Состав для формовки керамических форм

 

Использование: изобретение относится к литейному производству, в частности к литью по выплавляемым моделям для формовки оболочковых форм (ОФ) и их упрочнения . Сущность: состав для формовки содержит, мас.%: алюмохромфосфатное соединение 35-45 12-16-ный раствор щелочи 4-60 карбонат кальция 3,8-10, огнеупорный наполнитель - остальное. Такой состав отверждается за 8-15 мин при комнатной температуре , он порист, имеет незначительную плотность, сокращает время прокаливания, причем прокалку осуществляют без опок. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 В 22 С 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Ч

О

СР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4862931/02 (22) 29.08,90 (46) 23.10,92. Бюл. ¹ 39 (71) Научно-исследовательское обьединение "РостНИИТМ" (72) Ю.С.Синюшин, Н.А.Кадякина. В.А.Полинец, Г.В.Ткаченко, В.Н.Селезнев и В.Ф,Рий (56) Авторское свидетельство СССР

N. 501826. кл, B 22 С 9/04; 1976.

Литье по выплавляемым моделям под ред. Я.И,Шкленника, M. Машиностроение, 1971, с, 247.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1142212, кл. В 22 С 1/00, 1985.

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для получения оболочковых форм в литье по выплавляемым моделям.

Известен опорный наполнитель для формовки керамических форм, состоящий из металлургического шлака конверторного производства (1).

Этот наполнитель не имеет прочности при прокаливании форм, так как он распыляется, что приводит к короблению форм, последующее спекание наполнителя (при охлаждении форм) затрудняет отделение отливок от наполнителя и выщелэчивание литья, Известна также смесь для упрочнения оболочковых форм при прокаливании их без опок, в состав которой входят шлак феррохромового производства. карбоната кальция, поваренная соль-, жидкое стекло, пенообрэзователь и кварцевый песок(3). Ы, 1770021 А1 (54) СОСТАВ ДЛЯ ФОРМОВКИ КЕРАМИЧЕСКИХ ФОРМ (57) Использование: изобретение относится к литейному производству, в частности к литью по выплавляемым моделям для формовки оболочковых форм (ОФ) и их упрочнения. Сущность: состав для формовки содержит, мас, ф,. алюмохромфосфатное соединение 35-45 12 — 16-ный раствор щелочи

4 — 60 карбонат кальция 3,8 — 10, огнеупорный наполнитель — остальное. Такой состав отверждается за 8-15 мин при комнатной температуре, он порист, имеет незначительную плотность, сокращает время прокаливания,: причем прокалку осуществляют без опок.

2 табл.

Известная смесь имеет плотную структуру с низкой пористостью, вследствие чего газопроницаемость ее недостаточна для получения качественных отливок. Кроме того, зта смесь, в связи с низким содержанием связующего, образует пустоты при заливке керамических форм, в которые проникает металл, разрушая оболочку.

Известны также составы для формовки жидкотекучим наполнителем керамических форм, связующим в которых является гидролизованный зтилсиликат, жидкое стекло или глиноземистый цемент (2).

Общим недостатком указанных наполнителей является плотная монолитная структура, низкая гаэопроницаемость, затрудненное выбивание отливок и длительное время прокаливания форм.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по составу и достигаемому результату является огнеупорная сусщнзия

1770021

2-4

12-16

Для достижения поставленной цели в состав для формовки керамических форм, включающий огнеупорный наполнитель, карбонат кальция, неорганическое связующее и упрочняющую добавку согласно изобретению в качестве связующего он содержит алюмохромфосфэтное соединение при следующем соотношении компонентов. мас.%:

Алюмохромфосфатное соединение 35...40

Упрочняющая добавка 4„,6

Карбонат кальция 3,8...10

Огнеупорный нэполнитель Остальное

Пример. В,лабораторных условиях

НПО нРостНИИТМн и в цехе точного литья

ПО "Ростсельмаш" были проведены исследования по изучению свойств состава для формовки керамических форм. для изготовления форм (авт. св. N 1138228, кл. В 22 С 1/00), содержащая компоненты при следующем соотношении, мас,о ;

Алюмохромфосфатная связка 13 — 20

Хлорид щелочноземельного металла

Вода

Анионоактивный ПАВ 0,08-0,1

9-11 -ный водный раствор щелочи 2-8

Огнеупорный наполнитель Остальное

Оболочка нэ указанной суспенэии имеет достаточно высокую прочность при температурах прокаливания и достаточно быстро твердеет при нанесении ее тонким слоем на модельные блоки.

Однако подобно указанным выше жидкотекучим наполнителям, данный состав имеет монолитную структуру, что затрудняет гаэопроницаемость оболочек, увеличивает брак отливок по газовым раковинам.

Далее, вследствие монолитности состава для формовки, значительно удлиняется вреMq прокэливания форм и время отверждения состава. Из-за этого указанный состав, как и другие жидкотекучие наполнители, использовать в качестве состава для формовки керамических форм затруднено.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков, т.е, повышение гаэопроницэемости состава для формовки керамических форм. сокращение времени прокаливания форм и снижение брака отливок по газовым раковинам.

