Состав для упрочнения оболочковых форм

(19) 51)5 В 22 С 1/О ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(21)4925891/02:, (57) Изобретение относится к литейному (22) 05.03,91производству, в частности к формовочным (46) 23,12.92. Бюл. М 47: ., смесям и материалам для изготовления"ли- (71) Научно-производственное объединение тейных форм и стержней. В составедля уппо технологии машиностроения "РостНИ- рочнения оболочковых форм (СУОФ) на ИТМ" :.: основе кварцевогопеска в качестве техно- (72)Ю.С.Синюшин,Н.А.Кадякина,В.Я,Риви- логической добавки содержится вермикуна, А.А.Ребик и В.Ф;Рий,:лит, при этом в качестве связуюЩего (С) (56) Авторское свидетельство СССР используется гипсоваясуспензия присле- К. 506464, кл. В 22 С 9/04, 1976. дующем соотношении компонентов, мас.%:: Авторское свидетельство СССР связующее 72 - 75; вермикулит 8 - 20; кварце- М 282604, кл. В 22 С 3/00, 1969. вый песок - остальное, СУОФ способствуетАвторское свидетельство СССР улучшению качества отливок за счет устраМг 1142212, кл, В 22 С 1/00, 1985. нения коробления форм и повышения газопроницаемости СУОФ, а также улучшению (54) СОСТАВ ДЛЯ УПРОЧНЕНИЯ ОБОЛОЧ- качества очистки отливок"от упрочняющего КОВЫХ ФОРМ . состава. 1 з.п. ф-лы,2 табл. Изобретение относится к литейному производству; в частности к формовочным смесям и материалам для изготовленйя литейных форм и стержней и может быть использовано для получения упрочненных оболочковых форм в литье по выплавляемым моделям.Известен состав для упрочнейия оболочковых керамических литейных форм, состоящий из огнеупорного материала,дунитоперидотитового порошка, гидроокиси кальция и ортофосфорной кислотыНедостатками состава являются: то, чтопри его изготовлении используются дорогйе и дефицитные материалы - ортофосфорная кислота, гидроокись кальция, дунитоперидотитовый порошок, а также имеет место высокая прочность после прокаливания со- става, что затрудняет отделение отливок от" с.оста ва.Известен также состав для упрочнеййякерамических оболочек, включающий шлак феррохромового производства, жидкое стекло, пенообразователь и кварцевый пе- Я сок.Недостатками состава является низкое качество отливок вследствие значительного уменьшения объема при нагревании упрочняющего жидкостекольного связующего, При этом происходит сжатие. оболочки формы и выпучивание ее во внутрь формы. Кроме того, состав после прокаливания и заливки формы металлом спекаются, что затрудняет процесс очистки отливок от оболочки.Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является смесь для упрочнения оболочковых форм при прокаливании их без опок;, содержащая компоненты"при следующем соотношении, млс.:Шлак феррохромовогопроизводства 9-11 Карбонат кальция 15-60 Поваренная соль 3-г Жидкое стекло 14-16Пенообразователь 0,2-0,3Кварцевый песок ОстальноеУказанная смесь способствует уменьшению обезуглероженного слоя на отливках и снижению осыпаемости форм послепрокаливания,Эта смесь имеет аналогичные недостатки, что и указанный выше аналог: уменьшение объема при нагреваниижидкостекольной упрочняющей смесивследствие потери его адсорбционной и химически связанной воды, находящейся в составе жидкого стекла, Это вызывает сжатиеоболочки, ее изгиб и разрушение. Далее,при нагреве форм при температуре 800 С,прочность упрочняющей смеси резко падает,. образуется расплав, происходит спекание, характерное для всех жидкостекольныхсоставов, Усиливает спекание и ввод легкоплавкого соединения - поваренной соли.Вследствие спекания ухудшается газопро ницаемость смеси,Спекание упрочняющей смеси затрудняет процесс очистки отливок от оболочки,Рекомендуемое авторами душирование залитых оболочек применять можно не всегда,так как происходит закаливание углеродистого литья и возможно появление трещинв отливках.Целью изобретения является устранение указанных недостатков, т.е, улучшениекачества отливок за счет устранения коробления форм и повышение газопроницаемости упрочняющего состава, а такжеулучшение качества очистки отливок от упрочняющего состава.Эта цель достигается тем, что составдля упрочнения оболочковых форм при прокэливэнии их без опок, включающий неорганическое связующее, огнеупорныйнаполнитель и технологическую добавку согласно изобретению в качестве технологической добавки он содержит вермикулитпри следующем соотношении компонентов,мас.:Неорганическоесвязующее . 