Суспензия для изготовления оболочковых литейных форм по выплавляемым моделям

30 Изобретение относится к литейному производству, в частности к изготовлению отливок из тугоплавких химически активных металлов, жаропрочных и других высоколегированных сплавов по выплавляемым моделям.Цель изобретения - повышение качества форм за счет увеличения их прочности, газопроницаемости и уменьшения взаимодействия с заливаемым металлом.Перхлорат калия (КСК)4) при проколи 1 О вании форм, изготовленных из предлагаемой суспензии, разлагается с выделением хлорида калия и кислорода. В присутствии жидкого хлор ида раз рыхл яется оксидная пленка на поверхности частиц алюминия, что обеспечивает более полное спекание порошка алюминия с огнеупорным наполнителем, Благодаря этому увеличивается прочность форм, уменьшается их взаимодействие с заливаемым металлом, Газо- проницаемость форм возрастает за счет пор, 20 образующихся при выделении кислорода.Суспензию готовят раздельным способом. Связующим служит раствор гидролизованного этилсиликата. В качестве органического растворителя используют спирт, ацетон, эфиро-альдегидную фракцию, а в качестве катализатора гидролиза - соляную или азотную кислоту. Условное содержание в гидролизате ЯО 8 - 20 Я. Связующее имеет состав, масг:Этилсиликат20,2 - 48,1Органический раствор итель 78,3 - 48,4Кислота 0,34 - 0,8Вода 1,16 - 2,7В качестве огнеупорного наполи ителя суспензии используют дистенсиллиманит или смесь порошков электрокорунда, например, следующего состава, Я: М 5 25; 3 40;5 35, Дистенсиллиманитовый наполни- тель используют для получения отливок из жаропрочных, а электрокорундовый - из тугоплавких, например. из титановых, спла вов.Используют следующие марки алюминиевых порошков АСД, АСД, АСД-О, ПА.Предпочтительнее использовать порошок АСД - 4 как наиболее дисперсный, имеющий45 высокую удельную поверхность 0,34 - 0,38 м/ч. Перхлорат калия вводят в суспензию в виде дисперсного порошка, зернистость которого соответствует зернистости огнеупорного наполнителя и алюминиевого порошка.50Соотношение между перхлоратом калия и алюминиевым порошком 0,07 - 0,12. При изготовлении форм из предлагаемой суспензии сушку нанесенных слоев осуществляют на воздухе, в воздушно-аммиачной среде, а также вакуумно-аммиачным способом, Для обсыпки слоев используют шлифзерно20-80 электрокорунда белого и нормального, карбида кремния, а также высокоглиноземистого шамота зернистостью 63 - 160 мкм.Удаление разовых моделей осуществляютв горячей модельной массе, в воде, горячим воздухом. Формы прокаливают в окислительной" атмосфере при 800 в 11 С в течение 2 - 5 ч.В табл. 1 приведены составы предлагаемых (примеры 2 - 7) и известной (пример 1) суспензий.Содержание ЯО в гидролизованном растворе этилсиликата - 40 для электрокорундовых форм составляет 8 - 9 мас,Я, а для дистенсиллиманитовых 11 - 13 мас.Я, Вязкость электрокорундовой суспензии по вискозиметру ВЗ - 4 для 1-го слоя 45 - 50 с, для 2-го 30 - 35 с и для остальных 15 - 20 с, для дистенсиллимантовой суспензии соответственно 60 - 70 с, 35 - 40 с и 25 - 30 с.В качестве присыпки используют электрокорунд белый фракции20 для 1-го слоя и фракции50 для остальных.Сушку слоев осуществляют вауумноаммиачным способом, выгонку моделей - в горчей модельной массе, прокалку форм - в окислительной атмосфере (на воздухе) при 980 - 1000 С в течение 4 - 5 ч.Изготавляют 5-ти слойные стандартныекерамические образцы и 9-ти слойные формы - электрокорундовые для отливок из титанового сплава ВТ 9 Л и дистенсиллиманитовые для отливок из жаропрочного сплава ЖС - 6 К.Заливку титановых сплавов производятв печи ВДЛ - 4, а жаропрочных - в печи ИСВ - 0,04. Вакуум в печах достигает 10 мм рт. ст.Технологические свойства форм и полученных в них отливок, приведены в табл. 2.Как видно из данный табл. 2, введениеперхлората калия в диспензию способствует усилению процесса твердофазного спекания - количество остаточного алюминия уменьшается на 50 - 60 Я, удельная прочность форм возрастает в 1,2 - 1,5 раза, а газопроницаемость в 1,3 - 1,4 раза. На титановых отливках уменьшается глубина слоя, видоизмененного из-за взаимодействия формы с металлом - загрязненного оксидами, с видоизменной структурой, склонного к растрескиванию. На отливках из жароупорного сплава улучшается поверхность.Содержание в суспензии алюминиевогопорошка менее 1,5 Я не обеспечивает снижения химической активности форм, а его содержание выше 8,0 Я затрудняет выбивку форм, снижает их газопроницаемость и податливость. При концентрации перхлората калия в суспензии менее 0,1 Я не достигается эффект упрочнения форм и повышения качества поверхности отливок. При его концентрации выше 1 Я ухудшается шероховатость поверхности отливок за счет увеличения в форме продуктов разложения хлоридов.1238880 Таблица 1 1 Содерканне в составе суспензии, мас."ь Ингредиенты Раствор гидролизованного эталсиликата ЭТС22 20 25 28 32 35 40 Порошок алюминиеной АСД5 15 1,5 5 8Оэ 5 05 Оэ Оэ 5 1 вО 10 1,0 Перхлорат калия Наполнитель огнеупорныйэлектрокорунд 69,5 70,4 68 71 Дистенсиллиманит 66,4 59,5 51 Таблица 2 Показатели для состава 2 3 4 5Технологические свойства форми отливок Известно167 Количество остаточного алюминия,х 14 13 12 34 15 12 12 Прочность на изгиб после прокалки, кгс/см к 26 32 38 35 8 12 19бм Газопроницаемость,И к 0 а 16 14 014 015 02 11 1,5с, й Шероховатость поверхности отливки,ка 40 40 40 40 16 16 25 Глубина нидоизмененного слоя, мм 150 50 100 125 Класс точности отлиЛТЗ,ЛТ 4 ЛТЗ ЛТ 2 ЛТ 2 ЛТ 2 ЛТЗ ЛТ 2,ЛТЗ ЛТЗ вок Удельная прочность, т.е. прочность, отнесенная к 12 введенного в суспензию алюминиевого порошка АСД,ч"С дистенсиллиманитовым наполнителем,Составитель В. Иванов Техред И. Верес Корректор М. Максимишинец Тираж 757 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретении и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4Редактор Н. ДанкуличЗаказ 3330/7 3Реализация изобретения позволяет снизить дефектность отливок по трещинам, газовым включениям, оксидным пленам, химсоставу, уменьшить брак отливок из-за разрыва литейных форм в 1,6 - 1,9 раза по газовым раковинам, пленам и засорам в 1,3 - 1,6 раза улучшить качество поверхности отливок.