Смесь для изготовления литейныхформ и стержней по постоянныммоделям

 

(!!) 830356

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз, Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.02.79 (21) 2720896/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.03.81. Бюллетень № 9 (45) Дата опубликования описания 07.03.81 (51) М. К.

В 22С 1/16

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.742.434:

:621.74.045 (088.8) (72) Авторы изобретения

И. Л. Рева, H. Е. Дудов и В. В. Плотников г (71) Заявитель (54) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ

И СТЕРЖНЕЙ ПО ПОСТОЯННЪ|М МОДЕЛЯМ

Изобретение относится к литейному производству, преимущественно для изготовления форм и стержней из керамических масс по постоянным моделям.

Известна смесь, содержащая этилсиликат, 0,5 — 0,8% водный раствор соляной кислоты, 0,4 — 1 % раствор щелочи, огнеупорный наполнитель и натриевую соль борной кислоты (1).

Однако эта смесь, во-первых, имеет низкую прочность (о,ж=3 — 5 кгс/см ), что не позволяет применять ее при производстве крупногабаритных отливок, во-вторых, образует химический пригар на отливках изза концентрации натриевой соли. борной кислоты на поверхности формы при сушке и прокалке.

Наиболее близкой к изобретению по техническому существу и достигаемому результату является керамическая смесь, состоящая из гидролизованного этилсиликата, гелепобудителя, натриевой селитры, огнеупорного наполнителя (дистен-силлиманит и циркон) (2). Но эта смесь рекомендуется только для получения отливок из алюминиевых сплавов. Использование такой смеси для получения отливок из сталей, имеющих температуру плавления приблизительно в два раза выше, чем у алюминиевых сплавов, приводит к пригару изза малой ее огнеупорности, а очень высокая прочность смеси (о„„103 — 112 кгс/см, о, = 128 †1 кгс/см при использовании гидролизованного этилсиликата с содержанием Si02 — 20%) ухудшает податливость формы при затвердевании отливки, что приводит к браку отливок по трещинам.

Целью изобретения является повышение качества литья за счет снижения пригара)О емости смеси к стальным отливкам и увеличения податливости смеси.

Эта цель достигается тем, что составляющие смесь ингредиенты имеют следующее соотношение, вес. %: !

5 Гидролизованный этилсиликат 18,0 — 22,0

Отвердитель 0,6 — 1,0

Натриевая селитра 0,7 — 1,5

Огнеупорный

H a II 0JIH HTe JIb Остальное

В качестве огнеупорного наполнителя смесь содержит огнеупорный материал с соотношением пылевидных и зернистых фракций от 6:4 — 7:3.

В качестве огнеупорного материала наполнителя могут быть использованы дистен-силлиманит, циркон или кварцевый песок и кварц пылевидный.

Гранулометрическое соотношение огнеупорных материалов выбрано исходя из

810356

Таблица 1

Состав, вес, у, Ингредиенты

¹ 1 №3

¹4

21 21

Гидролизованный этилсиликат

21

0,8

1,0

0,8

0,7

Отвердител ь

Натриевая селитра

Огнеупорный наполнитель

0,8

0,4

0,8

1,5

0,8

3,0

77,2

77,8 77,5

76,7

75,2

Таблица 2

Состав по табл. 1

Показатель свойств смесей №5 №3 №4 №2

¹ 1

128,5

1,7

68

1,68

50,4

1,68

43

1,64

34,6

1,6

12,7

4,2

2,13

3,1

1,4

3,5

8,5

5,1

9,3

9,8

21

21

21 следующих данных: смеси с соотношением пылевидной и зернистой фракции наполнителя менее 6:4 нетехнологичны, так как крупные фракции наполнителя при малом количестве мелких оседают (т. е. мала седиментационная стойкость смеси) и при этом дополнительно снижается прочность (см. табл. 3). При увеличении крупных фракций снижается и вязкость; смеси становятся жидкими — при этом на формах появляются макротрещины, наблюдается повышенное коробление и ухудшение чистоты поверхности.

При соотношении более 7:3 смеси получаются вязкими, что приводит к нечеткому 15 воспроизведению моделей особенно узких мест; для снижения вязкости необходимо увеличивать количество жидкой фазы — дорогостоящего гидролизованного этилсиликата, что приводит к удорожанию смеси.

Поэтому оптимальным является соотношение от 6:4 до 7:3.

Для получения керамических смесей предпочтительно использовать гидролизованный этилсиликат с содержанием ЯО

20%. В качестве отвердителя может быть

Предел прочности на сжатие, кгс/см

Предел прочности на разрыв после выгорания летучих продуктов связующего, кгс/can

Предел прочности на разрыв после прокалки 900 — 1 ч и охлаждения с печью, кгс/см

Газопроницаемость прокаленных образцов, ед.

Условная вязкость смеси по вискозиметру В3-10, сек.

