Раствор для поверхностной обработки керамических литейных форм

Союз Советскии Социалистнческни РеспубпнкОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ои 764834(22) Заявлено 12. 12. 78 (21) 2725615/22-02 с присоединением заявки МО Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(51)РАСТВОР ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ КЕРАМИЧЕСКИХ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ Изобретение относится к литейному производству и может быть применено при изготовлении керамическихформ на зтилсиликатном связующем.Известно фосфатное связующее,содержащее ортофосфорную кислоту, гидрат окиси алюминия и воду, обычноиспользуемое как самостоятельное покрытие, так и в различных смесях 1 .Недостатком Фосфатных связующихявляется повышенная гигроскопичяость,что сдерживает их применение при изготовлении керамических Форм.Наиболее близким по техническому.Существу и достигаемому результатуявляется алюмохромофосфатная связка,содержащая ортофосфорную кислоту,ангидрид хрома, гидрат окиси алюминияи дистиллированную воду 23 .гоК. недостаткам указанной связки относится гидрофильность керамики после обработки ее связкой и недостаточная стойкость керамическойформы,обработанной этой связкой, к расплавленному металлу,Цель изобретения - повыаение термической стойкости и гидрофобностиформ, обработанных раствором, в котором содержится фосфатное связующее. З 0 Для достижения цели раствор, включающий ортофосфорную кислоту, ангидрид хрома, гидрат окиси алюминия, дистиллированную воду, дополнительно содержит окись магния и тетраборат натрия при следующем соотношении, вес.Ъ:Ортофосфорная кислота 52-54 Ангидрид хрома, 5-10 Гидрат окиси алюминия 18-20 Окись магния 0,2-2,0 Тетраборат натрия 0,2-0,4 Дистиллированная вода Остальное Раствор для поверхностной обработки керамических форм готовят следующим образом. Ангидрид хрома растворяют в воде, затем вводят ортофосфорную кислоту и в полученный раствор добавляют гидрат окиси алюминия. После тщательного перемешивания приготовленную композицию устанавлива 1 от Иа песчаную баню, довс дят до кипейия, при постоянном перемешивании добавляют окись магния, затем после растворения окиси магния в полученный раствор вводят тетраборат натрия. Общее время кипения композиции составляет 30 мин. Таким образом, приготовленный раствор охлаждают до764834 таблица 1 Ингредие 52 53 54 10 161820 0,2 0,2 Тетраборат натрия 0,4 О,З 29 18,6 17 20,6 комнатной температуры м оно готово к использованию при изготовлении керамических форм, а также клеевой композиции для задержки дефектов и при сборке форм и стержней.Для определения влияния состава связующего на физико-механические свойства керамики были приготовлены три предлагаемых состава(1-3) и известный состав (4). Результаты испытаний приведены в табл, 1 и 2.В табл. 3 приведены свойства стан-дартных керамических образцов после обработки упрочняющим раствором с тепловой обработкой при различных температурах.1Окись магния в упрочняющем раствьре уменьшает гидрофильность керамики. После обработки керамической формы предлагаемым упрочняющим раствором и последукщей сушки при 250 оС гидроФильность керамики формы в 5-10 раз ф выше по сравнений с известным и зависит от срока хранения керамики (табл,З).Керамическая Форма получена из следующего состава: гидролизованный этилсиликат 1 л, огнеупорный на полнитель (маршалит+кварцевый песок) 3-4 кг; йаОН или триэтаноломин 20- 60 см.Свойства образцов, обработанных предлагаемым и известным составами, Я приведены в табл.4. Присутствие в растворе тетрабората натрия способствует повышению термостойкости Форм за счет его раскисляющего действия на заливаемый в форму металл, На границе металл-Форма устраняются окислы Ре, что снижает химическое взаимодействие металла с ФорОртофосфорная кислотаАнгидрид хромаГидрат окиси алюминияОкись магния Дистиллированная вода мой, при этом бор способствует получению мелкокристаллической структуры поверхностного слоя отливки. При опрыскивании или смачивании форм раствор проникает на небольшую глубину и залечивает дефекты форм типа трещин. Это способствует повышению эрозионной и термической стойкости у керамики,Повышение химической устойчивости рабочей поверхности керамической формы достигается модифицированием керамики окислами алюминия и магния, выделяющимися из связующего в процессе тепловой обработки формы. Например, реитгенографическое исследование керамики, упрочненной алюмохромофосфатным связующим показало, что окисел алюминия АРО находится в керамической Смеси в виде о -АЯО, имеющем температуру плавления 2050 ОС. Для сравнения температура плавления 502 - основы керамической Формы - 1700 С.Результаты микроструктурного анализа показывают, что применение предлагаемого раствора повышает плотность керамического слоя и уменьшает растрескивание зерен кварца за счет подавления процессов тридимитизации, что позволяет повысить термостойкость ,форм на 50-1 ОООС. Увеличение плотнос,ти поверхностного слоя, микромодифицирование тугоплавкими окислами и подавление модификационных,приводит к повышению термостойкости керамической Формы.Упрочняющий раствор применим при изготовлении отливок любой сложности из конструкционных и нержавеющих сталей типа 35 ХГСЛ, 27 ХГСНМЛ, ВНЛ-З, 10 Х 18 Н 12 МЗТЛ и др.764834 Т а б л и ц а 2 1,62 1,64 Плотность, г/смВязкость по В 3-4,с 1,68 1,62 2 55 1 40 27 1 5 Прочность образцовна разрыв,кгс/см 1,71 1,71 1,71 1,71 до пропиткипосле пропитки 2,95 2,50 2,72 3,68 Таблица 3 Прочность на изгиб,кгс/см после прокалки при Т 900 Сс выдерхкой 1 ч 1,71 2,72 после повторной прокалкипрн Т 900 фС з течение 1,55 2,68 1100 С 20 мин1300 С 1,37 2,74 1,37 2,90 Таблица 4 Увеличение веса образцов,обработанных упрочняющим раствором при сроке хранения керамики в течение 0,08764834 18-200,2-2,00,2-0,4Остальное Гидрат окиси алюминияОкись магнияТетраборат натрияДистиллированная вода Составитель И. Куницкая Редактор М, Лнкович Техред С.Мигунова Корректор Г. НазароваЗаказ 6870 Тираж 8 9 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва,Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП"Патент , г. ужгород, ул. Проектная,4. формула изобретенияРаствор для поверхностной обработки керамических литейных форм, включающий ортофосфорную кислоту, ангидрид хрома гидрат окиси алюминия и дистиллированную,воду,о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью,повиаения термической стойкости и гидрофоб- ности форм, раствор дополнительно содержит окись магния и тетраборат натрия при следующем соотношении ингредиентов, масс.Ф:Ортофосфорная кислота 52-54 Ангидрид хрома 5-10 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Голынко-Вольфсон С. Л. и др. Химические основы технологии и применения фосфатных связок и покрытий, "Химия", Ю., 1968, с. 134.2. Авторское свидетельство СССР Р 424844, кл. С 04 .В 41/06, 1972.