Смесь для изготовления литейных форм при получении отливок из химически активных металлов и сплавов

(5)5 В 22 С 1/18 СО)ОЗ СОВЕТСКИХСО ЦИАЛ ИСТИЧ ЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Востоцный научно-исследовательский и проектный институт огнеупорной промышленности(56) Авторское свидетельство СССРУ ч 13128, кл, С 0 В 35/18, 25/68,1972,Патент Великобритании Р 1271966,кл. С 3 И, 1972.(5) (57) 1. СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯЛИТЕИНЫХ ФОРМ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ ОТЛИВОКИЗ ХИМИЧЕСКИ АКТИВНЫХ МЕТАЛЛОВ ИСПЛАВОВ, включающая огнеупорный наполнитель в виде магнезита, натриевое жидкое стекло с силикатным модулем 2,0-3,2, о т л и ч а ю щ а я с я Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам Формовочных смесей для изготовления литейных Форм при литье химически активных металлов (Т 1, А 1, Ма) и сплавов на их основе,Известна огнеупорная масса, содержащая дистен-силлиманитовый и цирконовый порошок, жидкое стекло и Феррохромовый шлак, выполняющий Функцию отвердителя (огеливателя).Использование ланной массы в качестве Формовочной смеси при получении отливок их химически активных метал 5 О 1098128 А 1 тем, что, с целью упрощения технологии изготовления Форм за счет снижения температуры их прокалки с одновременным сокращением энергозатрат и повышения качества отливок за счет усиления инертности Формы к химически активным металлам и сплавам, она дополнительно содержит кальцинированный оксид магния при следующем соотношении ингредиентов, масЗ: натриевое жидкое стекло с силикатным модулем 2,0-3,2 2-30, кальцинированный оксид магния 1-12, огнеупорный наполнитель в. виде магнезита остальное,2, Смесь по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, цто она содержит. в качестве кальцинированного оксида магния продукт обжига гидратных или хлоридных, или карбонатных соединений магния при температуре 5001000 С. лов и сплавов на их основе приводит к увеличению слоя повышенной твердости на отливках и как следствие к уменьшению срока их службы,Известна смесь для изготовления легкоудаляемых (вымываемых) стержней и Форм, содержащая в качестве основы хлорид натрия, в качестве связующего жидкое стекло и добавки талька и высокообожженной окиси магния. Высоко- обожженный оксид магния не взаимодей" ствует с жидким стеклом, в связи с чем в данном случае нельзя ожидать получения высокоогнеупорных структурнэ Основе смешанных нэтриймагниевых силикэтов, Кроме того, ввиду избытка хлорилэ натрия в составе укаэанной смеси онэ не применима при получении отливок из титановых сплавов, так кэк не обеспечивает требуемой высокой термостойкости Формы.Наиболее близкой к описываемому изобретению по технической сущности ;и и достигаемому результату является смесь для изготовления литейных Форм при получении отливок из химически активных металлов и сплавов, содергэщая 90-92 мас 1 огнеупорного напол- ,: нителя в виде увлажненного магнезитового порошка и 8-10 мас,й натриевого (идкого стекла с силикатным мо дулем 2,0-32.Отверждение данной смеси осуществляют после ее наблвки в модельную оснастку путем продувки углекислым газом.Лля разложения Образуюшихся при продувке карбонатов натрия требует ся высокотемпературный (950-1050 С) Обжиг Формы, что связано с задэлживанием обжиговых печей и со значительными энергозатратами.