Для проведения испытаний был взят оптимальный состав согласно известной смеси (2), отличающийся содержанием натриевой селитры, вес. %: 0,4; 0,7; 1; 1,5; 3. 30

Пригораемость к стальным отливкам и выбиваемость смесей № 5 и № 2 — № 4 зависит от количества натриевой селитры, которая при прокалке разлагается и взаимодействует с SiO> из связующего с образованием сравнительно легкоплавких продуктов. При содержании натриевой селитры в смеси до 1,5% влияние ее на пригораемость неощутимо.

Податливость смесей оценивалась по величине предела прочности образцов из этих смесей в прокаленном состоянии на сжатие, поскольку этот параметр в первую очередь характеризует податливость смеси. Для

4 использован как 45%-ный водный раствор триэтаноламина, так и 10 — 15 -ные растворы едкого натра или другие жидкие растворы щелочного характера. В смеси по изобретению использовался пылевидный кварц марки КП-2 ГОСТ 9074 — 65 и кварцевый песок марки 2 К 0315А ГОСТ 2138 — 74 при их соотношении 6:4 — 7:3.

Составы и свойства предлагаемой смеси представлены в табл. 1 — 3. проведения испытаний на сжатие изготавливались стандартные образцы Я50 мм и

L=50 мм.

Как следует из табл. 2 прочность смесей возрастает при увеличении количества натриевой селитры, причем, при наличии 3 вес.

% селитры в смеси (№ 5), смесь приобретает высокую прочность, а, следовательно, малую податливость и выбиваемость.

При вводе 0,4 вес. % натриевой селитры (№ 1) смесь обладает низкой прочностью, что ведет к появлению дефектов на крупных отливках.

В формах, изготовленных из смесей № 2 — 5, изготавливались отливки 35ХГСЛ, ВНЛ-3. Формы из смеси № 1 не изготавливались ввиду их недостаточной прочности, 810356

Таблица 3

Наполнители для смеси М 2 из табл. 1

Фракционный состав наполнителя

М2 МЗ

М4 М5 М6

Свойства смесей кварцевый песок

60 50

40 30 20 кварп пылевидный

40 50

60 70 80

1,52 1,64 1,85

0,72

l,14 1,2

Предел прочности на разрыв после выгорания летучих продуктов связующего, кгс/сФ

Предел прочности на разрыв после прокалки 900 ч и охлаждения с печью, кгс/см

Газопроницаемость, ед.

Условная вязкость смеси по

В3-10, сек.

Количество наполнителя в кг на

1 л. жидкой фазы смеси

1,26 1,5

1,76 2,13 2,94

0,8

13,0

20,0

16,7

9,0 9,3 6,4

21 21 21

4,5

4,2 4,0

3,8 3,5 2,8

П р и м е ч а и и е. При увеличении крупной фракции в составе иаполнителя приходится увеличивать общее количество иаполнителя для достижения необходимой вязкости. При содержании песка 60 — 70% вязкость смеси затруднительно проверить из-за седимеитации песка.

Формула изобретения

Характеристика литых поверхностей

Состав по табл. 1

М2

МЗ

М 4

М5 без пригара без пригара без пригара пригар смеси = 40%.

СССР

Качественная оценка отливок приведена в табл. 4.

Таблица 4

Из табл. 4 видно, что при использовании в смеси для получения крупногабаритных 15 стальных отливок более 1,5 вес. % натриевой селитры, смесь обладает недостаточной огнеупорностью из-за образования легкоплавких силикатов натрия при прокатке смеси, причем с увеличением содержания натриевой селитры в смеси возрастает образование легкоплавких силикатов. При содержании натриевой селитры в смеси до

1,5 вес. % влияние силикатов натрия на пригораемость незначительно. Оптимальными свойствами по огнеупорности и податливости при достаточной прочности обладают составы, содержащие натриевую селитру (0,7 — 1,5 вес. %).

Реализация смеси по изобретению позво- 30 лит получать крупногабаритные точные стальные отливки без пригара, в результате снижается брак отливок на 15 — 25%.

Смесь обладает хорошей податливостью и хорошей выбиваемостью из отливок.

1. Смесь для изготовления литейных форм из стержней по постоянным моделям, включающая гидр олизованный этилсиликат, отвердитель, огнеупорный наполнитель, натриевую селитру, о т л и ч а ю щ а яся тем, что, с целью повышения качества литья за счет снижения пригараемости смеси к стальным отливкам и увеличения податливости смеси, она содержит упомянутые ингредиенты при следующем соотношении, вес. %:

Гидролизованный этилсиликат 18 — 22

Отвердитель 0,6 — 1,0

Натриевая селитра 0,7 — 1,5

Огнеупорный наполнитель Остальное

2. Смесь по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве огнеупорного наполнителя она содержит огнеупорный материал с соотношением пылевидных и зернистых фракций от 6:4 — 7:3.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 411951, кл. В 22С 9/04, 1971.

2. Авторское свидетельство № 535131, кл. В 22С 1/12, 1975,