 6,8 раз, температура обжига снижается на 100 С, что обеспечивает значительное упрощение и удешевление процесса изготовления стержней.

Формула изобретения

Смесь для изготовления литейных керамических стержней, используемая преимущественно при изготовлении пустотелых лопаток, содержащая злектрокорунд разнофракционный, карбид кремния и пластификатор, о т л ич a,þ щ а я с я тем, что, с целью уменьшения коробления стержней и сокращения цикла их изготовления, смесь дополнительно содержит аморфный кремнезем, а в качестве пластификатора .технический лигносульфонат и графит при следующем соотношении ингредиентов, мас.Х:

Карбид кремния 2,0-3,5

Графит 1,0-4,0

Технический лигносульфонат 4,0-9,0

Лморфный кремнезем 1;0-7,0

Электрокорунд разнофракционный Остальное .

1496898

Т я б л и ц а 1

Содержание, мас./, в составе

1(oMIинеит г з

9

3,5

2,9

3,0

Графит 1

ТЛС 4

Карбид кремния 2,0

Электрокорунд разных фракций 92

Аморфный кремнезем 1

76,5

84,1

Таблица 2

Смесь

Свойства смесей (г

Прочность на растяжение после прокалки при 1100 С, MIIa

То же, после сушки при 250 С, МПа

Прочность на сжатие после прокалки при

1100 С, MIla

То же, после сушки при 250 С, MIla

Расширение образцов при 1100 С, Х

4,1

4,2

4,0

3,4

3,8

3,9

2,5

2,3

2,3

0,64

0,71

0,76

Составитель С.Тепляков

Техред М.Дидык К,ррек„р B Гирняк

Редактор А.Огар

Заказ 4370/13 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент" г.Ужго

r. жгород, ул. агарина, Г, 101