Керамическая смесь для стержней

 

Изобретение относится к составам керамических смесей, применяемых в литейном производстве для изготовления стержней, образующих геометрически сложные внутренние каналы в отливках по выплавленным моделям. Цель изобретения - улучшение выбиваемости стержней из отливок, снижение температуры и времени прокаливания стержней. Смесь содержит, мас.%: пылевидный кварц 77-85, техническая сода 2-8, органический пластификатор ПП-15 13-15. Стержни запрессовывают в металлические пресс-формы при температуре смеси 60°С и давлении 2 МПа. Прочность стержней σ<SB POS="POST">ст</SB> 10-28 МПа, σ<SB POS="POST">щг</SB> 7-21 МПа. Прокаливают стержни в коробах с засыпкой глиноземом при 800°С в течение 8-10ч. Стержни удаляют из отливок в автоклаве в растворе щелочи при 150-180°С в течение 5-8 ч. Геометрическая точность отливок ±0,2 мм, шероховатость поверхностидо 20 мкм. По вине стержней брак отсутствует. 1 табл.

СОЮЗ CQBETCKNX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s<)s В 22 C 1/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ И 3 ОБРЕТЕН ИЯ

К ABTQPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 4603693/27-02 (22} 07,09,88 (46) 23.12,90. Бюл. ¹ 47 (72) С.M,Áðoäñêèé, В.А.Гришин, А.И.Чечеткин, М,М.Ñåðãååâ, В.С.Крюков и С.А.Гаевский (53) 621.744.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 172964, кл, В 22 С i/02, 1964.

Авторское свидетельство СССР

N" 589062, кл. В 22 С 1/02, 1977. (54) КЕРАМИЧЕСКАЯ СМ :.СЬ ДЛЯ СТЕРЖНЕЙ (57) Изобретение относится к сост-вам керамических смесей, применяемых в литейном производстве для изготовления стержней, образующих геометрически сложные внутренние каналы в отливках пс выплавленным ладелям. Цель изабретеИзобретение относится к составам керамических смесей, применяемых в литейном производстве для изготовления стержней, образующих геометрически сложные внутренние каналы в отливках па выплавляемым моделям.

Цель изобретения - улучшение выбиваемости стержней из отливок, снижение температуры и времени прокачивания стержней.

Спекание (упрочнение) керамического стержня из предлагаемого состава происходит в присутствии жидкой фазы за счет химического взаимодействия технической соды и пылевидного кварца при температуре обжига. Количество жидкой фазы прямо зависит от содержания соды.

Состав керамической смеси и свойства стержней после .прокалывания при 800 С представлен в таблице, „„ЯЯ„„1614883 A t ния — улучшение выбиваемости стержней из отливок, снижение температуры и времени прокал.:.вания стержней. Смесь содержит, мас.%::-:ылевидный кварц 77 — 85; техническая сада 2 — 8; органический пластификатор

ПП-15 13 15, СтоpxH запрессовывают металлические пресс-формы при температуре смеси 60 С и давлении 2 МПа. Прочность стержней 0;; 10-28 ЫПа, оизч 7-21 МПа.

Прокаи;вают стержни в коробах с засыпкой

;линоземам при 800 С в течение 8 — 10 ч.

Стержни удаляют из отливок в автоклаве в растворе щелочи при 150 — 1800С в течение

5-8 ч. Геометрическая точность отливок

+ 0,2 мм . шероховатость поверхности до

20 мкм. По вине стержней брак отсутствует, 1 табл.

Техническая сода (Ма2СОз) в предлагаемых составах керамической смеси при повышении температуры (в процессе и рокалки стержней) разлагается на С02 (газ) и аксид натрия (NazO), который реагирует с

Si02 с образованием силиката натрия (NazSiz05), имеющим температуру плавления около 860 С, Образовавшаяся жидкая фаза (NazSiz05;, смачивая зерна пылевидного кварца, обеспечивает спекание (упрочнение,:. керамики при охлаждении, Количество жидкой фазь, пряма зависящее от содержания сады, определяет прочность керамики и качества литейных стержней.

