Смесь для изготовления керамических форм и стержней по постоянным моделям

 

ла ент иФ.-те икчеонал

ОП И

«i>706179 (оюз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл.2 (22) .Заявлено 050778 (21) 2639232/22-02 с присоедимемием заявки Йо (23) Приоритет

В 22 С 1/00

Государственный комитет

СССР ио делан изобретеиий и открытий

Опубликовамо 30.1,279 Бюллетень Н948 (53) У4К 621.742 ° 4 (088 ° 8) Дата опубликовамия описания 301.279 (72) Авторы изобретения

В.Н,Максимков и A ° Ä.Pîèàíoâ (71) Заявитель

/ (54) . СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ

ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ ПО ПОСТОЯННЫМ

МОДЕЛЯМ

Изобретение относится к литейному производству, в частности к смесям для изготовления керамических форм,по постоянным моделям при производстве отливок из сплавов, имеющих температуру плавления не выше 1200 С.

Известны смеси для изготовления керамических форм по постоянным моделям, включающие связующее, побудитель гелеобразования и огнеупорный наполнитель (1) .

Формы и стержни, изготовленные из известных смесей, прокаливают в rieчах 4-6 ч.

Наиболее близкой по составу и достигаемому эффекту к изобретению HBляется смесь для изготовления керамических форм и стержней по постоянным моделям, включающая гидролнзованный раствор зтилсиликата, побудитель гелеобраэования, кварцевый песок и пылевидньтй кварц при следующем соотношении ингредиентов, вес. Ъ:

Гидролизованный раствор зтилсиликата .15,7 19,7

Побудитель гелеобраэования 0,5- 1,4

Пылевидный кварц 47, 3- 50,2

Кварцевый ц6сок Остальное (2), Формы и стержни, изготовленные из известной смеси, также требуют длительной операций прокаливания в печах.

Целью изобретения является сокращение длительности прокаливания форм за счет использования индукционного

-нагрева.

Укаэанная цель достигается тем, что предлагаемая смесь дополнительно содержит окислы железа при следующем соотношении ингредиентов, вес.В:

Гидролиэованный рас твор зтилсиликата 15,7-3,9,8

Побудитель гелеобраэования 0,5- 1,4

Окислы железа 7, 8-3 3, 3 Пыпевидный кварц 31,6-41,8

Кварцевый песок Ос таль ное

Сущность изобретения заключается в том, что керамическая смесь содержит окислы железа в виде тонкоразмолотого порошка с размером частиц

40-100 мкм, например окалины, а про25 каливание форм и стержней, изготовленных иэ смеси по изобретению, производят при 600-700 С в индукционном поле с частотой 40-250 кГц и напряжен.ностью поля 4 ° 10 — 16. 10 A/ì.

3g Примеры выполнения . т

706179 и м ли150 10 15

280

9 38

9,76

47,30

1,40

19 70

0,83

47,60

10,0

19 82

280

9 ЗО

9,75

280

10 82

48, 50

17,90

l2 3

1 40

Приготовление смесей осуществляется в смесителе с частотой вращения мешалки 2800 об/мин, в который снача. ла залив ают гидроли зованный рас твор этилсиликата, загружают пылевидный кварц и перемешивают их в течение

5-6 мин. Затем загружают в смеситель кварцевый песок и перемешивают 2-3 мин. После этого загружают окислы железа в виде тонкоразмельченного по рошка с размером частиц 40-100 мкм, которые перемешивают с другими компонентами смеси в течение 2-3 мин.

Последним "ввбдится гелеобразовательводный раствор триэтанс;памййа, который перемешивают в течение 1-1,5 мин.

Готовую смесь заливают в оснастку, в которой получают цилиндрический керамический стержень диаметром 50 мм и высотой 50 мм. После извлечения из оснастки керамический стержень поджигают для удаления растворителя.

Прокаливание образцов при температуре 600-700 С осуществляется в элект " ромагнитном поле индуктора с часто той 40-250 Гц и напряженностью поля

4. 10 — 16 104 A/ì. 25

Достигаемая температура на боковой поверхности и в центре образцов при их нагреве до 600-700 С определяеася с помощью термометров термоэлектрических типа ТПП. Длительность 3Q нагрева образцов до температуры

600-700 С определяется по секундомеру.

