Способ изготовления керамических форм и стержней

.12.89. Бюл. сский полит 4 й инст ниче Б лунг арцевая974,р а ия 2 тонкодисжелеэа 349-86) дисжнеи.я - повышение каформ и стержнейопроницаемости.казателей позволяизготерж итнонях.На че е представле пособа изгот схема осу с поля,ости вления лис направществления тейной форм на обили стержня той структуро аключается в ленно-пори Способ стерж риентироормирующейпри контакняПо ной ос анном распределени я суспенэии (шлике ч оч ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХФОРМ И СТЕРЖНЕЙ(57) Изобретение относится к способуизготовления керамических Форм истержней путем нанесения шликера напористую модель с его последующимотверждением. Цель изобретения - поИзобретение относится к литейному производству, в частности к способам изготовления литейных керамических форм и стерЦель изобретеничества поверхностии повышение их газУвеличение этих по ет улучшить качество отл тавливаемых в этих форма вышение каче рхности форми стержней и е их газопроницаемости. Это достигается тем, что всуспензию плавленого кварца в воде,приготовленную методом одностадийного мокрого помола на шаровой мельнице, вводят 2-4 мас.У. ортофосфорной кислоты и 4-15 мас.7. порошкажелеза дисперсностью 0,1-0,45 мм. Впроцессе отверждения стержней иформ на суспенэию воздействуют внешним постоянным электромагнитным полем напряженностью 450-600 А/м илипеременным - напряженностью 11501450 А/м. Под действием магнитногополя происходит ориентированное распределение частиц железа в Формующейся суспенэии с одновременным их вэаи-модействием с ортофосфорной кислотойи выделением газа, обеспечивающим газопроницаемость формы. 1 ил ., 2 табл. те с гидрофильнои средои персных магнитных частиц (например, ПЖВ по ГОСТ 98 персностью О, 10-0,45 мм под воэдей ствием магнитного поля, создаваемого индуктором 4. Частицы железа в результате их реакции с предварительно введенной в суспензию ортофосфорной кислотой являются источниками гаэовыделения.Под воздействием электромагго поля магнитного части распоются в суспенэии в соответствииправленностью магнитных линиразуя концентрические поверхв объеме керамической формы илимере приближения к центи стержня концентрация иников газовыделения увеличивается,что создает последовательное возрастание пористости после структуирования суспензии в соответствии с направ 5лением фронта структуирования. Крометого, в начальной фазе отверждения,для которой характерна минимальнаянасыщенность газом, формируется плотный керамический слой толщиной 0,81,5 мм, впоследствии выполняющийфункции формообразующего при заливкематериала. По мере продвижения фронта структуирования насыщенность суспензии газом возрастает, как следствие, возрастает пористость формируемой керамики. Получаемая структурапозволяет направленно отводить избыточное газовое давление от границыметалл - форма,20Для внешнего воздействия применимо как постоянное, так и переменноеэлектромагнитное поле. Оптимальныепараметры постоянного электромагнитного поля составляет 450-600 А/м.Направленность силового воздействияв данном случае противоположна гравитационному полю. Понижение напряженности ниже 450 А/м ведет к седиментационному оседанию частиц железа и30расслоению суспенэии, увеличение напряженности выше 600 А/м приводит квыбросу магнитных частиц на поверхность керамической формы или стержня. При использовании переменного35 электромагнитного поля оптимальное значение напряженности составляет 1150-1450 А/м. Нижняя граница оптимума обеспечивает стабильное фиксирование магнитных частиц в объеме суспенэии в соответствии с расположением силовых линий поля, увеличение напряженности выше 1450 А/м нецелесообразно вследствие завершения процесса фиксации частиц в объеме и при 45 водит к их нагреву.