Смесь для обсыпки керамических форм

 

В. А. Озеров, В. Ф. Гаранин, Б. Б. Шприц, Г. и А. С..Муркина (72) Авторы изобретения.:.;;, 1 к.

Г1 Ф

В@Лковск го

Московский авиационный технологический ин и Раменский приборостроительный завод (73) 3аявители (54) СМЕСЬ ДЛЯ ОБСЫПКИ КЕРАМИЧЕСКИХ ФОРМ

Изобретение относится к литейному производству, а именно к оболочковым формам, получаемым по выплавляемым моделям.

Известен обсыпочный материал, содержащий

100% хлористого натрия (1).

Известен также обсыпочный материал, состояший из хлористого натрия и огнеупорного наполнителя (21.

Недостатками таких обсыпочных материалов является то, что вводимая соль взаимодейству10 ет с составляющими суспенэии и трудно вымывается водой прн очистке алюминиевых отливок ог остатков оболочки формы, в результате чего ожидаемый эффект быстрой и надежной очистки литья не титает я. дос с

Известен обсыпочный материал, состоящий из огнеупорного наполннтеля и хлористого или" азотнокислого аммония (31.

Однако такое сочетание не обеспечивает повышение газопроницаемостн и термостойкости

20 керамической оболочковой формы ввиду обьемных изменений, происходящих в форме прн прокалнванин н вызывающих возникновение больших термических напряжений, приводящих к растрескиванию оболочки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является обсыпочный материал, состоятцнй из огнеупорного наполнителя и карбоната щелочноземельного металла (4).

Недостатком известного обсьшочного материала является то, что формы полученные с

его использованием, имеют низкую газоприницаемость и термостойкость, а трудоемкость очистки отливок от остатков оболочки снижается очень мало.

Цель изобретения — повышение термостойкости, газопроницаемости, а также снижение трудоемкости очистки отливок от остатков керамической формы.

Эта цель достигается тем, что смесь для ч обсыпки керамических форм, получаемых по выплавляемым моделям, включающая карбонат шелочноземельиого металла и огнеупорный наполнитель, дополнительно содержит пористый зернистый огнеупорный материал с насыпным

3 959886 весом 900 — 1200 кг/м при следующем соотно-. шении ингредиентов, мас, %:

Карбонат щелочноземельного металла 20 — 80

Пористый зернистый огнеупор- 5 ный материал с насыпным ве-, сом 900 — 1200 кг/мз 50 — 10

Огнеупорный наполнитель Остальное

При этом в качестве пористого зернистого огнеупорного материала смесь содержит керам- $0 зитовый песок с насыпным весом 900 кг/мз.

Кроме этого, в качестве пористого зернистого огнеупорного материала смесь содержит пеностекло с насыпным весом 1200.кг/мэ .

Причем.в качестве карбоната щелочноэемель- 15 ного металла смесь содержит карбонат кальция.

Структура получаемой оболочки представляет собой капиллярно — пористое тело с очень развитыми капиллярами, в которые под действием сил поверхностного натяжения проникает 20 жидкая составляющая суспензия, что способствует упрочнению формы, снижает опасность ее расслоения, обеспечивает более полное протекание реакции термического разложения карбоната щелочноземельного металла с образова- 2$ нием чистой окиси кальция, наличие которой позволяет резко разупрочнять остатки оболочки при очистке отливки, воздействуя на нее кислым водным раствором.

Оптимизацию состава обсыпочного материала ЗЕ ,проводили методом математического планирования эксперимента. В качестве карбоната щелочноземельного металла использовался карбонат кальция, в качестве пористого зернистого огнеупорного материала — керамзитовый песок и пеностекло, а в качестве огнеупорного наполнителя применяли кварцевый песок.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами экспериментальной проверки возможности использования обсыпочной смеси для изготовления многослойных оболочек форм, получаемых по выплавляемым моделям.

Изготовление опьпной партии форм и образцов для определения прочности на изгиб, газопроницаемости, коэффициента, термического

45 линейного расширения; термостойкости проводили по следующей технологии.

Состав жидкой составляющей .суспензии, мас.%: этилсиликат 40 (ГОСТ5

1174 — 71) 38 — 40; ацетон (ГОСТ 2768 9) 52—

54; вода (ГОСТ 2874 — 73) 9,4 — 5,2;- соляная кислота, техническая (1382 — 69) 0,6 — 0,8; наполнитель суспензии — искусственный непрокаленный пылевицный кварц ПК вЂ” 3 (ГОСТ 9077-59) .

Суспензию готовили совмещенным сйособом (с малым количеством воды), содержание $10 в связующем растворе равно 16%.

Первый облицовочный слой наносили по обычной технологии. Об сынку предлагаемой смесью производили, начиная со второго слоя, в барабанном пескосыпе. Всего наносили 5 — 6 слоев, сушили вакуумно — аммиачным способом (в вакууме до 20 мм рт. ст.)

5 мин, затем во влажных парах аммиака

5 ми.

