Смесь для изготовления литейныхформ и стержней по постоянныммоделям

(45) Дата опубликования описания 07.03.8 В 22 С 1/ Государственный комите СССР по делам изобретений(72) Авторы изобретен И ва, Н. Е. Дудов и лотнико 1) аявите 54) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ И СТЕРЖНЕЙ ПО ПОСТОЯ Н НЪМ МОДЕЛЯМ РМ 1Изобретение относится к литейному производству, преимущественно для изготовления форм и стержней из керамическихмасс по постоянным моделям,Известна смесь, содержащая этилсиликат, 0,5 - 0,8% водный раствор соляной кислоты, 0,4 - 1 % раствор щелочи, огнеупорный наполнитель и натриевую соль борнойкислоты 1.Однако эта смесь, во-первых, имеет низкую прочность (о,ж=3 - 5 кгс/см), что непозволяет применять ее при производствекрупногабаритных отливок, во-вторых, образует химический пригар на отливках изза концентрации натриевой соли. борной 15кислоты на поверхности формы при сушкеи прокалке,Наиболее близкой к изобретению по техническому существу и достигаемому результату является керамическая смесь,состоящая из гидролизованного этилсиликата, гелепобудителя, натриевой селитры,огнеупорного наполнителя (дистен-силлиманит и циркон) 2, Но эта смесь рекомендуется только для получения отливокиз алюминиевых сплавов, Использованиетакой смеси для получения отливок из сталей, имеющих температуру плавления приблизительно в два раза выше, чем у алюминиевых сплавов, приводит к пригару изза малой ее огнеупорности, а очень высокая прочность смеси (о 103 - 112 кгс/см, оБ= 128 в 1 кгс/см при использовании гидролизованного этилсиликата с содержанием ЫОз - 20%) ухудшает податливость формы при затвердевании отливки, что приводит к браку отливок по трещинам.Целью изобретения является повышение качества литья за счет снижения пригараемости смеси к стальным отливкам и увеличения податливости смеси.Эта цель достигается тем, что составляющие смесь ингредиенты имеют следующее соотношение, вес. %:Гидролизованный этилсиликат 18,0 - 22,0Отвердитель 0,6 - 1,0 Натриевая селитра 0,7 - 1,5 Огнеупорныйнаполнитель ОстальноеВ качестве огнеупорного наполнителя смесь содержит огнеупорный материал с соотношением пылевидных и зернистых фракций от 6:4 - 7:3.В качестве огнеупорного материала наполнителя могут быть использованы дистен-силлиманит, циркон или кварцевый песок и кварц пылевидный.Гранулометрическое соотношение огнеупорных материалов выбрано исходя из21 21 21 0,8 1,0 0,8 0,7 Отвердитель Натриевая селитраОгнеупорный наполнитель 0,8 0,4 0,8 1,5 0,8 3,0 77,2 77,8 76,7 75,2 77,5 Таблица 2 Состав по табл, 1 Показатель свойств смесей 5 3 4 2128,5 1,768 1,68 50,4 1,68 43 1,64 34,6 1,6 12,7 4,2 2,13 3,1 1,4 3,5 8,5 5,1 9,3 9,8 21 21 21 21 21 следующих данных: смеси с соотношением пылевидной и зернистой фракции наполнителя менее 6:4 нетехнологичны, так как крупные фракции наполнителя при малом количестве мелких оседают (т. е, мала седиментационная стойкость смеси) и при этом дополнительно снижается прочность (см, табл. 3). При увеличении крупных фракций снижается и вязкость; смеси становятся жидкими - при этом на формах 10 появляются макротрещины, наблюдается повышенное коробление и ухудшение чистоты поверхности.При соотношении более 7:3 смеси получаются вязкими, что приводит к нечеткому 15 воспроизведению моделей особенно узких мест; для снижения вязкости необходимо увеличивать количество жидкой фазы - дорогостоящего гидролизованного этилсиликата, что приводит к удорожанию смеси. 20 Поэтому оптимальным является соотношение от 6:4 до 7:3.Для получения керамических смесей предпочтительно использовать гидролизованный этилсиликат с содержанием ЯО 25 20%. В качестве отвердителя может быть Предел прочности на сжатие, кгс/смфПредел прочности на разрыв после выгорания летучих продуктов связующего,кгс/смфПредел прочности на разрыв после прокалки 900 - 1 ч и охлаждения с печью,кгс/смфГазопроницаемость прокаленных образцов, ед.