Суспензия для изготовления промежуточных и наружных слоев литейных многослойных керамических форм, получаемых по выплавляемым моделям

 

О П И С А Н И Е (,876249

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социапистических

Республик (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (51)M. Кл. (22) За я влено 25. 02. 80 (21) 2885958/22+02 с присоединением заявки №

В 22 С 1/00

1ееударствеиный комитет (23) Приоритет

Опубликовано 30.10.81, Бюллетень № 40

Дата опубликования описания 30.10.81 по делам изобретений и OTKpbtl_#_N (53) УДК 621 . 742.4:621. 74 ° .045(088.8) (72) Авторы изобретения э, Г.И. Тимофеев, А.И. Евстигнеев, Ю.А. Знновье

Л.Ф. Лобанова, Г.Ф. Гудова и С.О. Щелкунов

Горьковский политехнический институт им. А.А а : и Горьковский автомобильный завод (производс объединение "ГАЗ") ° Ф (7 I ) 3ая интел и - -1, ° (54) СУСПЕНЗИЯ ДЛЯ. ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ

И НАРУЖНЫХ СЛОЕВ ЛИТЕЙНЫХ МНОГОСЛОЙНЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ

ФОРМ, ПОЛУЧАЕМЫХ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ

Изобретение относится к литейном производству, в частности к изготовлению оболочковых форм по выплавляемым моделям.

Известны жидкостекольные суспензии, используемые для изготовления многослойных керамических форм по выплавляемым моделям, включающие огнеупорный наполнитель, связующее, в качестве которого применяют водный раствор жидкого стекла, а в качест 10 ве огнеупорного наполнителя используют пылевидный кварц естественного или искусственного происхождения, пылевидный циркон .или пылевидный шамот и другие добавки, обеспечивающие сус1$ пензиям.и формам различные свойства.

Известна жидкостекольная суспензия, которая содержит жидкое стекло, огнеупорный наполнитель и диатомит †. для повышения седиментационной устойчивости суспенэии, увеличения прочности и огнеупорности форм 11j.

Однако формы, изготовленные из этой суспензии, обладают, пониженной выбиваемостью, так как происходит спекание песчинок и усиливаются связи.

Известно и такое .упрочняющее покрытие, содержащее жидкое стекло, кварц пылевидный, в котором, с целью повышения прочности и трещино-устойчивости форм, содержится алюминиевый порошок и окалина (2) .

Использование металлического.порошка в суспензии приводит к значительному удорожанию литья и нецелевому расходу металла.

Все перечисленные выше суспензии обладают пониженной трещиноустойчивостью,.так как жидкостекольные. слои не обеспечивают получения качественных форм из-за .низкой термической стойкости.

Для армироващтя оболочковых форм используют пульпу, содержащую воду, крахмал и бумагу, Данная обмазка, на876249 несенная напылением на тыльную сторону оболочки, толщиной до 3-х мм после сушки, упрочняет форму и повышает трещиноустойчивость только до их прокаливания, в процессе которого арматура выгорает 3).

Наиболее близкой по техническому существу и достигаемому результату к предлагаемой является суспензия на жидком стекле, которая в качестве технологической добавки содержит двухкальциевый силикат который повышает прочность форм на изгиб при

950 С до 30 кгс/см (4).

Однако прочность и термостойкость таких форм недостаточна, чтобы обеспечить их прокапку и заливку металлом без опорного наполнителя. Кроме того, формы имеют плохую выбиваемость.

Цель изобретения — повышение прочности и, трещиноустойчивости форм, а также улучшение их выбиваемости.

Поставленная цель достигается тем, что суспензия, включающая огнеупорный наполнитель, жидкое стекло, в качестве технологической добавки содержит пластинчатую слюду при следующем соотношении ингредиентов. sec,X:.

Жидкое стекло 30-40

Слюда пластинчатая 5-20

Огнеупорный наполнитель Остальное

Пластинчатая слюда, обладая армирующим свойством, способствует повышению прочности, трещиноустойчивости и улучшению выбиваемости керамики.

Для испытаний приготовлены суспензии, содержащие, каждая вес.Х: жидкое стекло 35 вес.Х и отличающееся друг от друга содержанием слюды, равным в каждой .оуспензии последовательно 5 10, 15 20, 25 вес., а гак; же соответственно содержанием -огнеI упорного наполнителя, составляющим дополнительную до 100Х часть в каждой суспензии (табл. 1).

Предлагаемая суспензия приготавливается следующим образом.

В смеситель, снабженный лопастной мешалкой с. г1-1400 об/мин, наливают воду .(водопроводную), жидкое натрие-. вое стекло и перемешивают 1-2 мин.

Затем в приготовленную жидкую фазу в два-три приема поочередно вводят. рас-. четное количество огнеупорного наполнителя (маршалита) и перемешивают

10"15 мин, после чего вводят слюду и вновь перемешивают 20-.25 мин. Та-. кое поэтапное перемешивание обеспечи"- . )00Х а,- а, где Q0 — вес блока после заливки, кг;

Q — вес блока отливок после ) очистки его от оболочки формы на виброустановке в течение 10 с, кг;

- вес блока отливок после хи1 мико-термической его очистки от остатков оболочки, кг.

