Способ приготовления жидкостекольного связующего для изготовления керамических форм по выплавляемым моделям

(19) (11) 5(я) В 22 С 1/18 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 0632/22-0207. й08,83, Бюл. У 32П, Васин, А. Н. Лозингер, М. И. Пашн(22) 16 (46) 30 (72) 10. В. Н;Ло пылов новский,иА.Н.Коолитехнический иного комсомола8. 8)И. Литье по выпМ Машгиз, 1961аГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКР ИЙ(54)(57) 1. СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЖИДКОСТЕКОЛЬНОГО СВЯЗУЮЩЕГО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ФОРМ ПО ВЦПЛАВЛЯЕМЬЗМ МОДЕЛЯМ, включающий разбавление жидкого стекла водой до плотности 1,2-1,3 г/см, о т л и ч аю щ и й с я тем, что,. с целью повышения прочности керамичЕских форм . в горячем состоянии, в воду предварительно вводят 0,01-0,10 мас.Ф хлорида натрия и подвергают полученный раствор электролитической активации в течение,5-25 мин,2. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что злектролитическую активацию осуществляют при величине постоянноготока 1- 10 А и напряжения 6-60 В.1038056 2 1Изобретение относится к литейно.- му производству, а именно к способам подготовки связующих, и может найти широкое применение при изготовлении отливок иэ черных и цветных металлов методом литья по выплавляемым моделям.Известен способ приготовления жидкого стекла для изготовления керамических Форм, согласно которому его разбавляют водой до 1 О мас.4 02 затем при активном перемешивании вводят соляную кислоту в количестве 0,2 моль на каждый литр раствора. В результате фильтрации раствора через пористую смолу ионы натрия поглощаются ею, а Фильтрат представляет собой водный кремнезоль, подкисленный соляной кислотой 2 ОДанный способ характеризуется длительным временем приготовления связующего (около 3 ч) быстрой его коа" гуляцией и низкой прочностью получаемых Формооболочек, 25Известно, что предварительная подготовка жидкого стекла заключается в повышении его модуля до 28-32 путем введения расчетного количест.ва подогретого водного раствора хлористого аммония, При этом в намале образуются творожистые хлопья геля кремниевой кислоты, которые через несколько часов растворяются. После этого жидкое стекло разводят водой до плотности 1,29-1,30 г/см 2,3 35Для данного способа также являются характерными низкая прочность оболочек и длительное время подготовки связующего.Наиболее близким к предлагаемому по. технической сущности и достигаемому результату является способ приготовления жидкостекольного связующего для изготовления керамических45 форм по выплавляемым моделям путем его разбавления водой до плотности 1,2-1,3 г/см 3 . Способ отличается простотой и .малым временем для подготовки связу ющего. Однако керамические формы, изготовленные с использованием этого способа подготовки жидкостекольного связующего, обладают недостаточной прочностью в горячем состоя" 55 нии. Зто вызвано тем, что при температуре 793 С т.е, в точке эвтектики системы йа 0 2 510 +Ы -кварц жйдкостекольный слой теряет прочность,и керамические формы деформируютсяпод давлением расширяющегося наполнителя, а также под действием его веса.Цель изобретения - повышение прочности керамических форм в горячемсостоянии.Поставленная цель достигаетсясогласно способу приготовления жидкостекольного связующего для изготовления керамических форм по выплавляемым моделям, включающемуразбавление жидкого стекла водойдо плотности 1,2-1,3 г/см , прикотором в воду предварительно вво-.дят 0,01-0,10 мас.Ф хлорида натрияи подвергают полученный растворэлектролитической активации в течение 5-25 мин.Злектролитическая активация осуществляется при величине постоянноготока 1- 10 А и напряжения 6-60 В.Способ поясняется чертежом,Согласно изобретению вода с добавкой 0,01-0,10 мас.Ф хлорида натрия заливается в емкости А и З.Придобавке соли менее 0,01 масА процессактивации воды идет очень медленно иэффект от данного процесса незначителен. При добавлении в воду солиболее .0,10 мас. 6 наблюдается обратный эффект - процесс электролизапротекает очень бурно с выделениембольшого количества тепла и нагревом воды до кипения, происходит бурное перемешивание, нарушается процесс поляризации диполей воды и эффект активации также не значителен.Оптимальная концентрация хлорида нат.рия составляет 005 мас.Ж от массы водыПостоянный электрический ток при. напряжении 6-60 В и силе 1-10 А, подведенный через графитовые электроды 1, образует направленный поток ионов, При этом на катоде выделяется газообразный Н а на аноде .