Смесь для изготовления керамических форм и стержней по постоянным моделям

(22) Залелеио 050778 (21) 2639232/22-02с присоединением заявки Йо(23) Приоритет 22. С 1/00 Государствеииый комитет СССР до делан изобретеиий и открытий(0888) Дата опубликования описания 301279(54) . СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ ПО ПОСТОЯННЫМ МОДЕЛЯМИзобретение относится к литейному производству, в частности к смесям для изготовления керамических форм,по постоянным моделям при производстве отливок из сплавов, имеющих температуру плавления не выше 1200 С .Известны смеси для изготовленИя керамических форм по постоянным моделям, включающие связующее, побудитель гелеобразования и огнеупорный наполнитель 113Формы и стержни, изготовленные из известных смесей, прокаливают в печах 4-6 ч,Наиболее близкой по составу и достигаемому эффекту к изобретениюявляется смесь для изготовления керамических форм и стержней по постоянным моделям, включающая гидролизованный раствор зтилсиликата, побудитель гелеобраэования, кварцевый песок и пылевидный кварц при следующем соотношении ингредиентов, вес. Ъ:Гидролизованный растворзтилсиликата . 15, 7",.19,7 Побудитель гелеобраэования 0,5- 1,4 Пылевидный кварц 47, 3-50,2 Кварцевый ц 6 сок Остальное23формы и стержни, изготовленные изизвестной смеси, также требуют длительной операций прокаливания в печах,Целью изобретения является сокращение длительности прокаливания формза счет использования индукционногонагрева,Укаэанная цель достигается тем,что предлагаемая смесь дополнительно содержит окислы железа при следующем соотношении ингредиентов, вес,:Гидролиэованный растворзтилсиликата15, 7-19,815 Побудитель гелеобраэования 0,5-1,4Окислы железа 7,8-33)3Пыпевидный кварц 31,6-41,8Кварцевый песок Ос таль ное2 Сущность изобретения заключаетсяв том, что керамическая смесь содержит окислы железа в виде тонкоразмолотого порошка с размером частиц40-100 мкм, например окалины, а про 25 каливание форм и стержней, изготовленных иэ смеси по изобретению, производят при 600-700 С в индукционном поле с частотой 40-250 кГц и напряженностью поля 410 - 16 10 А/м,4430 Примеры выполнения,5 90 2,Приготовление смесей осуществляется в смесителе с частотой вращениямешалки 2800 об/мин, в который снача.ла заливают гидролизованный растворэтилсиликата, загружают пылевидныйкварц и перемешивают их в течение5-6 мин. Затем загружают в смесителькварцевый песок и перемешивают 2-3мин. После этого загружают окислы .- железа в виде тонкоразмельченного порошка с размером частиц 40-100 мкм,которые перемешивают с другими компонентами смеси в течение 2-3 мин.ПослЕдним "ввбдится гелеобразовательводный раствор триэтанопамййа; который перемешивают в течение 1-1,5 мин.Готовую смесь заливают в оснастку,в которой получают цилиндрический ке"ритмический стержень диаметром 50 мми высотой 50 мм, После извлечения изоснастки керамический стержень поджигают для удаления растворителя.Прокаливание образцов при температуре 600-700 С осуществляется в элект ромагнитном поле индуктора с частотой 0-250 Гц и напряженностью поля4. 10 - 16 104 А/м,25Достигаемая температура на боковой поверхности и в центре образцовпри их нагреве до 600-700 С определяегся с помощью термометров термоэлектрических типа ТПП. Длительность 30нагрева образцов до температуры600-700 С определяется по секундомеРУПрокаливание образцов аналогично го размера из -смесй-прототипа осуществляется в электропечи с автоматическим контролем температуры.