Суспензия для изготовления литейных керамических форм, получаемых по выплавляемым моделям

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскмк

Социалистические

Республик (i ii876254 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву

{22) Заявлено 19, 12. 79 (21) 2855152/22-02 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 30.10.81, Бюллетень Юе40 (5I)М. Кл.

В 22 С 1/16 (еоударстееиный комитет

СССР по делам . изобретений и открытий (53) УДК 621. .742.4 .621.74. .045(088.8) Дата опубликования описания 30, 10.81

Т. В. Иванова, А. В. Абадаев, Б. Ш. Танкелевич, Т.М. Кириллова и В.А. Кучумов, (72) Авторы изобретения о

I (71) Заявитель (54) СУСПЕНЗИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ

КЕРАМИЧЕСКИХ ФОРМ, ПОЛУЧАЕМЫХ

ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ

Изобретение относится к литейному производству, а именно к изготовлению форм по выплавленным моделям.

Известна огнеупорная суспензия для изготовления керамических форм, используемых в производстве литья по. вы5 плавляемым моделям, включающая огнеупорный наполнитель — жидкое стекло, двухкальциевый силикат (11.

Формы, изготовленные с использованием такого состава, обладают хорошей термостойкостью, но имеют низкую прочность после вытопки модельного состава в горячей водной среде.

S5

Наиболее близкой по техническойу существу и достигаемому результату к предлагаемой является суспензия, содержащая огнеупорный наполнитель, жидкое стекло, индустриальное масло при следующем соотношении компонентов, вес.Ж:

Жидкое стекло 31,9

Индустриальное масло 4,1

Огнеупорный наполнитель 64,0

В качестве огнеупорного наполни теля используют пылевидный кварц и высокоглиноземистый шамот в соотношении 1:1 по весу (21.

Существенным недостатком вышеука" занного состава суспензии также является разупрочнение форм при вытопке их в горячей водной среде, за счет размывания водой образовавшихся связей коллоидального кремнезема, что ведет к большим потерям форм и браку отливок, Цель изобретения — повышение прочности форм при вытопке моделей в горячей водной среде и снижение себе-, стоимости литья.

Посталенная цель достигается тем, что суспензия, включающая жидкое стекло, индустриальное масло, огнеупорный наполнитель, дополнительно

876254 4 глиноземистый шамот и пылевидный кварц, например,. в соотношении 1:1 по весу.!

15

0 и НΠ— 81 — R М—

:«О — 0H+ КО-54 — R N—

- 0 — 0H Н0-S1 R

:= О где:М - А6, Si и т.д.

В этой пленке атомы кремния химически связаны через атомы кислорода 50 не только между собой, но и с поверхностью материала. Подобное строение водоотталкивающего покрытия обеспечивает возрастание механической прочности форм при вытопке их в горячей водной среде.

При .содержании алкилсиликоната натрия менее 0,5 вес.% прочностные свойства керамических форм не увеличиваются.

При содержании GJIKHJIcHJIHKQHBTB натрия более 1,5 вес.% понижается гидрофобный эффект, при этом прочность керамических форм при вытопке в горячей водной среде падает.

Пример. Суспензию для изготов-. ления керамических форм готовят путем механического неремешивания в мешалке конструкции НИИТавтопрома в течение

30-40 мин до получения однородной мас50 сы по всему объему. Жидкое стекло . предварительно разводится вопой до уДельного веса 1,2-1,22 г/см

В качестве огнеупорного наполнителя берется пылевидный кварц и пылевидный ша 1от в соотношении 1!1, а алкил55 силиконат натрия используют в виде

30%-ного водного раствора этилсиликоната натрия (ГКЖ-10;ИРТУ 6-02-271-13) содержит алкилсиликонат натрия общей структурной формулы: где n 3-16; Я вЂ” CH> или С Н при следующем соотношении ингредиентов, вес.%:

Жидкое стекло 31,5-32,5

Индустриальное масло 3,9-4,0

Апкилсиликонат . натрия 0,5-1,5

Огнеупорный наполнитель Остальное

В качестве огнеупорного наполнителя может быть использован высокоАлкилсиликонат натрия выпускается промышленностью в виде 20-30% водных растворов этил- и метилсиликонатов натрия.

По своим свойствам они идентичны.

При введении в огнеупорную суспензию алкилсиликоната натрия в указанных пределах в результате поверхностных реакций с гидроксильными группами, входящими в состав материала, на поверхности последнего образуется нерастворимая водоотталкивающая пленка

Химическое связывание водоотталкивающей пленки с гидрофобизируемой поверхностью .представлено по схеме:

О S4 Р, )0 — Π— el — й+ЗН О, )О

О Bi — к

=«О или 30%-ного водного раствора метилсилй коната натрия (ГКЖ-11;ИРТУ 6-02-271-63) .