Условная вязкость смеси по вискозиметру В 3-10, сек,Для проведения испытаний был взят оптимальный состав согласно известной смеси 2, отличающийся содержанием натриевой селитры, вес. %; 0,4; 0,7; 1; 1,5; 3, 30Пригораемость к стальным отливкам и выбиваемость смесей5 и2 -4 зависит от количества натриевой селитры, которая при прокалке разлагается и взаимодействует с ЯО, из связующего с обра зованием сравнительно легкоплавких продуктов, При содержании натриевой селитры в смеси до 1,5% влияние ее на пригораемость неощутимо.Податливость смесей оценивалась по величине предела прочности образцов из этих смесей в прокаленном состоянии на сжатие, поскольку этот параметр в первую очередь характеризует податливость смеси, Для 4использован как 45%-ный водный раствор триэтаноламина, так и 10 - 15%-ные растворы едкого натра или другие жидкие растворы щелочного характера. В смеси по изобретению использовался пылевидный кварц марки КПГОСТ 9074 - 65 и кварцевый песок марки 2 К 0315 А ГОСТ 2138 - 74 при их соотношении 6:4 - 7;3.Составы и свойства предлагаемой смеси представлены в табл. 1 - 3. проведения испытаний на сжатие изготавливались стандартные образцы 950 мм и 1,=50 мм.Как следует из табл, 2 прочность смесей возрастает при увеличении количества натриевой селитры, причем, при наличии 3 вес. % селитры в смеси ( 5), смесь приобретает высокую прочность, а, следовательно, малую податливость и выбиваемость, При вводе 0,4 вес, % натриевой селитры ( 1) смесь обладает низкой прочностью, что ведет к появлению дефектов на крупных отливках. В формах, изготовленных из смесей2 - 5, изготавливались отливки 35 ХГСЛ, ВНЛ-З, Формы из смеси1 не изготавливались ввиду их недостаточной прочности,810366 Таблица 3 Наполнители для смеси М 2 из табл, 1 фракционный состав напол- нителя М 2 МЗ М 5 М 6 Свойства смесей кварцевый песок40 50 30 70 80 60 1,52 0,72 1,14 1,2 1,64 1,85 Предел прочности на разрыв после выгорания летучих продуктов связующего, кгс/смПредел прочности на разрыв после прокалки 900 -ч и охлаждения с печью, кгс/смГазопроницаемость, ед,Условная вязкость смеси по В 3-10, сек.Количество наполнителя в кг на 1 л. жидкой фазы смеси 1,26 1,5 1,76 0,8 2,13 2,94 13,021 20,0 16,7 9,021 9,3 6,421 21 4,5 4,2 4,0 3,5 2,8 3,8 Прим еч а и и е. При увеличении крупной фракции в составе иаполнителя приходится увеличивать общее количество иаполнителя для достижения необходимой вязкости. При содержании песка 60 - 70% вязкость смеси затруднительно проверить из-за седиментации песка,Формула изобретения Характеристика литых поверхностейСостав по табл, 1 М 2 МЗ М 4 М 5 без пригарабез пригарабез пригарапригар смеси = 40 О;,1 О СССР Качественная оценка отливок приведенав табл. 4.Таблица 4 Из табл. 4 видно, что при использовании в смеси для получения крупногабаритных 15 стальных отливок более 1,5 вес, % натриевой селитры, смесь обладает недостаточной огнеупорностью из-за образования легкоплавких силикатов натрия при прокатке смеси, причем с увеличением содержания натриевой селитры в смеси возрастает образование легкоплавких силикатов. При содержании натриевой селитры в смеси до 1,5 вес, % влияние силикатов натрия на пригораемость незначительно. Оптимальными свойствами по огнеупорности и податливости при достаточной прочности обладают составы, содержащие натриевую селитру (0,7 - 1,5 вес. %),Реализация смеси по изобретению позволит получать крупногабаритные точные стальные отливки без пригара, в результате снижается брак отливок на 15 - 25%,Смесь обладает хорошей податливостью ихорошей выбиваемостью из отливок,1. Смесь для изготовления литейныхформ из стержней по постоянным моделям,включающая гидр олизованный этилсиликат, отвердитель, огнеупорный наполнитель, натриевую селитру, о т л и ч а ю щ а яся тем, что, с целью повышения качествалитья за счет снижения пригараемости смеси к стальным отливкам и увеличения податливости смеси, она содержит упомянутые ингредиенты при следующем соотношении, вес. %:Гидролизованный этилсиликат 18 - 22Отвердитель 0,6 - 1,0Натриевая селитра 0,7 - 1,5Огнеупорныйнаполнитель Остальное2. Смесь по п. 1, отличающаяся тем,что в качестве огнеупорного наполнителяона содержит огнеупорный материал с соотношением пылевидных и зернистыхфракций от 6:4 - 7:3.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР411951, кл, В 22 С 9/04, 1971,2. Авторское свидетельство535131, кл, В 22 С 1/12, 1975,