Суспензия для изготовления оболочковых форм по выплавляемым моделям

, СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ 22 С 1/16 2 С 1/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ 1 ТИЙгЗОБРЕТЕНИЯ ОП АНИ й СйДВТВЪ ч кого машинстроения(86) 1. Литейное производство, 1980,М 7, с. 20 21.2 Авторское свидетельство СССРЪ 417219; кл В 22 С 1/00,:В 22 С 9/04, 1972,3. Воронков М. Г., Милежевич В. ПИЪселевский Ю. А, Силйконовая.связь.Новосибирск, "Наука", 1978, с. 211-2322-323..при следующем соотношенитов, мас.%:Гидроаизованный расввор этиисиликатаВермикулит вспученный3, Уксусная кислота илиуксуснокислый кальний ащ . Оттвупорный наполнитель на основе окиси 30-333,0-7,0 4 кати логия(71) Всесоюзный проектноеский институт энергетичес(84)(87) СУСПЕНЗИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕ НИЯ ОБОЛОЧХОВЫХ ФОРМ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МООЕЛЯМ, вклаяакацая гидро лизованный раствор этилсиликава, варма кулит вспученный . и ОГнеупорный напоив питала на основе окиси алюминия, о т фф л и ч аю ш а я с я тем что с целью повышения качества оболочковъв формза счет ликвидапии микротрэшин в горя чем состоянии и повышения прочности,. суспензия дополнительно содеркит уксус . нув кислоту или уксуснокислый кальцийи ииГрадиеНаиболее близкой к изобретению яв ляется суспензия 1 2, которая содержит гидролизованный раствор этидсиликата, огнеупорный наполнитель (пылевидный40 кварц или корунд и вермикулит вспученный при следующем соотношении ингредиентов, масЛ;Огнеупорный наполнитель Основа45Гид ролизованныйэтилсиликат29-45,5Вермикулит вспучен- ный 0,5-4,0 Однако обопочковые формы, изготов денные с использованием известной суо-, пензии имеют низкую прочность, веста бильность герметических размеров отливок, склонность форм к трещинообразованию и разрушению как в процессе обжига,55 так и в процессе заливки металла в форму.Цель изобретения - повышение качесъва оболочковых форм путем ликвидации 1 10459Изобретение относится х литейномупроизводству, а именно к изготовлениюкерамических огнеупорных форм по выплавляемым моаелям,Известна суспензия цля оболочковыхформ на основе пылевианого кварца ГК и связующего - гицролизованного раст-.вора этилсиликата 40, При формировании 5-слойной оболочковой формы использовалась обсыпка чешуйчатой цробленойслюдой (ГОСТ 19571-74) третьего слояоболочки или второго и четвертого слоев.При заливкЕ огнеупорная чешуйчатая слюда работает как арматура, которая способствует рассрецоточению нагрузок" от гидро статического напора жидкого металла ипрепятствует образованию связанных трещин и, слеаовательно, засору металла ипробою оболочки металлом . 1 ),Однако известная суспензия в сочетанни с обсыпкой из дробленой слюды приформообразовании оболочки прицает ейнизкую прочность из за неудовлетворительного смачивания слюды суспензией, склонность к трещинообразованию из эа полиморфных превращений слюды при заливкеформ, Т.е. суспензия на основе пыдевицного кварца с армированием чешуйчатойслюдой оболочки при обсыпке не обеспечивает получения крупногабаритных от- Зодивок, типа турбинных лопаток (с длинойпера до 500 мм) иэ сплавов на основеникеля из-за недостаточной прочностиоболочек и склонностик образованиютрещин,35 микротрещин в горячем состоянии и повышение их прочности.Поставленная цель аостигается тем, что,суспензия апя изготовления оболочковых форм, включающая гиаролиэованныйФ раствор этилсиликата, вермикулит вспученный и огнеупорный наполнитель на основе алюминия, дополнительно соаержит уксусную кислоту или уксуснокислый кальций при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:Гицролизованный раст- вор этилсиликата 30 33 Вермикулит вспученный 3,0 -7,0 Уксусная кислота илиуксусно-кислый кальций 0,5-4,0 Огнеунориый наполнительна основе окиси алюми.ния Остальное В качестве огнеупорного наполнителя используют микропорошки электрокорунда, в качестве связующего - гицролизо- . ванный раствор этилсиликата. с содержанием ЯОо равном 30 32%. В качестве пластифика тора " ве рмнкулит вспученный по ГОСТ 12865-67 с соцержанием %0 равном 72 76%. Вспученный вермикулит преаотв ращает растрескивание оболочковой формы при сушке, обжиге форм и заливке металлом и исключает отслаивание огнеупорных слоев формы, повышает термостойкость формыЭффект применения его в ликвидации микротрещин оболочковой формы заключается в том, что образующиеся в форме трещины заполняются пластичным вермикудитом, происходит так называемое задечивание формы,В качестве дополнительного катализатора в суспензия используется 98% ная уксусная кислота (ГОСТ 61-75), Уксусная кислота или ее соли, например уксус но-кислый кальций, способствует дальнейшей полимеризации этилсиликатного связующего, что приводит к. увеличению вязкости суспензии и тем самым равномерности распределения в ней огнеупорного . наполнитедя и пластификатора, вермику лита вспученного, что приводит к уды щению оболочки как при отверкцении, так и при заливке металла. Тем самым устраняется образование микродефектов, и облицовочный слой формируется ровной и гладкой поверхностью, что сцособству ет повышению качества поверкности литой заготовки.,Пополнитедьный положительный эффект упрочнения оболочки возникает также потому, что уксусная кислота является нетолько катализатором попимериэации гицролиэованного этилсиликата, но и химическим реагентом, с которым,этилсиликатное связующее вступает во взаимоаействие с образованием ацилоксипроиэвоцных 1 3 .