С 1 и 0, При значении напряжения и силы тока ниже указанных пределов электролиз протекает медленно,степень активации воды незначительна. В результате этого прочность форм в горячем состоянии практически не повышаетая. При проведений электролиза при напряжении и силе тока указанных выше пределов скорость процесса настолько возрастает, что8056 10 25 35 40 45 50 55 3 103 происходит сильный нагрев, закипание. воды и активации ее не происхо- дитОптимальные величины силы тока и напряжения составляют 45 В и 7)5 А.Мембрана 2 из мелкого брезента препятствует проникновению воды из секции А в секцию В и это способствует тому, что у катода накапливаются ионы Н , и вода приобретает потенциал, измеренный на .рН-метре"милливольтметре марки рН,. равный 800-1200 мВ. Одновременно у анода данная характеристика при- нимает значение ("800)-(-1200) мВ. Обычная техническая вода с рН 7 имеет потенциал 120"200 мВ, Установлено, что показатель водородных ионов воды (рН) нельзя использовать для определения степени ее активации, и последнюю необходимо измерять по электродному потенциалу. Понижение или,увеличение показателей водородных ионов воды (рН) путем добавления кислоты или щелочи не приводит к заметному измене. нию электродного потенциала и,следовательно, к ее активации.При времени активации менее 5 мин процесс активации не успевает пройти полностью и эффект от данного процесса незначителен. При длительности процесса активации более 25 мин степень активации фактичес-ки не изменяется, и .увелйчйвать время процесса не имеет смысла, Оп" тимальная продолжительность электролитической. активации 5-25 мин,Вода, полученная в секциях А иВ, используется для приготовления жидйостекольного связующего. Связую-, щее приготавливают путем разбавления жидкого стекпа до предпочтительной плотности 1,23 г/см водой, предварительно электролитически активиро" ванной. С применением как обычной, так и активированной воды во всех экспериментах приготавливали огнеупорную суспенэию с вязкостью 35- 40 с по вискозиметру В 3-4. В качестве наполнителя суспензии использовали пылевидный кварц марки КП. Для определения прочности керамики в горячем состоянии изготавливали четырехслойные образцы настатический изгиб с. закреплением каждого слоя в водном растворе алюмохлорида глотностью 1,27 г/си. В таблице приведейы примеры осуществления способа по изобретению с указанием прочности керамических образцов на статический изгиб при 900 оС в зависимости от параметров активации Воды. Анализ данных, представленных в таблице, показывает, что активация позволяет повысить прочность керами" ческих образцов в горячем состоянии на 15-603. Отмечено, что при изменении силы тока от 1.до 7 5 А (или напряжения от 6 до 45 В) прочность повышается на 30, а увеличение времени обработки позволяет увеличить прочность не более чем на 6.Соедовательно, для интенсификации процесса активации предпочтительно повышение тока при минимальной длительно- . сти процесса.Предлагаемый способ отличается простотой, процесс активации занимает незначительный промежуток, времени, вместе стем керамические оболочки с использованием приготовленного жидкостекольного связующего обладает высокой прочностью в горячем состоянии.С применением жидкостекольного связующего, приготовленного предлагаемым способом, приготовлены опытные партии керамических форм в цеховых условиях, Отмечено снижение брака стальных точных отливбк типа "прорыв формы" с 6,3 до 3)5, что свидетельствует о повышении прочности ,керамических форм в горячем сос" тоянии. Предлагаемый способ приготовления жидкостекольного связующего.по изобре" тению по сравнению с прототипом име-, ет те преимущества, что в отличие от прототипа позволяет в 1,2-1,6 раз повысить прочность формооболочек в горячем состоянии; уменьшить брак формооболочек на всех стадиях изготовления;.,и 1,5-1 раза уменьшитьбрак отливок по вине формы . Использование предлагаемого способа позволяет разработать технологический процесс изготовления керамических форм на жидкостекольном связующем и значительно по" выоить качество литых точных загото- ,вок.,1038056 Ток активации 1 А, А Прочностьна изгибпри 900 С,к 1:/см Напряжение активации Од , В Время активации. Тд, мин 10 7,5 10 7,5 10 910 МСпособ по прототипу. Составитель С. ТепляковТехредМ.Гергель Корректор А, Дзятко Редактор К. Папп Заказ 6102/11 Тираж 813 Подписное ВНИИПИ Государственного .комитета СССР по делам, изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 е е М о филиал ППП "Патент", г.Ужгоро 4, ул. Проектная, 4