Способ получения гипсовой формовочной смеси
Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при изготовлении форм для точного питья мелких деталей сложной конфигурации из цветных и благородных металов. Цель изобретения - улучшение качеава смеси за счет увеличения прочностных характеристик и стабилизации ихЭта цель достигается тем, что получают совместно гипсовую формовочную смесь из а и Э модификации гипса-полугидрата путем автоклавной обработки природного гипсового камня в три этапа Сначала получают а модификацию гипса-полугидрата в автоклаве при выдержке воздухе при заданных режимах затем идет образование - Э модификации гипса - полугидрата при последующем нагреве в атмосфере воздуха с температурой 150 - 170° С в течение определенного времени. Такой способ позволяет улучшить технологические свойства формофочных смесей для получения мег1ких деталей сложной конфигурации из цветных и благородных металлов. 1 табл.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН (Л
CO
ЬЭ 1
СОЮЭ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ CCCP) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4016715/02 (22) 23.01.86 (46) 30.10.93 Бюп. Ия 39 — 40 (71) Институт технической теплофизики АН УССР (72) Шпильский АБ.; Пиевский И.Ч. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИПСОВОЙ ФОРМОВОЧНОЙ СМЕСИ (57) Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при изготовлении форм для точного питья мелких деталей сложной конфигурации из цветных и благородных металов.
Цель изобретения — улучшение качества смеси за счет увеличения прочностных характеристик и стабилизации ихЭта цель достигается тем, что полу— (19) SU (11) 1503170 А1 (51) 5 В22С 1 18 В22С 10 чают совместно гипсовую формовочную смесь из а и Р модификации гипса-полугидрата путем автоклавной обработки природного гипсового камня в три этапа. Сначала получают а =модификацию гипса-полугидрата в автоклаве при выдержкеЪа воздухе при заданных режимах затем идет образование — P модификации гипса — полугидрата при последующем нагреве в атмосфере воздуха с температурой 150 — 170 С в течение определенного времени Такой способ позволяет улучшить технологические свойства формофочных смесей для получения мелких деталей сложной конфигурации из цветных и благородных металлов. 1 табл.
1503 1 0
Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при изготовлении форм для точного литья мелких деталей сложной конфигурации из цветных и благородных металлов. 5
Цель изобретения — улучшение качества смеси за счет увеличения и стабилизации прочностных характеристик
Сущность способа по изобретению состоит в следующем. 1О
Получают гипсовую формовочную смесь, включающую приготовление а- и Рмодификаций гипса-полугидрата и последующее их смешение с кремнеземистым наполнителем. Обе модификации гипсового вяжущего получают совместно путем тепловой обработки природного гипсового камня размером 30-50 мм, содержащего 95-99 /, двугидрата сульфата кальция, в три этапа, включающих пропарку в автоклаве насыщенным водяным паром при избыточном давлении (1,2 — 1,6) 10 Па в течение 240 — 300 мин, выдержку на воздухе при 15-25 С в течение 5 — 10 мин и нагрев в атмосфере воздуха при 150-170 С в течение 300 — 360 мин.
При пропарке в гипсовом камне по всему объему происходит образование гс-попугидрата сульфата кальц< я. затем при остывании во время выдержки на воздухе— эатворение наружнь<х слоев полугидрата водой, оставшейся в камне после дегидратации, с превращением обратно а двугидрат сульфата кальция. при нагреве горя <и л воздухом — повторная дегидратация наружных слоев с образован<ле<л />-полуги, рата и удаление из центрального горячегс, ядра. являющегося а-полугидратом, свободной влаги.
