Способ получения форм по выплавляемым моделям

 

Изобретение относится к способу изготовления форм по выплавляемым моделям. Цель изобретения - повышение прочности и качества поверхности форм, упрощение процесса их изготовления. Для изготовления многослойной формы используют суспензию следующего состава, мас.%: вода или водный раствор органического растворителя 15 - 25

неорганические кислоты 1 - 3

пылевидный огнеупорный материал - остальное. После обсыпки суспензии и ее сушки каждый слой пропитывают эфиром ортокремниевой кислоты. Гидролиз осуществляется водой, содержащейся в слое покрытия. Катализатором служит кислота, находящаяся в слое покрытий. Упрощается процесс изготовления, т. к. отпадает необходимость в проведении реакции гидролиза, суспензия приобретает неограниченную живучесть и стабильность свойств. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО4

РЕСПУБЛИК

119) (11) А1

ЙА1БПНМ г„-, .1 г У,1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4442904/02 (22) 24,05.88 (46) 23.07.91. Бюл. Ф 27 (71) Московский автозавод им. И.А,Лихачева (72) А.Д.Чулкова, А.В.Фесенко, Г.В.Яковлева, Е.M.×åáóðêoâ и С.М.Кузовлев (53) 621.?4.045 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 944730, кл. В 22 С 3/00, 1982, Заявка Японии Р 53-70030, кл, 11 А 231 (В 22 С 9/04), 1976.. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОРМ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ (57) Изобретение относится к способу изготовления форм по выплавляемым моделям. Цель изобретения — повышение прочности и качества поверхности

Изобретение относится к литейному производству, в частности к литью по выплавляемым моделям.

Цель изобретения — повышение прочности и качества поверхности форм, упрощение процесса их изготовления.

Сущность изобретения заключается в том, что для изготовления многослойной формы с этилсиликатным связующим используют суспензию, не содержащую самого связующего. Связующее образуется непосредственно в форме за счет гипролиза и поликонденсации эфиров кремниевых кислот, например, этилсиликата (ЭТС), вводимого в форму при пропитывании, Гидролиз осуществляется водой, содержа(1) В 22 С 9/04 3/00, 9/12 форм, упрощение процесса их изготовления. Для изготовления многослойной формы используют суспензию следующего состава, мас.Ж: вода или водный раствор органического растворителя

15-25; неорганические кислоты 1-3, пылевидный огнеупорный материал остальное. После обсылки суспензии и ее сушки каждый слой пропитывают эфиром ортокремниевой кислоты. Гидролиз осуществляется водой, содержащейся в слое покрытия. Катализатором служит кислота, находящаяся в слое покрытия. Упрощается процесс изготовления, т.к. отпадает необходимость в проведении реакции гидролиза, суспензия приобретает неограниченную живучесть и стабильность свойств.

2 табл. щейся в слое покрытия, нанесенного на форму. Катализатором служит кислота, также находящаяся в слое покрытия.

Введение связующего непосредственно в форму существенно упрощает процесс изготовления суспензии, так как отпадает необходимость проведения реакции гидролиза эфиров кремниевых

1 кислот, например ЭТС, а следователь- но, снижается энергоемкость, упрощается технология. Суспензия приобрета ет практически неограни енную живучесть, так как в ней отсутствуют какие-либо материалы, изменяющие свойства суспензии во времени. Этим объясняется стабильность свойств

1664451 суспенэии и напрямую связанная с ней:. стабильность свойств и прочность формы. Отпадает необходимость непре- рывного охлаждения суспенэии проточной водой, что упрощает оборудование и дополнительно снижает энергоемкость. Применяемая в данном способе суспензия нечувствительна к примесям содержащимся в огнеупорном наполнителе, Негидролизованные эфиры ЭТС в отсутствие воды и катализаторов гидролиза (кислот, щелочей, металлов и их солей) также практически не меняют своих свойств.

В составе суспенэии использовали, следующие материалы: неорганические кислоты — соляную, серную, азотную, ортофосфорную или их бинарные смеси, огнеупорный наполнитель — один из ряда материалов: кристаллический или аморфный кварц, пылевидный электрокорунд, циркон, дистенсиллиманит, т.е. любой из материалов, используемых при изготовлении форм по выплавляемым моделям.

Диспергируницей средой суспензии служит вода или .водный раствор одного или нескольких органических растворителей. Растворители вводят при необходимости сократить время сушки накрытия. В качестве органического растворителя используют ацетон, спирты, эфироальдегидную фракцию или другие водорастворимые растворители, Варьируя соотношением воды и растворителей, можно регулировать время сушки покрытия.

В случае, если дисперсионная среда из-за . значительного содержания в ней воды не смачивает моделей, в суспензию для первorо слоя следует вводить поверхностно-активное вещество (ПАВ) в количестве, обеспечивающем качественное смачивание.

Время высушивания слоя покрытия перед его пропитыванием зависит от вида растворителя, используемого в суспензии, толщины слоя, интенсивности сушки, Минимальное время 3—

5 мин, максимальное — не ограничено.

В качестве пропитки используют например 3ТС, содержащий 28-52 SiOz.