72 - 75Вермикулит 8 - 20Кварцевый песок Остальное,кроме того в качестве неорганического связующего он содержит суспензию гипса вводе при соотношении весовых частей гипс, вода - 1:2,36.П р и м е р. В лабораторных условияхНПО "РостНИИТМ" и в цехе точного литьяКупянского литейного завода были проведены исследования по изучению свойств состава для упрочнения оболочковых форм,В смеситель заливали 520 мл водопроводной воды ГОСТ 2874 - 82, затем вводили10 15 Оптимальное содержание гипсовогосвязующего в составе 72 - 75 мас,. При содержании его выше 75 мас.фсокращается55 время твердения состава, что снижае- технологичность. При содержании гипсового связующего менее 72 мас.снижается газопроницаемость состава, увеличивается время твердения и биение диска отливки турбинки. 20 30 35 40 45 50 220 г гипса строительного ГОСТ 125-70 иперемешивали 1 мин, В полученную суспензию вводили 110 г кварцевого песка Верхне-Днепровского карьера марки 1 К 02 А ГОСТ 2189 - 78 и перемешивали в течение 1,5 мин, а затем вводили 150 г вермикулитасредней фракции марки 100 ГОСТ 12865-67Полученный состав перемешивали 2 мин и заливали в форму цилиндра,для получениястандартных образцов ф 50 мм и й - 50 мм, которые после отверждения и прокалки при 1000 С подвергали испытаниям. Аналогичным образом были получены 5 вариантов предлагаемого состава и один вариант по прототипу.Влияние состава на коробление отливок проверяли на оболочковых формах турбинок для трубокомпрессора ТКР - 11. Для этого оболочковую форму устанавливали воронкой вниз в жакет так, чтобы между оболочкой и жакетом был зазор не менее 15 мм, и заливали приготовленным составом, Затем форму подвергали вибрации в течение 15-20 сек, Спустя 15-20 мин состав твердел, форму извлекали вместе с залитым составом и передавали на прокалку, Прокалку и заливку форм металлом производили без опок, После охлаждения состав лего разрушался, так как он не спекался и имел многочисленные поры. После обрезки прибыли отливки турбин подвергали выщелачиванию и контролю размерной точности (коробление диска турбинки).В табл.1 приведены составы М 1 - 5 по предлагаемому техническому решению и В 6 согласно прототипу.В примере конкретного исполнения предлагается состав М 3, пересчитанный в весовые части для удобства манипулирования,В табл.2 представлены свойства испытуемых составов для упрочнения оболочковых форм.Как видно из табл.2 газопроницаемость предлагаемого состава в 4 - 4,5 раза выше известного, прочность прокаливания, характеризующая степень разрушения состава, в 10-12 раз ниже, объемная масса состава уменьшается з 4-5 раз, биение диска турбинки сокращается в 3 раза.1782695 Таблица 1 ли ойства состава отливок ост 4(прототип Газопроницаемость,ед.Время твердения,минПредел прочности при сжатии после прокаливания при1000 С, МПа То же, в сыром состоянии через 1,5 ч, МПа Биение диска турбин 480,0 0,1 0,15 0,1 4 0,23 2 0,2 0,4 ки, мм Объемная масса со става после прокали вания при 1000",г/см9 0,61 0,6 0,6 2 При содержании вермикулита более 20 мас, резко снижается прочность состава после прокаливания, а при содержании менее 8 мас.% увеличивается биение диска турбинки и объемная масса состава. Гипсовая суспензия готовилась в соотношении гипс; вода - 1: 2,36 из расчета необходимой текучести по общепринятой технологии, а также исходя из последующейпрочности состава,Использование предлагаемого состава для упрочнения оболочковых форм обеспечивает следующие технико-зкономические преимущества;- значительно повышается газопроницаемость состава;- сокращается брак отливок по короблению и газовым раковинам;- сокращается трудоемкость очистки литья из упрочняющего состава;- отпадает необходимость в использовании опок из жароупорной стали,Формула изобретения 1. Состав для упрочнения оболочковыхформ, прокаливаемых без опок, включающее неорганическое связующее, огнеупор ный наполнитель и технологическуюдобавку, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью предотвращения коробления форм и повышения газопроницаемости упрочняющего состава, а также улучшения качества 10 отливок за счет упроцения процесса очистки отливок от упрочняющего состава, в качестве технологической добавки он содержит вермикулмт, а в качестве огнеупорного наполнителя - кварцевый песок, 15 при следующем соотношении компонентов,мас. :Неорганическоесвязующее 72-75 Вермикулит 8-2020 Кварцевый песок Остальное,2. Состав по п,1, о т л и ч а ю щи й с ятем;что в качестве неорганического связующего он содержит суспензию гипса в воде в соотношении 1:2,6 мас. ф.