Для изготовления керамических форм и стержней с общей пористостью 35-407. испольэовали железный порошок дисперсностью 0,1-0,45 мм, Увеличение дисперсности приводит к низко 50 интенсивному гаэовьщелению и сложности равномерного распределения частиц в соответствии с магнитными линиями поля. Уменьшение дисперсностивлечет кратковременное газовьщеление55и удаление газа из суспензии до окончания структуирования, что не позволяет создать нарастание пористости. 11 ри данном снос обе испол ь з уют оснастку иэ гипса, пластмассы, стеклаили из немагнитных металлических материалов.Примеры (табл. 1 и 2). Изготавливают керамический стержень с направленно-пористой структурой для получения сложнопрофильных отверстий, не требующих дополнительной механической обработки, в отливке "Вилка".Концентрированную суспенэию плавленого кварца в воде (шликер) приготавливают методом одностадийного мок" рого помола на шаровой мельнице в течение 24 ч. Соотношение массы наполнителя (М) и воды (В) составляло М:В=1:0,25. Затем в шликер вводят ортофосфорную кислоту и железный порошок, ПЖВ 1, фракция 0,16-0,25 мм, ГОСТ 9849-86.Йпикер с введенной газотворной добавкой заливают на гипсовую модель и одновременно прилагают постоянное или переменное электромагнитное поле. После затвердевания магнитное поле снимают, отделяют модель от стержня и подвергают стержень термической обо работке по режиму: сушка при 60 С, продолжительновть сушки 2 ч, прокалка при 950 С, продолжительность 1 ч.Пористость полученного стержня 377. (общая), характер распределения пористости в плоскостях, соответствующих фронту структурообразования, равномерный, изменение пористости в плоскостях, нормальных к фронту структурообразования, от 157 на рабочей поверхности стержня (что соответствует пористости керамики беэ предварительного ввода газотворной добавки) до 55-607. в центре стержня, где заканчивается структурообразование.После заливки песчано-жидкостекольной формы с установленным в ней стержнем чугуном СЧ 20 литая поверхность, полученная в контакте со стержнем с направленно-пористой структурой была гладкой с параметром шероховатости, соответствующим 7-8 классу по ГОСТ 2789-73. Газовых раковин при разрезе отливки не обнаружено.При введении ортофосфорной кислоты менее 27., а магнитных частиц менее 4 Х процесс газовыделения идет медлен. но, пористость образцов не достигает 353. При введении кислоты более 47.,1532184 а магнитных частиц более 15 газовыделение проходит с большой интенсивностью, что приводит к растрескиванию керамики.Литейная форма или стержень, изготовленные по предлагаемому способу, обеспечивает получение отливок из черных и цветных сплавов без газовых дефектов с качеством поверхности до 8 класса по ГОСТ 2789-73.Формула изобретения 10 Способ изготовления керамическихформ и стержней путем нанесения шлиТаблица 1 Значение режимных параметров 3 4 5 6 7 Режимные параметры способа г 8 4 151150 - 1250 - 1150 - 1450 600 500 500 450 Таблица 2 Свойства форми отливок Показатели свойств форм и отливок при различных значениях режимных параметров2 3 4 5 1 678 П,Характер распреде- ления Пористость 35 36 37 37 40 40 40 40Равномерный стержня, П пор впл ос костифронтаструкту- рообразования Состояние поверхности формы (стерж" ня), Состояние поверхности отливок Гладкая поверхностьбездефектная поверхность Содержаниедобавок,мас. НЭРОРеНапряженностьполя:переменная,Э/мпостоянная,А/м кера на пористую модель с его последующим отверждением, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения качества поверхности форм истержней и повышения их гаэопроницаемости, предварительно в шпикер вводят 2-4 мас.й ортофосфорной кислотыи 4-15 мас.й тонкодисперсного порошка железа и в начале нанесения намодель шлихера на него воздействуютвнешним постоянным электромагнитнымполем напряженностью 450-600 А/мили переменным - напряженностью 11501450 А/м.1532184 Составитель В.ИвановРедактор Н. Горват Техред М.Ходанич Корректор М.Шаро Производственно-иэдательский комбинат "Патент жгород, ул. Гагарина, 101 Заказ 7992/16 Тираж 711 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5