Смесь для изготовления литейных форм по выплавляемым моделям

р ц 519272 Союз Советских Социалистических Республик(51) М Кч ". В 22 С 9/04 1) 2097265/02 22) Заявлено 14.01,7 присоединением заявкиГосударственный комите Совета Министров СССР по делам изобретенийи открытий(088.8) ата опубликования 72) Авторы изобретения Е. Н. Дудаль, Н. Н. Беньковский, Ю. С. и И, П, Старченко Всесоюзный научно-исследовательский и пр институт ювелирной промышл(54) СМЕСЬ ЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМЫПЛАВЛЯЕМЪМ МОДЕЛЯМ 2 53 - 57 14 - 18 27 - 30 Изобретение может быть использовано для изготовления мелких деталей сложной конфигурации из цветных, редких и благородных металлов и их сплавов и может найти широкое применение в приборостроительной ювелирной промышленности.Известна сухая кристобалито-гипсовая формовочная смесь, состоящая из 65 - 70% кристобалита (одна из модификаций кремнезема ЯО) и 30 - 35% высокопрочного гипса Са 04 1/2 НО с минеральными известковыми, клеевыми или гипсо-клеевыми замедлителями схватывания, применяемая в виде суспензий, затворенных на воде, на ювелирных предприятиях в СССР и за рубежом при изготовлении литейных форм для точного литья по выплавляемым моделям, Однако такая смесь дорогая, так как природные месторождения кристобалита встречаются редко, а его искусственное получение чрезвычайно трудоемко, Кроме того, наличие в смеси известково-клеевых, гипсово-клеевых и прочих добавок приводит к значительной шероховатости отливок, что требует дополнительной трудоемкой обработки, увеличивает безвозвратные потери редких и благородных металлов и в конечном счете повышает стоимость готовых изделий.Известны быстросхватывающие формовочные смеси с гипсовой связкой и различными огнеупорными наполнителями, обладающие свойствами кристобалита, например у-тридимит, корунд и др., используемые в зубоврачебной практике. Их применяют по упрощенной технологии без вибровакуумирования, что обуславливает полную непригодность упомянутых смесей в качестве заменителей кристобалито-гипсовых смесей, Прототипом предлагаемого состава является смесь Силаур З-б, содержащая следующие ингредиенты в затворенном состоянии, вес. %:ДинасГипсВода 15Эта смесь благодаря высокой щелочностидинаса имеет повышенную вязкость, Формы из этой смеси, значительно разупрочняясь в процессе прокаливания, отличаются низкой 20 газопроницаемостью (0,3 - 0,4 по Дарси) ивысокой осыпаемостью (до 35 - 40% по ГОСТу 2189 - 62), что является причиной высокого брака получаемых в таких формах отливок по газовым и неметаллическими включениями, 25 свищам и прорывам.С целью повышения прочностипластичности, газопроницаемости, понижения осыпаемости, газотворности и достаточного замедления схватывания смеси предлагаемый состав Зо смеси дополнительно содержит азотную и ща 51927210 15 велевую кислоты при следующем соотношенииингредиентов, вес, о/о ,ДинасГипсВодаАзотная кислотаЩавелевая кислота Азотная кислота в этой смеси играет роль нейтрализатора содержащихся в динасе окислов СаО, РеО, А 1,0, и др., обусловливающих повышенные щелочность и вязкость его водных суспензий, В процессе нейтрализации в суспензии образуются нитраты кальция, железа и алюминия, значительно улучшающие ее реологические свойства, На основе этих солей и гипса (вводимого в суспепзию после нейтрализации) образуется смесь, дина о-гипсо-азотнокислая (ДГА), обусловливающая более высокую прочность литейных форм по сравнению с формами из Силаур З-б (в которых в качестве связующего используется только гипс) как в сыром, так и в обожженном состояниях. Эта смесь также способствует значительному повышению газ опроницаемости (от 0,3 - 0,4 до 0,6 - 1,0 по Дарси) и снижению осыпаемости (с 35 - 40/о до 5 - 10% по ГОСТУ 2189 - 62) по сравнению с формами из Силаур З-б, за счет чего значительно снижается брак отливок по газовым и неметаллическим включениям,Щавелевая кислота предназначена для устранения вредного ускоряющего эффекта двухвалентного железа, содержащегося в динасе, и для замедления схватывания гипсосодержащих суспензий ДГА, достаточного для изготовления качественных литейных форм методом вибровакуумирования.П р и м е р 1. Суспензия, содержащие, /о: 29,00 воды, 55,00 динаса, 1,50 НХОз, 0,05 НСО 4 и 14,4 гипса, имеют средние значения коэффициента внутрижидкостного трения р=О,О 42 и периода текучести т=10,42 мин, соответствующие сырые формы через 16 час, с момента полного затвердевания (по 50 г игле Вика) дают среднюю относительную усадку Л+0,03, наиболее важные технологические свойства таких же литейных форм после обжига (с целью обезвоживания, выплавления, выжигания модельного воска и упрочнения спеканием) имеют следующие средние значения: податливость (П) 1,52 , осыпаемость (Ос) 7,3%, газопроницаемость (К) 0,5, удельный коэффициент газовыделения (а) 7,2 см/мин; максимальное относительное линейное термическое расширение (Л 1 о,) 0,88 о , пределы прочности; о" сжатия 6,0 кгс/см, о" разрыв 0,7 кгс/см,П р и м е р 2. Суопензии содержат, /о. 27,00 воды, 63,00 динаса, 1,8 НХОо; 0,65 НС 04 и 8,15 гипса, Сырые и обожженные литейные формы обладают следующими средними значениями вышеперечисленных параметров: р," = 0,035, т = 11,2 мин, Л = +0,12, П=1 82 о/ Ос=7 15 о/о К=О 75 а = 20 25 Зо З 5 40 45 50 55 00 05 4=0,7 кгс/см.