Состав смеси для изготовления литейных форм

(51)5 1 ИТ/Й БРЕТЕ ДЕТЕЛ ЬСТ 8 У 8 ТОРСКОМУ к металлургии,сей для получевышение качестя их пористости,Указанная цель смесь для изготовле держит огнеупорную электрокорунда и вод шении, мас. О(,. огнеу оксиды РЗМ 9,2 - 25 вода 8 - 14, при этом ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ(54) СОСТАВ СМЕСИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ(571 Использование; изобретение относится к литейному производству для изготовления литейных форм при изготовлении отливок преиму цественно из бериллиевых сплавов. Сущность: состав содержит следующие ингредиенты, мас.о/,: огнеупорная глина 9,2 - 21,5; оксиды редкоземельных металлов (РЗМ) 9,2 - 25,8; корунд 41,4 - 68,8; вода 8 - 14, При этом используются оксиды РЗМ цериевой группы. получаемые при промышИзобретение относитс в частности к составам см ния литейных форм. Цель изобретения - и ва отливок за счет снижен механических свойств.достигается тем, что ния литейных форм соглину, оксиды РЗМ, у в следующем соотнопорная глина 9,2 - 21,5; ,8; корунд 41,4 - 68,8: оксиды РЗМ включают ню спи 1743671 А 1 1/06, 1/18фф вАк;,.;.2ленной переработке аппатита, лопарита и фосфорита и содержащие, мас.о. 45 - 55 оксида лантана и 45 - 55 оксида церия, Для приготовления смеси ингредиенты смешивают в бегунах, после чего производят формовку форм, Формы вначале подвяливают на воздухе в течение 24 ч, после чего их подвергают обжигу по следующему режиму: нагрев в печи со скоростью 150 С/ч до 1000 - 1100 С, выдержка при этой температуре в течение 2 - 4 ч и последующее охлаждение вместе с печью. В результате обжига образуется масса. состоящая из частичек электрокорунда и оксидов РЗМ, скрепленных каолинитом (А 20 з 23102) и муллитом (ЗА 20 з 25102), обладающая высокой термо стойкостью, Кроме того, оксиды РЗМ снижают реакционную способность смеси, повышают термодинамическую стойкость смеси и ее теплоаккумулирующую способность, которая позволяет получать беспористые отливки с более мелкой структурой металла, Внедрение изобретения позволит повысить механические свойства отливок. в частности, прочность и удлинение. следующие ингредиенты: оксид лантана 45 - 55; оксид церия 45 - 55,Литейная форма, изготовленная из указанной смеси, подвергается обжигу в печи при 1000 С с выдержкой 2 - 4 ч,Образовавшаяся в результате обжига масса представляе из себя смесь песчинок электрокорунда и окислов РЗМ, скрепленных образовавшимися в результате обжига каолинитом (А 20 з 23102) и муллитом (ЗА 20 з 23102), что увеличивает термостойкость. Количество глины в данном случае подобрано так, чтобы смесь по податливости отвечала необходимым требованиям,5 10 15 20 30 35 40 50 55 Повышение количества корунда в предложенном составе приводит к повышению термостойкости смеси и улучшению качества отливок за счет уменьшения засоров и пористостей и уменьшения взаимодействия материала формы с заливаемым металлом,Дополнительный ввод в состав смеси окислов РЗМ приводит к снижению реакционной способности за счет создания ими при температурах заливки устойчивых хи- мических соединений, повышает термодинамическую стойкость смеси, Кроме того, они повышают теплоаккумулирующую способность смеси, способствуя образованию более мелкой структуры металла. При вводе в состав смеси менее 9,2% окислов РЗМ их количество не достаточно для проявления указанного действия, и качество металла в отливке понижается. При их содержании в смеси более 25,8% не достаточна общая прочность смеси, что приводит к засорам и ухудшению качества отливок,Ввод огнеупорной глины в состав предложенной смеси обусловлен необходимостью создания пластичности смеси при формовке, обеспечивающей получение качественных отливок с высокой размерной точностью. При содержании глины в смеси менее 9,2 мас.% качество отливок резко снижается вследствие повышения осыпаемости, снижения термостойкости, снижения размерной точности, а также пластичности смеси при формовке, При содержании глины более 21,5 мас.% не обеспечивается необходимое качество металла вследствие взаимодействия кремнезема, содержащегося в глине; с бериллием с образованием дефектов в отливках,При содержании воды в предлагаемом составе менее 8% снижается качество получаемых отливок за счет увеличения осыпаемости и снижения прочности смеси после прокалки, При увеличении содержания воды в смеси более 14% в процессе обжига увеличивается усадка формы, что приводит к нарушению геометрических размеров отливки и образованию трещин в форме,П р и м е р, Для экспериментальной проверки предлагаемого состава были приготовлены 6 составов смесей (включая прототип), три из которых показали оптимальные результаты (смеси 1 - 3), Для приготовления смесей использовался белый электрокорунд марки 25 Л в виде микро- порошков зернистостью М 5, М 16 и М 40, окислы РЗМ, огнеупорная глина ТК-847- 72. Смешивание компонентов смеси производилось в бегунах модели 114 А с добавкойводы в количестве 8% сверх 100% и перемешивании 5 - 10 мин. После формовки смесь выдерживалась при комнатной температуре 24 ч, после чего она обжигалась по следующему режиму;1) нагрев в прокалочной печи со скоростью 150 С/ч до 1000 С - 1100 С;2) выдержка при 1000 С 2 - 4 ч;3) охлаждение вместе с печью.Термостойкость смеси определялась на стандартных образцах 30 х 50 мм на установке УСконструкции ЦН И ИТМАШ при 1300 С, Технология приготовления смесей для образцов аналогична описанной в примере. Качество металла оценивалось по величине пористости в отливке и достигаемым механическим свойствам,Испытывались смеси предложенного состава в сравнении с выходящими за заявленные пределы по содержанию компонентов и смесь прототипа. Как следует из приведенных данных, предложенная смесь обладает более высокой термостойкостью и обеспечивает получение более высокого качества металла в сравнении с известной смесью за счет снижения пористостей и увеличения его механических свойств, Наряду с указанным применение предложенной смеси позволяет изготовлять формы для бериллиевого литья способом опочной формовки. Это позволило получить крупногабаритные отливки из спецсплавов на основе бериллия более сложной конфигурации, а также устранить ограничения, связанные с весом отливок, вызванные применением технологии литья по "выплавляемым моделям". Формула изобретения Состав смеси для изготовления литейных форм, используемого при получении отливок, преимущественно из бериллиевых сплавов, включающий корунд, огнеупорную глину и воду, отл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повышения качества отливок за счет снижения их пористости и улучшения механических свойств, он дополнительно содержит оксиды редкоземельных металлов (РЗМ) при следующем соотношении ингредиентов,мас,%;Огнеупорная глина 9,2 - 21,5 Оксиды РЗМ 9,2 - 25,8 Корунд 41,4 - 68,8 Вода 8,0 - 14,0 при этом оксиды РЗМ содержат следующие ингредиенты, мас.%:Оксид лантана 45 - 55 Оксид церия 45 - 55