ОСфи ф1О:Ъ 10 ССНф +СИОН10Наряцу с этим .возможно образование сложного эфира эа счет вторичной реак цни спирта с кислотой и выцелением воды: О11СН С-ОННО-СОН- -15- СН,СС ЧН О11ОВода дополнительногицролизует этилсиликата с образованием силанола:20ь 1-,осМ+И О -=- 61 - ОН СН ОН= 4 -ОН СИ;С-ОН11ОЭто способствует аальнейшей реакции поликонценсации этилсиликата в присуъствии уксусной кислоты:ь 1-ОН+НО ъ30 Кроме .того, гиаролизованный этилсиликат с концевыми гицроксильнымигруппами у атома кремния способен вступать в реакцию конценсации с поверхностными кислыми гицроксильными группами вермикулита или мусковита с образованием силоксан силикатной связи:-О 6 -+НМ 3.40 гце И -. полиэтилсилоксан:С - поверхность силнката.Этот процесс ускоряется в присутствии катализатора4345Вермикулит вспученный, относящийсяк гицрослюцам, по сравнению с цругими прецставителями этого класса огнеупор . ных материалов, например с мусковитом, термитом, обеспечивает более эффектна ную ликвнцацию микротрещин в оболочке благоцаря пониженной твераости, которая приводит в процессе вспучивания вермикуь. лита к образованию большего количества тонких чешуек. В процессе прокалки и 55 заливки оболочки вермикулит, заполняя межзереннйв пространства основы обо лочки, обрввует с 900, связующего эластичные структуры, которые преаотврашают образование микротрещин в оболочке.Доролнительиый эффект упрочнения оболочки от использования уксусной кис лоты в суспензии постигается за счет увеличения смачиваюшей способности связующего к наполнителю, что способствует образованию прочной связки. В качестве катализатора может также использоваться и соль уксусной кислоты; например уксусно-кислый кальций, который цействует аналогично уксусной кис лоте, но с получением меньшего эффекта по упрочнению оболочковой формы.Приготовление суспензии осушествляеъ ся слецуюшим образом.В бак мешалки заливают связующеегицролиэованный раствор этилсиликата, насыпают пылевицную составляющую суо пензии - микропорошки электрокорунца, а затем ввоцят вспученный перл,ит. Перемешивание произвоцят 40-60 мин, За 15 мнн цо конца перемешивания ввоаят уксусную кислоту. Пятислойные образцы выплавляютов горячей воае при 90 495 С, просушива ют на воэаухе при 200-250 С. Образцы испытывают на изгиб при комнатной тем пературе на машине Шопер (ГОР).В табл. 1 прецставлены составы испытанных суспенэий; в табл. 2 - свайства оболочек, полученных с использовм нием известной и прецлагаемой суспензий.Из полученных результатов видно,что наилучшими показателями по прочностив сыром и обожженном состоянии, трещиноустойчивости иосыпаемости рабочей поверхности формы обладают оболочки, полученные при использовании суспензияследующего состава, мас.%:Гицролизованный раствор этилсилнката 30-32 Уксусная кислота 0,5-4, Вспученный вермикулит 3,0 7 Микропорошок электрокорунца Остальное При ввецении уксусной кислоты (или ее соли, например, уксуснокислыйкальций) менее 0,5% в оболочке набщэдается сетка микротрещин и некотораяосьпаемость рабочего слоя.Ввеаение в суспензию уксусной кислоты (или ее соли, например, уксуснокислый кальций) в количестве более 4% цривоцит также к обрьэованию в оболочке микротрещин и вызывает 1 резмерное увеличение .вязкости суспензия.1045993Составитель Г. ЗареещяРедактор Н. Воловик Техред М,Гергель Корректор А.,Пэятко Заказ 7614/9 Тираж 813 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьвий 113035, Москва, Ж, Раущская наб., д, 4/5Филиал ППП фПатентф, г. Ужгороц, ул. проектная, 4 При введении в суспенэию меньше 3% пластификатора вермикулита Ьспученно го в керамике оболочки появляются крупные трещины, что связано со снижением пластифнцирующего эффекта суспен эий. Такого объекта пластификатора недостаточно цля ликвидации образующихся в форме трещин. Если в суспензию введено более 7% пластификатора, наблюцаеься уменьшение прочности керамическихО образцов и деформация оболочки.Предлагаемая суспензия может быть использована при изготовлении форм для производства отливок из углеродистых и легированных сталей и жаропрочнык сплавов. При изготовлении форм цля проиэвоцства отливок из углеродистых сталей все слои огнеупорного покрытия изготавливают иэ суспенэии указанного, состава, а при изготовлении форм цля произвоцства отливок из легированных сталей и жаропрочных сплавов эта суспен эия используется цля третьего и всех последующих слоев огнеупорного покрытия.Использование прецлагаемого изобретения. позволяет повысить качество отливок, сократить брак как самих оболочковых форм, так и литых заготовок.