П р и м е р 3. Суспензии при содержании, /о, 23,50 воды, 72,50 динаса, 2,00 НХОз, 0,05 НС 04 и 2,45/о гипса имеют следующие значения: у=0,035; т=12 мин; Л=+0,24; П= =6,2 о/о, Ос=5,9; К=,08; а=2,1 см/мин - 1 Юас = 1,81 %, о" = 7,2 кгс/ем о" =0,65 кгс/ем.Исходя из сущности этих примеров и учитывая различия в литейных свойствах применяемых сплавов, выделяются три основные группы разновидностей смеси ДГА: 1, От 10 до 16/о гипса - предпочтительно для литья относительно низкотемпературных сплавов (/.(900 С) с незначительной литейной (объемной) усадкой 1 ), например, на основе А 1 и Мд2. От 5 до 9% гипса - для литья сплавов с 1=900 в 12 С и литейной усадкой, равной 1 - 30, например, на основе Сц, Ац и Ад,3, От 2,2 до 4,0% гипса - для литья сплавов с 1,Л)1200 С, например, на основе ге, Со, %, Р 1 и др.Таким образом, выбор соотношения содержаний гипса и динаса (порошка) в предложенной смеси ДГА определяется литейными свойствами выбранного материала отливок.В свою очередь, это соотношение определяет выбор содержания воды (в указанных выше пределах 23,5 - 29%). Чем выше содержание гипса (или ниже - динаса), тем выше должно быть содержание воды и наоборот. Для его расчета в каждом конкретном случае применяется прием интерполяции (по вышеуказанным пределам). В соответствии с указанным выше условием предварительной нейтрализации динаса установлена единственно целесообразная технологическая последовательность смешивания компонентов с водой: динас, азотная, щавелевая кислоты и гипс,Последний вводится в суспензию только после полной нейтрализации динаса азотной кислотой.Момент завершения нейтрализации определяется по прекращению выделения из суспензии тазов (нейтрализация может быть ускорена за счет применения вакуума).Поскольку различные сорта динаса обладают различной щелочностью, то оптимальное количество азотной кислоты в указанных выше пределах (1,5 - 2,0/о ), связано с ней: рН=7,0 - 7;5 соответствует нижнему пределу необходимого количества НМОз, равному 1,5 ; рН=10,5 - 11,0 - верхнему, равному 2,0%. При промежуточных значениях рН (по отношению к указанным - предельным) неооходимое количество НКО; определяется путем интерполяции.Критерием выбора необходимого количества замедлителя - щавелевой кислоты в указанных пределах (0,035 - 0,07) является период текучести т суспензии (смеси) ДГА,519272 определяемый как промежуток от ввода в суспензию гипса до исчезновения водной пленки на поверхности затвердевающей смеси,Этот выбор производится опытным путем по условию: 10(т 14 мин,В табл. 1, 2 приведены составы и свойства предлагаемых смесей. 1 обжига = сопз 1= =850 С, т обжига=сапам=8 час, измерения Ь(макс Осж, бр р ПрОВОдИЛИСЬ ПрИ тЕМПЕратуре формы=700 С, П, а, - при температуре формы=550 С, остальные - после охлаждения до комнатной температуры,Таблица 1 Состав, вес, о,а-гипсвысокопрочный Азотная Щавелевая СмесьВода кислота кислота Силаур Зб"1 16,00 14,45 8,15 2,45 1,50 1,80 2,00 0,05 0,05 0 05 Т а блица 2 Максимальное расширение,Податливость после обжига,О( гО Осыпаемость, Период текучести,мин0,84 0,88 1,40 5 4,0 6,0 8 0 7,2 0,098 О 042 0,035 0,7 7,37,155,9 7,2 0,70,65 3,8 2,1 6,2 1,81 0,035 Формула изобретения жения осыпаемости и газотворности литейных форм, она дополнительно содержит щавеле.ву(о и азотную кислоты при следующем соот ношении компонентов, вес. %: Смесь для изготовления литейных форм по выплавляемым моделям, преимущественно для литья ювелирных и подобных изделий из цветных, редких и благородных металлов и их сплавов, включающая динас, гипс и воду, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения схватывания смеси, повышения прочности, пластичности газопроницасмости и сни 15 Составптель В, Муравьева Техред Е, ПодурушинаКорректор Л. Котова Редактор Т. Пилипенко Заказ 2274,6 Изд.1560 Тираж 1003 Подписное Ц 1-1 ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 7 К, Раушская паб., д. 45+О, 03 +0,03 +0,12 +0,24 Дипас сорта СД"порошок с дисперсностью 0,01 мк 55,00 55,00 63,00 72,00 0,54 0,50 0,75 1,08 ДинасГипсВодаАзотная кислотаЩавелевая кислота 29,00 29,00 29,00 23,50 Удельнын коэффициент газовыделения,см/ыин 55,0 - 72,02,5 - 14,5235 - 2901,5 - 2,00,035 - 0,07