Прокаливание образцов налогичного размера из -смесй-прототипа осу- 3» ществляется в электропечи с автома тическим контролем температуры.

Установлено, что при нагреве об,разцов йз предлагаемой смеси в индукционном поле температура по всему 40 сечению образца одинаковая.

В таблице приведены составы предлагаемой и известной (2),керамических смесей и результаты испытаний., Количество окислов железа в смеси по описываемому изобретению подбирается экспериментально, исходя из выбора оптимальных технологических свойств смеси, минимального времени прокаливания керамических форм и мак-; симально достигаемой температуры нагрева их.

При уменьшении содержания окислов железа ниже 7,8 вес.% температура нагрева керамических форм не достигает

600 С, что не позволяет в них получать качественные отливки из металлов и сплавов з температурой плавления до 1 200 С. При повыаении содержания окислов железа выше 33,3 вес.Ъ прочность на изгиб керамических форм и стержней находится на уровне смеси-прототипа, однако резко сокращается длительность их прокаливания. При этом резко снижается седиментационная устойчивость смеси и она становится нетехнологйчной.

Из таблицы видно, что время прокаливания в электромагнитном поле материала керамических форм и стержней, изготовленных из смеси по изобретению, сокращается по сравнению с временем прокаливания их в прокалочной печи до 600-700 С с 150-280 м до

2-10 мин.

С применением керамических стержней в песчано-жидкостекольных формах получены отливки втулок из сплавов AJI-12 и JIA-67-2,5 с целью определения качества их поверхности. Шероховатость поверхности отливок соответствует 4-5 классу по ГОСТ 278973.

Реализация предлагаемой смеси для изготовления керамических литейных форм и стержней по постоянным моделям позволяет сократить длительность технологического процесса и снизить расход электроэнергии.

706 179, Продолжение таблицы

Время прокаливания к ерамической формы мин

Свойства материала керамической формы (стержня) .Содержание, вес . % «) Смесь, Р

Гелеобразователь

Пылевид-; Окислы

Гидролизо ванный раствор этилсиликата

Предел прочности на изгиб, кГс сМ1 ный кварц железа

До прокаливания

После прокаливания

10 86

280

18,05

49, 50

0,65

12,0

11 0

280

ll 9

12,9

1,10

15,70

50,00

150 14

280

15,80

50, 20

11 8

12,9

0,50 — 10,86

3,5

9 76

9,78

31 60

31,60 1, 40

l9 70

8 0 8 8

10 0 ° 8 9,0 — 12 02 11 0

3,0 11, 7,80 0,83

18,82

39,50

32,30 1,40

17,90

32, 30

Р I

18,05

40,70

33825 33825 1 10 — 2 0 1585 3 6

Р 8

15,70.6

41,80 8,40 0,60 †16,0

1 8

l5 80

ЦНИИПИ Заказ 8126/8 Тираж 945 Подписное

Филиал ппп патент, г. Ужгород, ул. проектная,4

Х) ос таль ное - наполни тельt (кварцевый песок);

ХХ) керамические формы иэ смесей 1, 2, 3 загружаются в печь, предварительно нагретую до 400ОС;

ХХХ) числитель - прокаливание при

600 С, знамена тель — прокалив ание при

700оС, Формула изобретения

Смесь для изготовления керйййЧес-" - ких форм и стержней .по постоянный моделям, включающая гидролизовайный раствор этилсиликата, побудитель ге леобразования, кварцевый песок и пылевидный кварц, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью сокращения длительности прокаливания форм эа счет использования йндукционного нагрева, смесь дополнительно содержит окйслы железа при следующем соотношении ингредиентов, вес,%:

Гидролизованный раствор 60 этилсиликата 15,7-19,8

Побудитель гелеобразования 085- 184

Окислы железа 78 8-338 3.

Пылевидный кварц 3l 6-41,8

Кварцевый песок . Остальное

Источники информации, принятые во внимайие при экспертизе

1. Иванов В.H. и Зарецкая Г.М, Литье в керамические форьы по постоянным моделям, М., Машиностроение, 1975, с. 58-60.

2, Алексеевская Б.К. и др. Литье в керамические формы по постоянным моделям. Л. ЛДНТП8 1973, с. 19-23,