Установлено, что при нагреве об,разцов йз предлагаемой смеси в индукционном поле температура по всему 4 Осечению образца одинаковая.В таблице приведены составы предлагаемой и известной 21,керамических смесей и результаты испытаний.,Количество окислов железа в месипо описываемому изобретению подбирается экспериментально, исходя из выбора оптимальных технологическихсвойств смеси, минимального временипрокаливания керамических форм и мак-:симально достигаемой температуры нагрева их.При уменьшении содержания окисловжелеза ниже 7,8 вес,3 температура нагрева керамических форм не достигает600 С, что не позволяет в них получать качественные отливки из металлов и сплавов з температурой плавлениядо 1 200 С. При повьыении содержания окислов железа выше 33,3 вес.Ъпрочность на изгиб керамических форми стержней находится на уровне смеси-прототипа, однако резко сокращается длительность их прокаливания, Приэтом резко снижается седиментационная устойчивость смеси и она становится нетехнологйчной,Из таблицы видно, что время прокаливания в электромагнитном поле материала керамических форм и стержней,изготовленных из смеси по изобретению, сокращается по сравнению с временем прокаливания их в прокалочнойпечи до 600-700 С с 150-280 м до2-10 мин.С применением керамических стержней в песчано-жидкостекольных формах получены отливки втулок из сплавов АЛи ЛА-2,5 с целью определения качества их поверхности. Шероховатость поверхности отливок соответствует 4-5 классу по ГОСТ 2789"73,Реализация предлагаемой смеси для изготовления керамических литейных форм и стержней по постоянным моделям позволяет сократить. длительность тех" нологического процесса и снизить расход электроэнергии,, Продолжение таблицы Времяпрокаливаниякерамическойформымин Ф) Свойства материала керамическойформы (стержня).Содержание, вес.% ) Смесь, 9 Гелеобразователь Пылевид-; Окислы Гидролизованныйрастворэтилсиликата Предел прочностина изгиб, кгс/сМ ныйкварц железа До прокаливания Послепрокаливания 10 85 150 280 18,05 49750 0,65 12,0 0 150 280 11 9 12,9 1,10 15,70 50,00 148" 14,6280 15,80 50,20 11 8 12,9 0,50-- 108863,5 9 78 9,78 31 60 31,60 1, 40 19,.70 8 01080 г 9805/5 12 02 11 О3,0Р7,80 0883 18,82 39,50 32830 1,40 17,90 32, 30 л еР 18,05 40,70 33,25 33,25 1810 2 0 1585 15,70 6 4180 8,40 0,50 в15,0 22г 15, 80 ЦНИИПИ Заказ 8126/8 Тираж 945 Подписное Филиал ппп патент, г. Ужгород, ул. проектная,4 Х) ос таль ное - наполни тель (кварцевый песок);Х) керамические формы иэ смесей 1,2, 3 загружаются в печь, предварительно нагретую до 400 С;ХХХ) числитель - прокаливание при600 С,знаменатель - прокаливаниепри700 оС.Формула изобретенияСмесьдля изготовления кервййс 1 еских форм и стержней по постоянный мд делям, включающая гидролизоваййыйраствор этилсиликата, побудитель гелеобразования, кварцевый песок и пылевидный кварц, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью сокращения дли-тельности прокаливания форм эа счетиспользования йндукционного нагрева,смесь дополнительно содержит окислыжелеза при следующем соотношении ингредиентов, вес,Ъ:Гидролизованный раствор 60этилсиликата 15,7"19,8 Побудитель гелеобразования 0,5- 1,4 Окислы железа 7, 8-33, 3, Пылевидный кварц 31,6-41,8 Кварцевый песок ОстальноеИсточники информации, принятые во внимайие при экспертизе 1. Иванов В.Я, и Зарецкая Г.М, Литье в керамические форьы по постоянным моделям, М 9 Машиностроение,1975, с, 58-60. 2, Алексеевская Е.К. и др. Литье в керамические формы по постоянным моделям, Л., ЛДНТП, 1973, с, 19-23,