После окончания процесса тепловой обработки сухой дегидратированный гипсов<яй камень представляет собой а -полугидрат в 4" оболочке />-полугидрата. В результате при дальнейшем дроблении камня и тонком измельчении (например, в шаровой мельнице) происходит одновременно и качественное перемешивание обеих модификацией гип45 сового вяжущего, благодаря чему -,тпадает необходимость в дополнительнпм смесителе и устраняется опасность неоднородности cMecv. и связанного с эти<и бо, ка Форм и отливок, Установление пределов для величины избыточного давления пара в автоклаве (1,2 — 1,6).10 Па обеспечивает воэможность
5 плавного регулирования темпа теплоподво55 да к камню, а следовательно размерпв и формы кристаллов г(-полугидрата. Че«л выше давление пара, тем быстрее идет эндптермическая реакция дегидратации двугидрата сульфата кол<,цич и тем тпнь
Поэтому верхний предел давления 1,6 10
Па соответствует минимально допустимой по нормам гипсоналивной формовки прочности сырои формовочной массы. Нижний предел давления 1,2 10 Па является грани5 цей технологически целесообразной минимальной скорости реакции и соответствует максимально допустимой прочности формово и<ой массы после прокаливания, превышение которой отрицательно сказывается на ее выбиваемости из отливок, Нижняя граница времени пропарки 240 мин соответствует минимальнои скорости реакции, при которой в паровой среде с минимально допустимым давлением 1,2 10 Па успевает
5 полностью прогидратировать по всему своему обьему наиболее крупный камень размером 50 мм.
Верхняя граница времени пропарки 300 лин обеспечивает одночасовой запас времени, необходимый в случае использования автоклава с встроенным электрическим парогенератором, для разогрева воды и последующей продувки рабочего объема паром.
Установление пределов для времени выдержки пропаренного камня на воздухе при нормальных условиях обеспечивает воэможность управления количественным соотношением между а - и /> -полугидратами сульфата кальция в гипсовом камне. Чем дольше выдержка, тем больше масса камня, осгывающая до <емпературь< обратной реакции - идратации полугидрата и его превращения в двугидрат, который при последующем нагреве в воздушной среде сушильного агрегата превращается уже в
/>-полугидрат. Поэтому верхний предел времени выдер>кки 10 мин соответствует макси< ально допустимому содержанию
/>-полугидрата в формовочной смеси и ее минимально допустимым величинам прочности и времени схватывания, Нижний пре, ел времени выдержки 5 мин соотве гствуе г максимально допустимому содер>кению гс -полугидрата. пассивирующее воздействие на который ортофосфор«ой кислоты может привести к существенному торможению твердения литейных форм и нарушению регламента формовки. Температура воздуха 15 — 25 С является технологически оптимальной, так к,зк в этом случае можно совместить выдержку пропаренного камня на воздухе с его перегрузкой из автоклава в сушильный или печной агрега<, расположенные в одном рабочем по«лещении
15<"<» 170
Снижение укэззннп>о температурного уровня нежелзтепьно, т е оно может привести к ингенсив><ому охлаждению камня и преобладанию в нем /3 -полугидрзтз. Верхний предел температуры нагрева 170 С соответствует максимально допустимол<у уровню превышение которого приводит к превращению полугидрата сульфата кальция в одну из форм ан>идрита резко отличающегося по свойствам от гипсового вяжу>щего. Нижний предел 150 С соответствует скорости дегидрэтации и сушки. гнижение которой > <ожет значительно удлинит ь технологический цикл. Нижний <редел времени нагрева 300 мин соответствует полному удалению химичегки связанной и свободной влаги из наиболее крупного камня размером 50 мм. Верхний предел 360 мин введен для учета врел1ени восстановления заданной темпера<уры воздуха 150
