Способ изготовления керамических форм по выплавляемым моделям методом электрофореза и керамическая суспензия для его осуществления

СВ.;скцатчятфбпиотек.;1 с,О П И С А Н И Е пц 564919ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик, свид-ву 22 С 9/04 22 С 1/20 1) М 775 0 кисудврстеенный камит авета Мииистрав ССС па делам изааретенийи аткрытий(23) При Опублик ритетано 15,07.77, Бю летень2 53) УДК 621,74.046;(088,8) Дата опубликования описания 01.08,77(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ФОРМ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ ДОМ ЭЛЕКТРОФОРЕЗА И КЕРАМИЧЕСКАЯ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯСУСПЕН МЕТО изобре- тигаемоорая ис- мической Изобретение относится к литеиному производству, в частности к получению огнеупорных керамических форм по выплавляемым моделям методом электрофореза,Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения оболочек методом электрофореза за счет осаждения слоя покрытия из керамической суспензии на блоке моделей необходимой толщины с последующей обсыпкой осажденного слоя огнеупорным материалом.Полученная таким способом оболочка приемлема только для заливки углеродистых сталей. Для получения керамических форм методом электрофореза используют суспензии, которые содержат огнеупорный наполнитель, электролит, связующее, воду.Известна суспензия, содержащая наполни- тель, воду, связующее, а в качестве электролита натриевые соли фосфорных кислот. Однако формы, изготовленные из известной суспензии, позволяют получать отливки только из черных сплавов и, кроме того, требуют длительной сушки.Наиболее близкой к описываемомугению по технической сущности и досму результату является суспензия, кот пользуется для формирования кера формы для точного литья методом электрофореза, содержащая огнеупорный наполнитель, воду, 5 - 10%-ный водный раствор цепных фосфатов и в качестве связующего глину при5 слсдующем соотношении ингредиентов, вес. %:Вода 14 - 18 Глина б - 15 5 - 10%-ный водный растворцепных фосфатов 0,05 - 0,2 10 Огнеупорный наполнитель ОстальноеВ качестве огнеупорного наполнителя используют смесь маршалпта и кварцевого песка 01 б=Об 3 при следующем соотношении ингредиентов, вес. %:15 Маршалит 50 - 70Кварцевый песок ОстальноеГлина вводится как связующее с целью повышения седиментационной устойчивости суспензии, упрочнения оболочковой формы при 20 обжиге.В процессе сушки по известному способу достижение керамической оболочкой прочности происходит в течение 24 - 28 ч. Это объясняется тем, что используемая в качестве связую щего глина не дает, возможности поднять температуру сушки выше 24 - 2 бС, так как для удаления влаги из глины, набухающей в суспензии, необходимо длительное время, а повышение температуры приводит к растрескива нию оболочки.564919 4д - 10%-ный водный растворцепных фосфатов 0,05 - 0,2Мочевиноформальдегиднаясмола 1 - 4 5 Фуриловый спирт 1,5 - 5Огнеупорный наполнитель ОстальноеВ качестве огнеупорного наполнителя используют смесь маршалита и кварцевого песка 0,1 б=0,63 при следующем соотношении ингре диентов, вес, %:Маршалит 50 - 70 Кварцевый песок ОстальноеПримеры, доказывающие оптимальность содержания смолы и фурилового спирта в сус пензии при оптимальном содержании другихсоставляющих ингредиентов приведены в таблице,Предел прочностина изгиб, кг/смПредел прочности прокаленных образцовпосле теплосмены,кг/см Толщина сформи рованного осадка,Содержание мочевиноформальдегидной смолы,вес, %60 60 60 60 60 85 110 130 150 150 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 70 90 100 125 125 65 80 90 90 90 0,5 1,5 3,5 5 6 4,532,52,02,0 0,5 1 3 4 5 Вязкость суспензии 22 - 25 с. Добавление к мочевиноформальдегидной смоле фурилового спирта позволяет повысить термостойкость 20 оболочек. Это объясняется раскрытием двойных связей фурановых ядер молекул фурилового спирта, что приводит в процессе отверждения к созданию более жесткой структуры с большим числом поперечных связей.