Способ получения форм

 

Союз Советскин

Социалистические

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено08. 10. 80 (21) 2993689/22-02 с присоединением заявки М(23) Приоритет (51jM. Кл.

В 22 С 9/00

3Ьоударатеашый комнтет

СССР йо делам нзобретаннй и открытнй

Опубликовано 23. 07. 82. Бюллетень №27 (53) УД К621. 744. .5(088.8) Дата опубликования описания 23.07.82

Л.A. Иванова, В.И. Каркин, ф, Д. 066@е

О.Я. Савченко и И.М. Касьянов (72) Авторы изобретения

Одесский ордена Трудового Красят политехнический институт (7! ) Заявитель (54 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОРМ

Изобретение относится к технологии литейного производства, а именно к специальным способам литья из черных сплавов.

Известен способ изготовления армированных оболочковых форм, в

5 котором после нанесения на модель облицовочного слоя суспензии оболочку обматывают шерстяным шнуром и наносят последующие слои формы. После прокаливания оболочковой формы в результате выгорания шерстяного шнура в Форме образуется канал, повышающий жесткость формы (1 1.

Известный способ включает продолжительную и трудоемкую операцию обмотки формы шерстяным шнуром. Кроме того, нанесение облицовочного слоя на модели с глубокими тонкими полостями и развитым сложным рельефом при- 20 водит к браку формы из-за незатекания суспензии в углубления на модели.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ

2 получения армированных оболочковых форм, основанный на эффекте обезвоживания пластичных масс (глины), обладающих характерными структурами E2$.

Однако согласно способу, с целью придания подвижности пластичной массе,. при изготовлении оболочки необходимо увеличивать количество жидкой фазы до 18-20 ь. При изготовлении рельефных оболочковых форм такая смесь (шликер) стекает с поверхности модели и не обеспечивает качественное изготовление оболочки.

Если шликерная смесь используется в обезвоженном состоянии, то она теряет пластичность, необходимую для изготовления оболочковых форм, .и требует применения специальных связующих для упрочнения. Для изготовления оболочковых форм .вязкость смеси должНа предотвращать свободное растекание по поверхности модели и в то же время обеспечивать воспроиз94474

Таблица 1

Состав суспензии

Ингредиенты

Наименование

Этилсиликат 33,0

Жидкая фаза

Вода

53-ный раствор

2,8

3 водимость ее рельефа при условии получения упрочнения оболочки.

Цель изобретения -упрочнение форм и повышения их качества.

Указанная цель достигается тем, что предварительно шликер или смесь армируют гидрофильным волокнистым органическим материалом и после обжатия на контактной поверхности модели формируют облицовочный слой 1g из шликера или смеси и опорный монолитный армированный слой. При этом в качестве гидрофильного волокнистого органического материала используют вату.

Выжимание суспензии на поверхности модели приводит к выделению суспензии на контактной поверхности, т.е. к появлению облицовочного слоя, не содержащего арматуру и опорного слоя, состоящего из суспензии, армированной ватой.

Оболочки, полученные из суспензий, снижают свою прочность, как правило, из-за появления трещин. По предлагаемому способу при формообразовании оболочки вата сокращает трещинообразование и оказывает армирующее действие, повышая сырую прочность оболочки.

В процессе впитывания жидкой фазы (воды) пористой стенкой происходит притягивание зерен наполнителя к стенке. Частички плотно укладываются одна к другой, и осуществляется формирование оболочки. Связь между частицами осуществляется за счет сил трения тем больше, чем меньше величина зерна.

В шликере, состоящем из плавленого кварца (803) и воды (18-25 ) в процессе мокрого помола и исти3 4 рания частиц происходит некоторое растворение плавленого - кварца

Si0 g с образованием кремнекислоты

Si(0H)4 . Этот процесс сопровождается изменением РН (концентрации водородных ионов) шликера в сторону повышения кислотности. Так, исходный шликер имеет PH 7,0 (нейтральная реакция), а готовый шликер - PH 4,5-5,0.

Хотя содержание кремнекислоты в этом случае незначительно (0,010,0011), шликер приобретает некоторую клейкость, что значительно увеличивает прочность керамики. При термообработке при 800 С происходит частичное спекание зерен, обеспечивающее приемлемую технологическую прочность оболочки. В данном случае термообработка осуществляется для удаления влаги и снижения газотворности керамики.