Как видно иэ таблиц, формы, обсыпанные предлагаемой смесью, обладают. повышенной термостойкостью, так как имеют низкий коэффициент термического линейного расширения, обладают хорошей газопроницаемостью в свя-, зи с более высокой пористостью, чем у обычных оболочковых форм, они легко разупрочняются после получения отливок, в результате чего трудоемкость очистки последних сокращается в два раза.

Карбонат кальция вводили в обсыпочный материал в виде мраморной крошки марки

ЭМК вЂ” 5, выпускаемой в соответствии с

ГОСТ 16426 — 70 которую получают измельчением естественных мраморов, и предназначенную для изготовления наполнителя цоколевочной мастики патронов источников света и электронных приборов. Керамзитовый песок вводили марки 500, выпускаемой в соответствии с ГОСТ 9759 — 76, представляет собой ис;», кусственный пористый материал, получаемый вспучиванием нри обжже силикатных пород или зол тепловых электростанций и имеющий насыпной вес 900 кг/мэ; Пеностекло использовали по ТУ 21-25-127-77, оно изготовля% ется из отходов стекольного производства путем вспучивания в псевдоожиженном слое и имеет насыпной вес 1200 кг/мэ, применяется при изготовлении теплоизоляционных материалов.. Зернистость всех вводимых в обсыпочный материал ингредиентов составляла от 0,2 до

0,4 мм.

Высокое значение термостойкости и газопроницаемости в сочетании с полной разупрочняемостью при гидратации оболочек, изготовленных из предлагаемого обсыпочного материала, позволяет изготовлять термостойкие, трещиноустойчивые, легкоразупрочняемые при очистке отливок формы, применение которых наиболее эффективно при литм по выплавляемым моделям алюминиевых отливок со сложными глубокими полостями и отверстиями.

Состав и свойства предлагаемой смеси для обсыпки приведены в табл, 1 и 2.

< 959886

Таблица 1

Г Г Л Г Гт

Ингредиенты, 50 20

20 50 80

50

Карбонат кальция

50 30

Кварцевый песок

10 — .30

Т аблица

Показатели свойств для предлагаемых составов

1 2 3 4 5 . 6 7

Свойства оболочковой формы

29 64

53 50

58 47 41

36,7 25,4 23,8 17,4

25,7 21,7 16,7

1,2 ЗД

2,7 2,6

3,3 2,8 2,3

2,1 6,8

53 3,-9

6,1 4,7 2,4

4,4 4,3

4,1 3,6 2,9

5,4 5,52 4 83 3,57 5,74 4,67 3 83

4,4 4,3 3,8 2 8

4,1 3,6 2,9

1,21 0,81 2,09 1,64 1,12

33 29 27

32 30

Условная пористость, %

Керамэитовый песок

Пен осте кло

Термостойкость (остаточиая прочность на воздухе от

Т вЂ” 850 С до 250 Ñ), %

Коэффициент термического линейного расширения

1/ С х 10е

Газопроницаемость (температура испытаний 22 С), ед

Газопроницаемость (температура испытаний 850 С), ед

Предел прочности прн статическом изгибе (температура испытаний 850 С), МПа

Предел прочности при статическом изгибе (температура испытаний 24 С), МПа

Предел прочности при статическом изгибе (температура испытаний 850 С), МПа

Предел прочности при статическом изгибе гидратированной оболочки (время гидратации 2 ч в кислом растворе), МПа

3,27 2,14

243 37

50 30 10

30 20 10

Формула изобретения

95988

Составитель Г. Зарбцкая

Техред А.Бабииец

Редактор В. Лазаренко

Корректор Л. Бокшан

Заказ 7098/13 Тираж 852 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

1. Смесь для обсыпки керамических форм, получаемых по вьшлавляемым моделям, включающая карбонат щелочноземельного металла 5 и огнеупорный наполнитель, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью повышения термостойкости, гаэонроницаемости и снижения трудоемкости очистки отливок от остатков керамичеокой формы, смесь дополнительно содержит но- >4 рнстый зернистый огнеупорный материал с насыпным весом 900 — 1200 кг/м при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Карбонат щелочноземельного металла 20-80

Пористый зернистый огнеупорный материал с насыпным весом 900 — 1200 кг/см 50-10

Огнеупорный наполнитель Остальное

2, Смесь по п. 1, отличающаяся 24 тем, что в качестве пористого зернистого огне6 . 8 упорного материала она содержит керамзитовый песок с насыпным весом 900 кг/мэ.

3. Смесь цо н. 1, о т л н ч а ю щ а я с я тем, что в качестве пористого зернистого огнеупорного материала она содержит пеностекло с насыпным весом 1200 кт/мэ.

4. Смесь по п. !, отличающаяся тем, что в качестве карбоната щелочноэемельного металла она содержит карбонат кальция.

Источники информации, щчщятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР У 160281, кл. В 22 С 9/00, опублик. 1962.

2. Авторское свидетельство СССР N 554060, кл. В 22 С 9/04, опублик. 1975.

3. Авторское свидетельство СССР У 103569, кл. В 22 С 9/04, опублик. 1955.

4. Патент Великобритании Р 1171196, кл. В 3 F, опублик. 1969.