Водный раствор метил- или этилсиликоната натрия вводится в процессе приготовления огнеупорной суспензии. Готовятся 5-ти слойиые образцы по схеме: три этилсиликатных слоя и два жидкостекольных слоя.

Упрочняющая суспензия наносится на предварительно высушенные керамические формы, изготовленные на основе этилсиликатного связующего по совмещенному способу. Затем проводится обсыпка всех слоев кварцевым формовочным песком фракции 1К0315 (ГОСТ 2138-74). Вязкость суспензии замеряется нестандартным вискозиметром с диаметром выходного отверстия

5,1 мм .и находится в пределах 30-40 с для обоих слоев. Сушку каждого упрочняющего слоя производят на воздухе в течение 3 ч при 30-32 С, влажность о поддерживается в пределах 40-45%. Для сравнения параллельно готовят формы и образцы по тем же режимам и известному составу суспензии. Иодели из форм и образцы выплавляют в воде с температурой 96-980С в течение

20 мин.

Составы суспензии и их свойства приведены в табл. 1 и 2.

876254

Составы смесей, вес.X

11 ((Г () Ингредиенты

5 6 7 8 т

1 2 3 4

Жидкое стекло

31,9 32,7 32,5 32,1 31,5 31,5 32,5 31,5

Индустриальное масло

4,1 3,9 4,0 3,9 4,0

3,9 4,0 4,0

Этилсиликонат натрия (ГКЖ-!О)

Метилсиликонат натрия

О,4 0,5 1,0 1,5 1,6

1,5

0 5

Огнеупорный наполнитель: шамот высокоглиноземистый 32,0 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 кварц пылевидный

32,0 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5

Таблица 2

Показатели свойств для суспензий составов по табл. I

Свойства

1 2 3 4 5 6 7 8

Прочность образцов на изгиб, кгс/см : до удаления модельного состава в воде

54,8 55,0 54,7 58,1 55,0 57,8 55,2 62,8 вытопленных в воде

34,0 40 62 прокаленных при 950>С и испытанных при указанной температуре

20,5 22,.2 25,6 25,1 26,0 21,8 26,0 25,5

Потери форм ,при вытопке, %

4,0

3,9

10 0 9,8 4,0 3,8 4,1 8,8

5 а

По данным табл. 2 можно сделать следующие выводы.

Образцы, имеющие в своем составе алкилсиликонат.натрия в количестве

0,4 вес.X по прочностным свойствам находятся на уровне образцов известного состава упрочняющей суспензии.

Образцы, изготовленные из состава суспензии, содержащие в себе алкилсиликонат натрия в пределах 0,51,5 вес.Х, имеют прочность на изгиб значительно выше, чем прочность образцов известной суспензии.

При дальнейшем увеличении про- центного содержания алкилсиликоната натрия понижается гидрофобный эффект, при этом .прочность образцов при вытопке в горячей водной среде падает.

5 Оптимальное количество алкилсилоконата натрия находится в пределах 0 51,5 X. Реализация суспензии состава для изготовления. керамических форм в. литье по.выплавляемым моделям приведет к увеличению прочности форм на

15-20Х и снижению потерь форм иа операции удаления модельного состава на 60Х что даст экономический эффект 20-25 руб. на 1 т годного литья.

Таблица !.

67,3 70,5 35,3 62,5 69,0 !

876254 8 где и — 3-16

R - СН или С Н при следующем соотношении ингредиентов, вес..Е:

Жидкое стекло 31,5-32,5

Индустриальное . масло

Алкилсиликонат натрия 0,5-1,5 упомянутой структурной формулы

Огнеупорный наполнитель Остельное

Источники информации, 15 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 482234, кл. В 22 С 1/00, 1974.

2,"Технология и организация производства, 1978, В 3, с. 36-37.

Формула изобрел ения

Суспензия для изготовления литейных керамических форм, получаемых по выплавляеиья моделям,.включающая жидкое стекло, индустриальное масло, огнеупорный наполнитель, о т л ич а ю щ а я с я тем; что, с целью повышения. прочности форм при вытопке моделей,в горячей водной. среде и сни- о жения .себестоимости литья, суспензия дополнительно содержит алкилсиликонат натрия общей. структурной .формулы

3,9-4,0

Заказ 9441/9

Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Составитель И. Куницкая

° Редактор А. Власенко Техред M.Голийка . : Корректор В. Синицкая