Количество ЭТС, вводимого в форму, варьируется концентрацией его раствора. Она может составлять 10-100Х в зависимости от марки исходного ЭТС и прочности формы, которую необходимо

55,получить В предлагаемом способе проч(°

,ность форм пропорциональна степени конденсации исходного ЭТС и его концентрации в пропитывающем растворе, поэтому предлагаемый способ позволяе получать заданный высокий уровень прочности.

Нижний предел содержания жидкой фазы в суспенэии ограничен необходимостью получить достаточную подвиж. ность суспензии для нанесения обмазки на модели сложной конфигурации, верхний предел — необходимостью полу чения достаточной толщины формы.

Содержание неорганических кислот подобрано эмпирически: содержание их менее 1Х не гарантирует качественного проведения реакции гидролиза (прочность форм снижается), превышение со держания неорганических кислот нецелесообразно, так как не давая технологического преимущества, приводит к ухудшению условий труда.

Пример ы 1-4, Для изготовления форм и образцов в смесителе с числом оборотов 500 в 1 мин приготовляют суспенэию составов, приведенных в табл,1. Все компоненты вводят в смеситель одновременно. Порядок введения компонентов в предлагаемом способе безразличен, необходимость поддержания определенного температурного режима при приготовлении и хранении отсутствует. Суспензию перемешивают 20 мин. Время перемешивания суспензий по изобретению составляет

S-3О мин, минимальное время — при использовании огнеупоров, не содержащих газообразующих примесей (например, по примеру 2., табл.1), Если наполнитель содержит такие примеси (например, железо, реагирующее с кислотой с образованием газа), время перемешивания суспензии, в особенности для лицевого слоя формы, увеличивается для удаления газов из суспензии.

Э

Способ изготовления форм и образцов для механических испытаний (примеры 1-4). На модель наносят слой суспензии, присыпают его кварцевым песком, высушивают на воздухе в нормальных условиях, затем окунают в пропитывающий состав. Время сушки слоя, состав суспензии для нанесения на блок моделей, состав пропитки даны в табл.1. В той же последовательности наносят еще два слоя по166445 крытия, после чего модель удаляется выплавлением в воде.

В табл.2 для примеров 1-4 приведена прочность при изгибе трехслойных образцов, изготовленных в день приготовления суспензии (б ), а также образцов, изготовленных из той же суспензии после хранения ее в течение

,одних и двух суток — соответственно: (л и 5 В . Образцы испытывают на йрочность тотчас после выплавления их в воде. В табл,2 показано изменение вязкости суспензий при хранении, характеризующее наряду с изменением прочности стабильность технологического процесса. Незначитель ное нарастание вязкости суспензий, ;используемых в предлагаемом способе, связано с испарением жидкой фазы и 2Q может быть компенсировано простым добавлением растворителя.

Предлагаемый способ включает значительно меньшее количество операций, пооще в осуществлении, требует 25 меньшьх затрат энергии на приготовление и.поддержание стабильности свойств суспензий и пропитывающих составов, используемых в технологии (для охлаждения суспенэий с ЭТС-свя.:зующими в весенне-летний период ис:пользуется вода, предварительно прошедшая через холодильные установки, или вода иэ артезианских скважин) .

Цанные табл.2 подтверждают, что предлагаемый способ обеспечивает су1

1 6 щественное повышение прочности форм, стабилизирует их на высоком уровне.

Реализация изобретения позволит уменьшить капитальные затраты за счет

1 высвобождения производственных площадей, упрощения используемого оборудования, снизить количество потребляемой энергии и трудоемкость технологии, повысить качество форм и отливок.

Формула изобретения

Способ получения форм по выплавляемым моделям, включающий предварительное приготовление водной суспензии, ее послойное нанесение на блок моделей и обсыпку каждого слоя зернистым огнеупорным материалом, сушку каждого слоя, пропитку эфирами кремниевых кислот, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности и качества поверхности формы, а также упрощения процесса ее изготовления, каждый просушенный слой пропитывают эфирами кремниевых кислот или их раствором, а на модельный блок наносят водную суспензию состава, мас.Х:

Вода или водный раствор органического растворителя 15-25

Неорганическая кислота 1-3

Пылевидный огнеупорный материал

Остальное

1664451

Таблица 1

Состав суспензии, мас.

Пропитка, об.

Время сушки,Пример

Кислота ЭТС-40

Растворитель

Огнеупорный наЭТС

Вода слоя, ч полнитель, остальное

Н $04 1,0 Нет

Н РО4

3ТС-32 Нет

100

1 20,5 Нет

Пылевидный кварц.2 S Ацетон

ЭТС-35 Ацетон О, 2

50 50

Нет

Н Ро,„з

Электрокорунд

Плавленый HCl кварц

1,0 Нет

3 10

ЭТС-40

HN0 1,9 Нет

4 10 Этиловый спирт

Дистенсиллимен

Таблица 2

Прочность при изгибе, кгс/см

Пример Вязкость суспензии, с

0 24, 48

I о а4 ) +SS

63

43

41

49

45

38

51

45

41

44

45

39

Составитель В,Иванов

Редактор И. Горная Техред А. Кравчук Корректор Л. Пилипенко

Заказ 2776 Тираж 505 Подписное .

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

1 г

Органический растворитель

ИЗП-спирт+.

+ацетон (2:1)

ЭТС-50 Этиловый 1

10 спирт

90. Эфиро- 1, 5 альдегидoая фракция