170 С в случае использования злектропечных камерных агрегатов, рабочий объем которых остывает при OTKpb Уменьшение размера камня позволяет ускорить теxíîëî>è÷åñкии процесс. од><зко при размерах меньше 30 мм остывзние нз воздухе пропаренного камня будет стол> быстрыл1, что большая его часть будет впоследствии /3 -попугидратом что отрицзтельно скажется на прочностных свойствах смеси, Нижний предел содержания в природном гипсовом камне двугидрата сульфата кальция 95 соответствует максимально допустимому содержанию вреднь<х примесей, взаимодействие которых с ортофосфорной кислотой приводит к нарушению режима твердения литейных форм. Верхний предел 99 соответствует наиболее <ист>,<м породам гипсовых месторождении нзпример Каменец-Подольского Кривского и дпугих месторождений. Гипсовую формовочную смесь получают следующим образом Природный гипсовый каме> ь i сорта по ГОСТ 4013-82 дробят до фпзк<>.п,п П 5Г< мм, 5 50 поме>цзют в автоклав, в котором пропарила 5 ют его при давлении (1,2--1.6) 10 Па в течение 240-300 мин, после чего давление сбрасывают до атмосферного камень извг<ека>от на воздух и при 15 25"С выдерживают 5-10 мин. после чего помещают в онвективную сушилку или электропечной камерный агрегат, предварительно прогретыи до 150-170 С. и при этой температуре выдерживают в течение 300 -360 мин. После этого сухой камень-полугидрат дробят и размзлывают в шаровой керамической мельнице до порошкообразного состояния, соответствующего остатку на сите 02 не более 2% (индекс III по ГОСТ 125-79). Полученное гипсовое вяжущее смешивают в пропорции 1:4 или 1.3 с пылевидным кремнеземистым наполнителем, после чего при згдзнном водомзссовом соотношении раз>no>цивзют порошок в воде, в которой предвзри<ельно растворена технологическая добавка ортофосфорлой кислоты. Жидкой смесью заполняют технологическую оснастку (опоки с моделями отливаемых изделий), в которой масса вакуумируется. твердеет и и ролаливается. Дпя получения сравнительных данных изготавливают форл1овочную массу из отдельно прОизведенных компонентов,, Q° ипс-полугидрзт (высокопрочный) Деконского комбината 15; /3 -r ипс-попугидрзт, строительный) Пешеланского комбинатз 10 и динас марки ЭД 75. После с><е<><ивзния компонентов в течение 60 мин изготавливают образцы и испытывают их на прочность. Результаты испытаний приведены в таблице. Более высокие технологические характеристики позволяют обеспечить более эффективное вибровакуумирование при формовке, что подтверждено при опробовании способа приготовления смеси. Реализация способа получения гипсовои формовочной смеси позволит улучшить технологические свойства формовочных смесей в условиях центробежного литья мелких изделий сложной конфигурации из цветн.<х и благородных металлов. (56) Авторское свидетельство СССР N. 1243882, кл. В 22 С 1/16, 1984. 1503170 Режим обработки Выдержка Нагрев в Время пропарен- атмосфе- смешиваного кам- ре воздуха ния гипсоЖидкотекучесть по Сумтарду, мм Время затвердеваНИЯ ПО Предел прочности на сжатие. кгс/см после обжига в сыром Вика м сОСТОЯнии ня на воздухе вых вяжущих аир- модификаций 60 мин 330 мин, 160О С 180 25 14,8 270 мин, 1,4 10 Па 7 мин, 200С Формула изобретения СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИПСОВОЙ ФОРМОВОЧНОЙ СМЕСИ, используемой для изготовления форм при получении литья иэ цветных и благородных металлов, включающий изготовление а — и-P-модификаций гипса-полугидрата и последующее их смешение с кремнеземистым наполнителем, отличающийся тем, что, с целью -улучшения качества смеси эа счет увеличения прочностных характеристик и стабилиСоставитель И. Куницкая Техред М.Моргентал КоРРектОР Ы. Максимишинец Редактор Заказ 3192 Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента 113035; Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Пропарка гипсового камня фракции 4 мм насыщенным водяным паром Технологические показатели формовочной смеси зации их, обе модификации гипсового вяжущего получают путем тепловой обработки природного гипсового камня размером 30 - 50 мм, содержащего 95 - 99 двугидрата сульфата кальция, в три этапа, включающие пропарку в автоклаве насыщенным водяным паром при избыточном давлении (1,2- 1,6) ° 10 Па в течение 4-5 ч, выдержку на воздухе при 15 - 25 С в те° чение 5 - 10 мин и нагрев в атмосфере воздуха с температурой 150 - 170 С в течение 5-6ч, 