При малом содержании соды (менее

2 мас, j} для керамики характерна низкая прочность, что можно обьяснить малым количеством жидкой фазы при спекании, так как жидкой фазы Na2Siz05 недостаточно для смачивания твердых частиц и заполнения

1б14883.пор между ними, Этим вызвана низкая, прочность и повышенная пористость, что затрудняет работу с литейными стержнями

;в заводских условиях.

При большом содержании соды (свыше

8 мас.%) образуется много жидкой фазы, в, результате чего получают твердую, хрупкую керамику при сохранении уровня механиче ских свойств, I

Органический пластификатор (ПП-15) : является низкотемпературным связующим порошкообразных компонентов (кварца и соды) и обеспечивает возможность прессования из этого состава геометрически сложных литейных стержней. В процессе прокэяки (при повышении температуры) пластификатор полностью удаляется из стержня. Количество этого компонента прямо зависит от размеров и сложности стержня, толщины его кромок и устанавливается опытным путем, Так, содержание пластификатора менее

13 мас.% не обеспечивает получение (четкого оформления) кромок литейного стержня требуемой толщины 1 мм, содержание же пластификатора свыше 15 мас.% существенно ухудшает качество стержня (повышает пористость), .так как пластификатор полностью удаляется из стержня.

Для другой геометрии стержня содержание пластификатора может несколько меняться.

Стержни изготавливают следующим образом, В обогреваемой емкости расплавляют парафин, в расплав при непрерывном перемешивании вводят. порошкообразный полиэтилен, температуру смеси доводят до

125 — 140 С. Готовый пластификэтор сливают в изложницы и охлаждают. Состав пластификаторэ, мас,%; парафин 85; стабилизированный полиэтилен 15, Затем навески подготовленных порошков пылевидного кварца и технической соды смешивают в течение 2 — 4 ч в обогреваемом вращающемся конверторе при 135 — 140 С.

В нагретую смесь вводят навеску расплавленного пластификаторэ ПП-15, после чего перемешивание продолжают 2 ч. Готовую смесь разливают по изложницам и охлаждают, Стержни запрессовывэют в металлические пресс-формы при температуре смеси

60 С и давлении пуансона 2 МПа, Прокаливание стержней проводят в коробах в засыпке стабилизированным глиноземом по режиму: нагрев до 550"С со скоростью подъема температуры 50 град/ч;

5 нагрев до 800 С с произвольной скоростью подъема температуры, выдержка при 800 С в течение 8 — 10 ч, охлаждение с печью до

300 — 400 С; охлаждение в печи с открытой заслонкой до 80 С.

10 Удаление керамических стержней из внутренней полости отливок производят в автоклаве в растворе щелочи при 150 — 180 С за 5 — 8ч.

Использование литейных стержней из

15 силикатных составов показывает их пригодность для получения сложных полостей в отливках из жаропрочных сплавов. При этом никакого разупрочнения стержней при вторых нагревах не происходит. Литейный

20 стержень длиной примерно 250 мм сложной геометрии укладывают на две опоры и прогревают до 100 С. Отклонений по геометрии при зтом не обнаружено. Стержень изготавливают из предлагаемого состава, форма из

25 злектрокорунда либо из материалов на основе двуокиси кремния. Температура прокалки форм перед заливкой 950 С, температура заливаемого металла (стали)

1500 — 1550 С, 30 Геометрическая прочность отливок 0,2 мм, шероховатость поверхности на уровне до 20 мкм (2 — б класс).

При литье опытной партии ни одна отливка не забракована по вине стержня, слу35 чаев поломки стержней нет.

Формула изобретения

Керамическая смесь для стержней, 40 включающая пылевидный кварц, органиче-. ский легкоплавкий пластификатор на основе парафина с. содержанием 15 мас,% полиэтилена (ПП-15), техническую соду, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения

45 выбиваемости стержней из отливок, снижения температуры и времени прокалывания стержней, компоненты взяты при следующем соотношении, мас,%:

Пылевидный кварц 77-85

50 Техническая сода 2 — 8

Указанный органический пластификатор (ПП-15) 13-15

1614883

Составитель В. Иванов

Редактор И. Дербак Техред М.Моргентал Корректор И. Муска

Заказ 3946 Тираж 630 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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