Смесь для изготовления литейных форм

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ti, 944745 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) а >«î 24. 11. 80 (21) 3221637/22-02 с присоединением заявки М— (5l)М. Кл.

В 22 С 9/00

Ркуднрстинньй квинтет

СССР но делен нзовретеннй н втнрытнй (23)Приоритет

Опубликовано 23. 07. 82, Бюллетень № 27

Дата опубликования описания 23.07.82 (53) УДК 621 ° 744..5(088.8) Л.А. Иванова, В.П. Малых, Ф.Д. Оболе и В.И. Каркин (72) Авторы изобретения

Одесский ордена Трудового Красного 3 политехнический институт (7!) Заявитель (54) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ

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

Известны смеси на основе плавленого кварца, представляющие собой водные шликеры, отверждающиеся за счет удаления (впитывания) воды гипсом. Составы смесей, основными ингредиентами которых являются мелкодисперсная составляющая — плавле-, ный кварц и вода, применяются для изготовления различного профиля изделий радиотехнической промышленности и находят применение для получения литейных форм (1).

Однако данные составы смесей ввиду длительности процесса удаления водной составляющей малоэкономичны, и их практическое использование весьма затруднительно. Процесс впитывания воды из шликерной смеси при контакте с гипсом интенсифицируют

2 за счет воздействия температуры,. но скорость отвердевания шликера увеличивается в пределе на $-103.

Применение плавленого кварца в качестве наполнителя для керамических смесей основано на высокой его термостойкости и в связи с низким коэффициентом термического расширения.Однако для изготовления литейных керамических форм применяют огнеупорные наполнители в сочетании с различными связующими, повышающими реакционную способность формы к заливаемым сплавам., В результате повышения реакционной способности керамической формы, содержащей связующее, формируются литые поверхности, требующие механическую обработку резанием.

Известна керамическая смесь на основе огнеупорного иаполнителя и этилсиликата, в состав которой для уменьшения реакционной способности и для получения отливок без припус3 944745 ков на механическую обработку вводят шпинель бакор, мулит или смесь электрокорунда с двуокисью титана 21.

Известна смесь, реакционная способность которой к отливке уменьшена за счет ввода углеродсодержащих добавок (3 1.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является смесь 4), содержащая указанные

1О ингредиенты, мас. Ф:

Этилсиликат гидролизованный 28-46,0

Асбест порошкообразный 3-8

Огнеупорный наполнитель Остальное

Однако известные смеси основаны на введении в огнеупорный наполнитель связующего этилсиликата (или ю его заменителя) и добавок, стабилизирующих реакционную способность формы. В связи с тем, что связующее остается в составе формы, реакционная способность в целом формы остается высокой, даже при введении стабилизирующих добавок.

Таблица 1 л

Составы предлагаемой смеси, мас.3

Ингредиенты

6 л

Плавленый кварц

Флюс АНФ-6

78

Вода

19

24

Целью изобретения является ускорение процесса отверждения и повышения чистоты поверхности отливок.

Эта цель достигается тем, что смесь, включающая плавленый кварц и воду; дополнительно содержит флюс на основе Фтористого кальция и окоси алюминия при следующем соотношении ингредиентов, мас. Ф: л

Вода 15-20

Флюс на основе фтористого кальция и окиси алюминия 2-5

Плавленый кварц Остальное

Флюс имеет химический состав, мас.4:

Фтористый кальций 70

Окись алюминия 30

Такой состав флюса, известный как флюс АНФ-6 (ТУ 14-1-195-77), имеет температуру плавления о

1320-1340 С и вводится в виде мелкодисперсного порошка в последнюю стадию перемешивания крошки плавленого кварца с водой в шаровой мельнице за 20-30 мин до окончания процесса. Приготовленный водный шликер, полученный в шаровой мельнице, обладает достаточной текучестью для заполнения любой сложности тонких каналов, образованных моделью и пористым опорным слоем, например гипсом, песчаножидкостекольным формовочным материалом и т.д. Наличие АНФ-6. в составе шликера обеспечивает отверждение через 5-10 мин по всему объему, в то время как при его отсутствии отверждение шликера идет послойно и продолжается более часа. Сокращение времени отверждения шликера создает возможность взамен гипса применять практически любой пористый материал, впитывающий воду.

Качество сформировавшейся керамической формы цельнолитой или состоящей из пористого материала и облицованного слоя из смеси, имеющей предлагаемый состав, обеспечивает получение отливок из черных сплавов, не требующий механической обработки резанием. Влияние добавки АНФ-6 на процесс отверждения основан на совместном связующем действии алюмосиликатных и силикатных соединений.