Приготовили 400 г раствора алюмохромфосфатной связки (АХФС) плотностью

Ого = 1,50 + 0,02 г/см путем разбавления з исходной связки водой, Затем приготовили

5 50 г раствора щелочи (NaOH) плотностью

02о = 1,15 + 0.02 г/см (12 — 16 водный раствор) и влили ее в раствор связки. Образовавшиеся продукты взаимодействия размешивали в мешалке в течение 5-10 мин до

10 полного их растворения. При этом рН раствора АХФС повышался до 0,5 — 1, Затем в смеситель загружали 480 г кварцевого песка и 70 г мраморной крошки фракции 0,2-1 мм. Смесь перемешивали 3 — 5

15. мин и в нее вливали смесь растворов АХФС и NaOH при перемешивании. При этом происходило интенсивное вспенивание состава вследствие взаимодействия . ькарбоната кальция и.АФХС. Пенящийся состав залива20 ли на керамические блоки, установленные воронкой вниз в жакеты, имеющие вертиKBllbMblA разъем. Спустя 8-15 мин, происхо- . дило отверждение залитого состава. Жакет разбирали, форма извлекалась и передава25 лась на прокалку. Прокалка блоков производилась без опок. Прокаленные блоки заливали металлом, охлаждали по обычному режиму, а затем керамическая оболочка легко разрушалась, так как состав не спекался

30 и имел пористую структуру, Аналогичным образом были приготовлены еще 4 варианта предлагаемого состава и известный состав суспензии по прототипу.

Полученные составы заливали в цилиндри35 ческие формы 50 х 50 для испытания на газопроницаемость по известной методике и на определение плотности состава. В формы в виде стержней 15 х 15 х 120 состав заливали для испытания на коробление

40 (прогиб) при нагреве до температуры 900 С.

В табл,1 приведены составы 1-5 по предлагаемому изобретению и 6 по известному, в табл,2 представлены свойства испытуемых опорных наполнителей.

45 Как видно из данных табл,2, газопроницаемость предлагаемого состава в 2,5-3 раза выше известного, время схватывания сокращается в 10 раз, значительно сокращается время прокаливания форм и снижается брак отливок по газовым раковинам.

50 . Оптимальное содержание карбоната кальция находится в пределах 3,8-10 мас. .

При содержании его менее 3,8 мас. уменьшается пористость наполнителя (растет

55 плотность), увеличивается брак по,газовым раковинам. При содержании карбоната кальция более 10 мас, снижается плотность состава и значительно сокращается

1770021

4,0-6,0;

3,8 — 10,0

Таблица 1

Наименование компонентов опорного наполнителя

3,5

2.5

64,0 время схватывания наполнителя и он становится нетехнологичным.

Использование предлагаемого состава наполнителя обеспечивает следующие технико-зкономические преимущества: 5 — сокращается брак отливок по газовым раковинам, Экономический эффект от использования предлагаемого изобретения ориентировочно составит 10 руб. на 1 тонну годного 10 литья за счет снижения брака отливок по газовым раковинам, ускорения цикла прокаливания форм, снижения потерь форм при прокаливании.

Формула изобретения

1. Состав для формовки керамических форм, включающий огнеупорный наполнитель, карбонат кальция. неорганическое связующее и упрочняющую добавку, о т л и- 20

Ал юмохромфосфатное связующее

Раствор щелочи

Карбонат кальция

Шлак феррохромового производства

ПАВ

Жидкое стекло

Огеупорный наполнитель

Поваренная соль ч а ю шийся тем, что. с целью повышения газопроницаемости состава, сокращения времени прокаливания и снижения брака отливок по газовым раковинам. в качестве связующего он содержит алюмохромфосфатное соединение при следующем соотношении компонентов, мас.%: алюмохромфосфатное соединение 35,0 — 45,0; упрочняющая добавка карбонат кальция огнеупорный наполнитель остальное.

2. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве упрочняющей добавки содержит 12 — 16%-ный раствор щелочи.

3, Состав по п.2, отличающийся тем, что в качестве щелочи содержит NaOH .

1770021

Таблица 2

Состав

Свойства опорного наполнителя

6 (прототип

310

400

480

500

550

Газопроницаемость, ед, Объемная масса состава после прокаливания при 900 С, г(см

Время схватывания, мин

Время нагрева формы вместе с упрочняющим составом при 900 С,мин

Брак отливок по газовым раковинам, Глубина обезуглероженного слоя

Степень разрушения, %

Коробление отливок турбин (биение по диску), мм

140

0,94

0,836

0,792

0.780

0,745

1,68

40

35

140

1,3

1,0

1,2

5,3

0,08

0,08

0,07

0,06

0.06

0,08

100

100

100

100

0,7-0,6

0,2

0,15

0,1

Нет

Нет

Составитель Ю.Синюаин

Редактор Е,Полионова Техред М,Моргентал Корректор М,Ткач

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

Заказ 3696 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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