Основываясь на том, что термостойкость непосредственно характеризует и трещиноустойчивость форм, степень трещиноустойчивости оценивалось по

50 величине потери прочности после одной теплосмены, так как именно после первой, теплосмены наблюдается основное растрескивание оболочек, приводящее к наибольшей потери грачности. После удаления модели образцы делили на две группы: "свидетели" .и эталоны. Образцы "свидетели". вносили в предварио тельно нагретую до 1000 С печь и вы40

45 вает повышенную взвесь суспензии, равномерность распределения твердой фазы в дисперсионной среде, В исследованиях использовали слюду марки СДФ (ГОСТ 19571-74)Ковдоровского месторождения, а в качестве„огнеупорного наполнителя — естественный пылевидный кварц Болотовского месторождения.(ТУ 2-043-107-68). Связующим

1О служило жидкое натриевое стекло (ГОСТ 13078-67) с содержанием StO g 3)—

ЗЗХ, Na<0 10-12Х с модулем 2,65-3,4 и удельной плотностью 1,36-1,50 г/см

Сушка применялась воздушная: для первого .этилспликатного слоя в течение 2-3 ч при 25-27 С, а жидкостео о кольного — 22-24 ч при 29 — 3) С. Вре— мя выдержки последнего (второго) этилсиликатного слоя до нанесения жидкостекольного покрытия 10-15 мин.

Выплавление моделей проводили в расплаве модельной массы в течение

7 †)0 мин при 120-130 С. о

Образцы трех видов, а именно: сухие

25 (извлеченные из моделей механическим, путем до выплавления), выплавленные в расплаве модельной массы и прокалено ные при 900-920 С в течение двух часов и охлажденные совместно с печью, 50 испытывали на предел прочности при статическом изгибе.

Выбиваемость (степень очистки отливок от оболочки формы) оценивали весовым способом и рассчитывали по форМу е:

87624

9 6 позволяет снизить вероятность образования .трещин в оболочке, а также резко уменьшить количество брака отливок по горячим трещинам (в 3-5 раз).

Выбранные пределы количества пластинчатой слюды в суспензии 5-20 вес.Ж обусловлены тем, что при уменьшении ее количества менее 5Х форма имеет недостаточную прочность, а при повышении более 20 вес.4 суспензия становится малоподвижной и увеличивается ее расход, тем самым создаются непроизводительные затраты.

Реализация изобретения позволит повысить прочность, трещиноустойчивость и выбиваемость оболочковых форм, снизить брак отливок по зазору и горячим трещинам на 1-1,57, что приведет к экономии на 1 т годного литья в сумме 10-15 руб., снизить трудоемкость операций очистки и выщелачивания эа счет сокращения их длительности, в следствие достижения повышенной выбиваемости оболочек.

Общий зкономический эффект составляет 20-30 руб на I т годного литья.

Таблица 1

Составы суспензий,вес.X

ИнгреtJ) tT I

Жидкое стекло 35 35 35 35 35 30 40

45 40 60 50

Иаршалит 60 55. 50

Слюда пластинчатая

Таблица 2

1 I t 1 I I

Свойства оболочксвых форм, изготовленных на суспензии составов по табл. 1

Свойства

1 2 3 4 5 6

Предел прочности образцов при изгибе, кгс/см :

36,4 38,7 39,9 41,2 41,6 36,0 36,6

Сухих

Выплавленных в модель51,4 54,7 60,9 77,2 77,4

53,7 54,5 55,7 58,1 58,8

51,1 53.9

52,9 53,5 ном составе

Прокаленных и охлажденных

Степень трешиноустойчивости, X

Выбиваемость, 7

41,4 30,2

45,7 47,8

19,7

73,4

40,1 35,6 27,3 20,1

49,7 56,2 64 7 71 9 держивали 30,мин. Затем их резко охлаждали на металлической подложке, установленной на кусках сухого льда при интенсивной вентиляции воздуха.

И те и -другие образцы испытывали на статический изгиб. Показатель степени трещиноустойчивости (потери прочности) формы определялся в процентах по формуле

6 изг.свид.- 6 изгиб.этал.

Т

Q изг.свид.

Механические свойства образцов, изготовленных из суспензии, приведены в табл. 2. I 5

При замешивании пластинчатои слюды в суспензию наблюдается следующая картина.

Слюда, как мелкой пылевидной фракции, так и пластинчатая,.равномерно распределяется по всему объему суспензии и обеспечивает повышенную взвесь суспензии. Это способствует более равномерному распределению чешуи и мелкой фракции слюды на поверхность блока. Однако чешуики слю25 ды располагаются под различным углом наклона к поверхности блоков и после их присыпки обсыпочным материалом чешуйки слюды как-бы пронизывают этот и последующие слои (если они 30 применяются). Таким образом, получается своего рода армирование форм, йозволяющее повысить прочность, трещиноустойчивость форм и улучшить их выбиваемость. 35

Кроме того, обладая сравнительно низкой т.пл. 1150-1330 С, слюда в проо цессе прокалки размягчается, а в процессе заливки форм сталью частично, по-видимому сплавляется,что обеспечи- 40 вает повышение податливости форм. Это

5 10 15 20 25 10 10

Формула изобретения

876249

Жидкое стекло

Пластинчатая слюда

Огнеупорный,наполнитель

30,0-40

5,0-20,0

Остальное

Составитель и. Куницкая

Редактор А. Власенко Техред М.Галинка

Корректор В. Синицкая

Тираж 872 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 9441/9

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Суспензия для изготовления проме жуточных и наружных слоев литейных многослойных керамических- форм, получаемых по выплавляемым моделям, включающая огнеупорный наполнитель, жидкое стекло и технологическую до,бавку, .отличающаяся . тем, что, с целью повышения прочности.и трещиноустойчивости форм, а также улучшения выбиваемости форм, суспензия в .качестве технологической добавки содержит пластинчатую слюду.при следующем соотношении ингредиентов, вес.7.:

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

1О 11 460928, кл. В 22 С 1/00, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

У 360144, кл. В 22 С 1/00, 1970.

3. Патент Японии В 49-37608, кл. В 22 С 13/08, 1974, 15 4. Авторское свидетельство СССР

В 482234, кл. В 22 С 1/00, 1974.