Образование фосфатов при наличии

40 силикатной связки также обеспечивает ускорение процесса перехода из жидкоподвижного в твердое состояние.

Для получения экспериментальных форм были подготовлены пять составов смесей, приведенных в табл. 1

94474

Свойства форм

Показатели свойств для составов предлагаемой смеси

Время отверждения формы, мин

20,0

6,0

4,5

10,0

Качество поверхности формы

Наличие Гладкая, воздуш- трещин ных вмя- нет

Наличие трещин

Гладкая, трещин нет

Гладкая, трещин нет тин

Шероховатость поверхности, кл, (ГОСТ 2789-73) 5

Каждая смесь перемешивается в шаровой мельнице. Осуществляется одностадийный мокрый помол. При достижении показателя концентрации водородных ионов рН = 5,0-4,0 помол заканчивается и вводится добавка флюса в виде тонкомолотой (50 мкм) смеси.

Дополнительно перемешивается смесь

3 мин. Вода впитывается гипсом, и в течение 5 мин происходит отверж- 0

Введение флюса в количестве менее 2 мас.4 не обеспечивает его равномерное распределение в шликере .и происходит местное затверждение, но не объемное. При введении количества Флюса более 6 мас.4 имеет место сокращение времени отвердевания флюса за промежуток, технологически не приемлемый, т.е. шликер теряет

«екучесть еще при заполнении рабочего пространства между моделью и пористой опорой.

Процесс отвердевания водного шликера при введении флюса АНФ-6 ин55 тенсифицируется в связи с тем, что он связывает свободную влагу в смеси, снижая при этом поверхностное натяжение воды.-Снижение поверхност5 б дение керамической оболочки. Термическая обработка оболочки осуществляется при 1100 С в течение 1,5 ч.

После термообработки сформировавшуюся керамическую оболочку заливают расплавом.

Свойства форм, в которых были получены отливки из сплавов СЧ 21-40, приведены в табл. 2.

Т а б л и ц а 2.в ного натяжения воды улучшает смачивание гипса, и тем самым скорость процесса впитывания влаги из шликера увеличивается, т.е. флюс АНФ-6 воздействует на водный шликер на кварцевой основе, как катализатор. Влагосодержание гипсовой оболочки 45-50ь.

Прочность шликера до термообработки составляет 40 кгс/см . ИсходЯ. ная влажност ь шли керной керамики перед термообработкой но превышает

5-63. Термическая обработка шликерной керамики на основе плавленого кварца осуществляется до ЫОО С со скоростью нагрева 400 с/ч и.в тео чение часа до 1100 С. о

В табл. 3 приведена сравнительная характеристика качества поверхностей шликерной формы (стержня), 944?45 а3

Формула изобретения

Качество поверхности

R мкм

Показатели свойств (ГОСТ 2789-73) 0,78 (7 кл.) Модели

Шликерной формы

Составитель Г. Зарецкая

Редактор В. Данко Техред A. Бабинец Корректор М. Шароши

Заказ 5211/12 Тираж 852 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 гипсовой оболочки при 1001 воспроизводимости рельефа, модели и отливки.

Т а б л и ц

Гипсовой оболочки 0,80 (7 кл.) 15

0,93 (7 кл.)

Р

Отливки Сч 21-40 1,02-1,10

j.(6-7 кл. )

1

Наличие АНФ-6 непосредственно в смеси формы, контактирующейся с расплавом, способствует рафинированию металла непосредственно в момент кристаллизации отливки, т.е. имеет место рафинирование в полости формы.

Литейные формы, изготовленные из предлагаемой смеси, применялись для получения точнолитых прессформ с рельефной поверхностью из высокопрочного чугуна. Качество поверхнос ти отливки соответствовало ? кл. шероховатости по ГОСТ 2789-?3, механическая обработка отливок не требовалась. Ожидаемый экономический эффект от внедрения предлагаемой смеси составит 150 тыс. руб.

Смесь для изготовления литейных форм преимущественно из шликера, включающая плавленый кварц и воду, отличающаяся тем,. что, с целью ускорения процесса отверждения и повышения чистоты поверхности отливок, смесь дополнительно содержит флюс на основе фтористого кальция и окиси алюминия при ледующем соотношении ингредиентов, мас. :

Вода 15-20

Флюс на основе фтористого кальция и окиси алюминия 2-5

Плавленыйi кварц Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Пивинский I0.Е., Ромашин А.Г.

Кварцевая керамика. М., "Металлургия" 1974, с. 10.

2. Авторское свидетельство СССР

N 605668, кл. В 22 С 9/04, 1974.

3. Патент США tt 3802902, кл. 106-38.3, 1974.

4. Авторское свидетельство СССР

N 637190, кл. В 22 С 1/00, 1975 °