Кроме того, материал формы, полу- ЗО чаемый из данной смеси, недостаточно инертен к расплавленным химически активным металлам и их сплавам, что приводит к ухудшению качества отливокЦелью изобретения является упрощение технологии изготовления Форм зэ счет снижения температуры их про" калки с одновременным сокращением энергозатрат и повышение качества 10 отливок за счет усиления инертности Формы к химически активным меаллам и сплавам,Для достижения поставленной цели смесь для изготовления литейных Форм при получении отливок их химически акгивных металлов и сплавов, включающая огнеупорный нэполнитель в виде магнезита и натриевое жидкое стек-,. ло с силикатным модулем 2,0-3,2, до: полнительно содержит кальцинированный оксид магния при следующем соотношении ингрелиентов, мас, 3: натриевое жидкое стекло с силикатным модулем 2,0-3,2 2-30, кальцинированный оксид магния 1-12, огнеупорный наполнитель в виде магнезита остальное,Смесь содержит в качестве кальцинированного оксида магния продуктобжи-а гидратных или хлоридных., иликэрбонатных соединений магния притемпературе 500-1000 С,Нижний предел содержания кальцинированного оксида магния выбран исходя иэ требуемого минимального количества достаточного для отверждения жидкого стекла в прессуемых смесях, верхний предел - исходя из частичной потери активности окси па прихранении и сохранении постоянстваобъема литейных Форм при термообработке, э также с учетом сохраненияминимально необходимой живучести свежеприготовленной смеси,.Б качестве кальцинировэнного низкообогюкенного) окси".э магния используют оксиды магния, полученные путемобжига при температурах 500-1000 Сгидрэтных хлоридных или карбонатныхсоединений магния; гидрооксидэ магния, получаемого из морской воды,бишофитэ - природного сырьевого соединения на Основе МГГ 1 й 11 П, сырогомагнезита (МдГг 1).Нижний предел температуры ОЬсигагидратных, хлоридных или карбонатных соединений магния выбран исходялз условий проведения процесса гидролиза бишофитэ, верхний предел обусловлен температурой, необходимоидля декарбонизэции сырого магнезита,В качестве натриевого жидкогостекла предгочтительно применение; ехнического продукта (ГОСТ 13078-81)с силикатным модулем 2,0-3,2 и плотностью 1,15-1,50 г/см, предпочтительно 1,25-1,35 г/см,Взаимодействие жидкого стекла суказанными показателями модуля иплотности и кэльцинированной (низ"кообож;енной) окиси магния приводитк образованию термически стойкихи мало склонных к объемным изменениям при нагреве смешанных натриймагниевйх силикатов Голнотэ указанного взаимодействия и полное удаление летучих гродуктов ,поеимущегственно водяного парэ) дос игэетсяпри температуре обжиг.а Формы 5005 г 00Повышению химической инертностиФормы способствует г,.кже образо-:аниекальциевых силикэтов зсне г имеющейся в мэ-незите свободн й извести,1098128 б1700-1750 Г с литейными стержнями изуказанных смесей Стержни готовилииз описываемых смесей прессованием,вибрированием и заливкой и (для сопоставления) из массы-прототипа методом ручной набивки.Данные испытаний приведены в табл 11 це о10 шенной твердости и исключения трещин55,в Формах и стержнях, что позволит поП р и м е р 1, В смесительныебегуны загружают 970 кг (971) магнезитового порошка марки МЛф, 10 кг(1) низкообожженного магнезита, полученного из бишофита прокалкой при500 С, и 20 кг (2 Ф) раствора жидкогостекла пл, 1,35 г/смз с модулем 2,0.Смесь перемешивают 8-12 мин и используют для приготовления прессованных стержней, обжигаемых при 550570 С,П р и м е р 2. В смесительные бегуны загружают 850 кг (851) магнезитового порошка марки ПММ, 120 кг(12 Ф) низкообожженного оксида магния,полученного иэ Мд(ОН) (осажденногоиз морской воды) обжигом при 800 С,и 30 кг (31) раствора жидкого стекла пл. 1,35 г/смэ (М=2,0), Смесь перемешивают 8-12 мин, после чего ис"пользуют для прессованных литейныхстержней, обжигаемых при 550 С,П р и м е р 3. В бетоносмесительзагружают 810 кг (814) магнезитовогопорошка марки МЛф, 20 кг (2 М низкообожженного оксида магния, полученного обжигом ИдСО при 1000 С, и перемешивают в течение 