Процесс получения керамических оболочек заключается в следующем.В мешалку заливают жидкие составляющие суспензии (воду с электролитом, в качестве которого вводят 5 - 10%-ный раствор цепных 30 фосфатов, а именно: водный раствор гексаметафосфата натрия, водный раствор тринатрийпирофосфата натрия, раствор триполифосфата натрия, распвор,пирофосфата натрия), затем мочевиноформальдегидную смолу и фу риловый спирт, тщательно их перемешивают, после чего добавляют огнеупорный наполни- .тель и все составляющие вновь перемешивают до получения однородной суспензии.После электрофоретического осаждения сус пензии на модельный блок, который объединяет модели и литниковую систему, полученный слой обсыпают огнеупорным материалом, предварительно плакированным контактом Петрова, и сушат 2 - 2,5 ч при 35 - 70 С. Кон такт Петрова является в данном случае отвердителем мочевиноформальдегидной смолы, т. е. способствует ускоренному образованию Длительная сушка, в основном, определяет трудоемкость изготовления керамических оболочек, требует значительных площадей для камер сушки и сложной аппаратуры для поддержания заданных режимов.С целью, получения универсальных оболочек для заливки черных и цветных сплавов предлагается осажденный методом электрофореза слой керамической суспензии обсыпать огнеупорным материалом, предварительно обработанным контактом Петрова.Керамическая суспензия для осуществления описываемого способа в качестве связующего содержит мочевиноформальдегидную смолу и фуриловый спирт при следующем соотношении ингредиентов, вес, %:Вода 14 - 18 полимера. Для этого контакт Петрова добавляют к материалу обсыпки в количестве 2 - 5 вес. %. Указанное количество выбирают из условий достижения максимальных прочностных свойств получаемой оболочки и максимального сокращения времени сушки при минимальном расходе компонентов.Универсальность оболочек обеспечивается созданием противопригарной атмосферы при заливке черных и цветных сплавов за счет содержания в мочевиноформальдегидной смоле мочевины.Отверждение мочевиноформальдегидной смолы, используемой в качестве связующего, происходит при температуре поликонденсации, т. е. не ниже 35 С. Без ущерба качества получаемых оболочек температура может быть повышена до 70 С, т. е, до температуры, прикоторой пе происходит размягчения материала исходных моделей. Это определяет целесообразный диапазон температур сушки 35 - 70 С,Сушку проводят, создавая принудительное движение воздуха 3 - 5 м/с.Описываемый способ изготовления керамических оболочек обеспечивает:получение качественных отливок из черных и цветных, в том числе магниевых сплавов;повьшенне прочности оболочек;сокращение производственной площади за счет уменьшения площадей, занимаемых сушилками;Редактор Н. Корченко Корректор А. Степанова Заказ 1696/4 Изд. М 619 Тираж 995 Подписное ЦИ 111 ПИ Госмдарствеиного комитета Совета Мпппстров СССз по делам изобретений и откргятпй 113035, Москва, )К, Раугпская иаб., д. 4 5Типография, пр. Сап;ч ова, 9 повышение производительности полученияоболочек в 9 раз. Формула изобретения1. Спосоо изготовления керамических форм по выплавляемым з 1 оделям методом электрофореза путем оса 2 кден 1 тя керамической сус пензии на блок моделей с последующей обсыпкой сформированной керамической оболочки огнеупорным материалом и сушкой, отличающийся тем, что, с целью получения универсальных оболочек для заливки черных и цветных сплавов, осажденный слой керамической суспензии обсыпают огнеупорным материалом, предварительно обработанным контактом Петрова,2. Керамическая суспензия для осуществления способа по п. 1, включающая огнеупор ный наполнитель, 5 - 10%-ный водный раствор цепных фосфатов, связующее, воду, отл и ч а ю щ а я с я тем, что она в качестве связующего содержит мочевиноформальдегидную смолу и фуриловый спирт при следующем соотношении ингредиентом, вес, %: 5 - 10%-ный водный растворцепных фосфатовМочевиноформальдегиднаясмолаФуриловый спиртВодаОгнеупорный наполнитель