Для реализации предлагаемого способа применимы холоднотвердеющие суспензии, процесс упрочнения которых осуществляется при контакте жидкой фазы с холодной оснасткой. Кроме шликера на основе плавленого кварца и воды могут быть использованы наливные самотвердеющие смеси на органических и неорганических связующих (типа НСС, ЖСС), огеливаемые суспензии на этилсиликате. Например, в суспензию, состоящую из маршалита и этилсиликата при соотношении 1:2,5, вводится гидрофильная добавка волокнистая техническая вата в количестве

1,0-1,5/. Модель уплотняют суспензией, создавая условия выжимания жидкой фазы на поверхность модели для формообразования тонкого гладкого поверхностного слоя. Составы суспензий приведены в табл. 1.

944743

Продолжение табл

Ингредиенты

Наименование

Состав суспензии

Наполнитель

Пылевидный кварц КП2, 63,0

66,0

78,5

Плавленый кварц

Армирующая добавка

Вата

1,2

Меха ни ческая прочност ь оболочек из о предлагаемых составов при 800 С обес- 0 печивается благодаря тому, что при толщинах оболочки порядка 0,3 см наличие пористой структуры, образующейся в результате выгорания ваты, в сочетании с тонким гладким поверхностным слоем создает эффект упрочнения в сравнении со сплошными слоями этих же толщин. Упрочнение керамики связано с отсутствием трещинообразования при прокалке 30 ,„800о С °

При определении прочности на сжатие получены следующие результаты. Цилиндрические образцы диаметром 2,5 см и высотой 5 см изго- SS тавливали заливкой в оснастку и затем разрушали путем сжатия на прессе. Прочность на сжатие образцов с добавкой ваты составила до 100

130 — - (100 - 130 -10 — ), а прочность образцов из обычной кера мики не иревышала 34 †см

Г н (34 ° 1Π— ) . Прочность на сжатие сырых образцов составила: для керамики с ватой 120 - 140 — (120см

6 н

140 ° 10 - ) и для обычной керамики

Для обеспечения качественной поверхности керамики армирующая

SS добавка вата применяется тонковолокнистой, так как добавки крупного сечения при выгорании образуют большие поры.

В суспензии армирующая добавка выполняет роль связки, для чего волокна должны быть между собой связаны, что достигается применением волокон ваты длиной не менее 5-7 мм.

Для удержания суспенэии арматура должна быть гидрофильной и обладать капиллярным эффектом, что можно достигнуть при использовании тонковолокнистых гидрофильных материалов.

Этим условиям удовлетворяет вата, выполненная из хлопкового волокна.

Для технических целей используется вата хлопчатобумажная и мебельная по ГОСТ 5679-74, предназначенная для изделий бытового и производственного назначения.

Для приготовления ваты используется волокно хлопковое (ГОСТ

3278-76) длиной 28-33 мм иэ тонковолокнистых и средневолокнистых сортов хлопчатника и лист хлопковый (ГОСТ 3818.0-72) длиной волокон не менее 7-8 мм.

Площадь поперечного сечения хлопкового волокна тонковолокнистых .сортов 100-30 мкм3, средневолокнистых сортов 120-40 мкм . .а

Параметры ваты представлены в табл. 2.

944743

Т а б л и ц а 2

Параметры ваты

Влажность, 3 не более

Упругость, г не менее

65-68

24-25

3,5-5,0

Засоренность, 3 не более

По эталону

Запорошенность

Не допускается

Запах

Материально-масляные загрязнения

Не допускаются

0,2

67

Зольность, 3 не более

0,4

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 5211/12 Тираж 852 Подписное

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

Объемная масс, кг/м не более

Содержание плотных, не расчлененных волокон, 4 не более

Содержание хлопковой пыли и коротких волокон (менее 5 мм), l не более

Положительная способность, не менее

Капиллярность, мл. не менее

Литейные формы, выполненные предлагаемым способом, обеспечивают получение отливок из черных сплавов с качеством поверхности до 7-8-го класса по ГОСТ 2789-73. Ожидаемый экономический эффект от внедрения предлагаемого способа составит

42 руб. на тонну годного литья.

1. Способ получения форм, преимущественно оболочковых, путем нанесения на пористую модель пластичного шлйкера или смеси с последующим обжатием, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью упрочнения форм и повышения их качества, предКоличественная характеристика варительно шликер или смесь армируют гидрофильным волокнистым органичес40 ким материалом и после обжатия на контактной поверхности модели формируют облицовочный слой из шликера или смеси и опорный монолитный армированный слой.

45 2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что в качестве гидрофильного волокнистого органического материала используют вату.

Источники информации, 5в принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Канады У 1026929, кл. 22-108, опублик. 1976.

2. Миклашевский А.И. Технология художественной керамики. Л., 1971, 55 с 37, 39, 43,