3-5 мин, послечего заливают дополнительно 170 кг(174) раствора жидкого стекла пл,1,25 г/смз (М=2,7), Смесь дополнительно перемешивают 5-10 мин и используют для изготовления литейныхФорм методом вибрирования, обжигаемых при 520-570 СП р и м е р 4, В бетоносмесительзагружают 63,0 кг (633) тонкомолотого магнезита, 70,0 кг. (73) ниэкообожжонного оксида магния, полученногоиз МЯСО обжигом при 1000 С, и перемешивают 5-7 мин Затем в бетоносмеситель заливают 30,0 кг (303) жидко"го стекла пл 1,25 г/смэ (М = 3,2),перемешивают 8-10 мин и используютв качестве покрытия литейных Форм либо для изготовления литейных Форм истержней сложной конфигурации, обжигаемых при 550-570 С,Описываемая формовочная смесь показала высокую инертность к титансодержащим сплавамОпределение инертности смеси проводили по показателям величины слояповышенной твердости и максимальнойи минимальной твердости по Виккерсуна приборе ПМТу опытных отливокпосле их получения в вакууме при 15 20 25 30 35 Как видно из таблицы, снижение у отливок из титановых сплавов вели" чины слоя повышенной твердости до 0,12 - 0,15 мм и твердости до 305/238 ед НЧ, имевших контакт со стержнями иэ предлагаемой смеси, по сравнению с отливками, имевшими контакт со стержнями иэ смеси-прототипа (соответственно 0,8-0,9 мм и 795/255- 890/296 Н 7), свидетельствует о практическом отсутствии взаимодействия металла с материалом стержней. Одновременно определяли живучесть смесей путем определения времени их пригодности для изготовления литейных форм и время затвердевания смесей, по истечении которого формы могут освобождаться от модельной оснастки и направляться на термообработку, Живучесть предлагаемой смеси и смеси-прототипа практически одинаковы, а время затвердевания предлагаемой смеси приемлемо для технологического цикла изготовления литейных форм, В то же время температура обжигаснижена поч" ти вдвое,Смесь дает возможность повысить технологичность изготовления. литейных форм и стержней за счет применения прессованных, вибрируемых и литых самотвердеющих составов смесей с исключением СО -процесса, а также увеличить в 3-4 раза производительность труда формовщиков за счет механизации укладки формовочной смеси в модельную оснастку;. снизить температуру термообработки в среднем до 550 С, а также время термообработки литейных Форм в 1,5-2,0 раза, и на 60-703 сократить энергетические затраты на обжиг; улучшить качество отливок за счет уменьшения слоя новывысить их рабочий ресурс в 2-3 раза. Из описываемой огнеупорной смесимогут быть изготовлены не только литейные Формы и стержни, но и другие7 1С)Д 9 Д Б7 1)Е У/ПООНЫЕ И,ЗДЕЛИН, Ка К 6 ЕЗО)ЗЖИ О;) аПГ)ЛНИ Е ПЯМИ Ма 1 Н- ЗИ д)1 Ь)ОГО и 3 Л 9 МО"3 с т та с и Обжи Говые с ОГнеУпоРнымис 4 пнкатнОГО гсО тавовОеп:чи- Знячение творца слоя достн, ел, нт поемьен- цека/ццн)нор твердости,3 кау ст ьсгс,ги).цегь) Бсдеркание комп нентплОгнеупорный неполнитель Время зе- Тецтьгпв, мас, верде вне ч Высокоцогульнпе тиякое сткто (У 2, ") ртеерпитель низкогкппмтен"ный ок-,магнезитавый поппначезито.янр ппроплотность, ппптчос ь, 1,25 г/смт 1,35 г/.вок 1)ЬЬОоакеиис 0,06 мизок иаркчилесир магния Зивуяесть не опое, деппасса1000 1000 92 й р и и е и а и и е, В к-чястее низкообгмгленного оксида иагциг бььти испьгьэованн 1-3 - оксид магния, попученныг прокалко" час 68 о )зивс 1 ита) прч с 850 -5 - оксид нагнил, потуценныд прокалкор лазо грй сг 1000"ь,СоставительРеДактОР 1 и 7)иппова ТехРеД )1,7)ОРГентал : оРРектоР И.Де)ечик Заказ 083 Тираж ПодписноеВ,НИП) ГосУдарственноГО комитета по изОбретенлм и открытиям при ) (11 Т СССР1130351 ИОСКВаз ЯР; в :УГ 8 СКал Наб, д 2,/5а Гарина, 101 Пргизвгадственно-издательский комбинат "Патен з 1 т Г, Ужгородуп Б к с л х о 12 и г