Суспензия для изготовления промежуточных и наружных слоев литейных многослойных керамических форм, получаемых по выплавляемым моделям

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет Опубликовано 30,10.81, Бюллетень40Дата опубликования описания 30. 10. 81 по делам изобретений н аткрытнй.И. Тимофеев, А.И. Евст Л.Ф. Лобанова, Г.Ф, Гуд еев, Ю.А. Зиновь а и С,О. Щелкуно а":,".:, 4:-Горьковский политехнический институт им. Аи Горьковский автомобильный завод (произвообъединение "ГАЗ")(54) СУСПЕНЗИЯ ДЛЯ. ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ И НАРУЖНЫХ СЛОЕВ ЛИТЕЙНЫХ МНОГОСЛОЙНЫХ КЕРАМИЧЕСЩХ ФОРМ, ПОЛУЧАЕМЫХ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ Однако формы, изтой суспензии, облыбиваемостью, такпекание песчинок и товленные изают,пониженной в- еак происходитусиливаются свя яю ее п екло,с целью о-устой- миниевый еского.порош- значитель- ецелевому ензи кольная кое сте Известна жидкос орая содержит ж рный наполнитель ышения седимент ло, огне ит - . для к и диато ционной еличения форм 111 ойчиочносп в ти суспенэии, у и огнеупорности Изобретение относится к литейном производству, в частности к изгото лению оболочковых форм по выплавля мым моделям.Известныжидкостекольные суспензии, используемые для изготовления многослойных керамических форм по выплавляемым моделям, включающие огне упорный наполнитель, связующее, в качестве которого применяют водный раствор жидкого стекла, а в качест- ве огнеупорного наполнителя используют пылевидный кварц естественного или искусственного происхождения, пылевидный циркон .или пылевидный шамот и другие добавки, обеспечивающие суспензиям.и формам различные свойства. Известно и такое .упрочн щ окрытие, содержащее жидкое сткварц пылевидный, в которомповьппения прочности и трещинчивости форм, содержится алюпорошок и окалина 21,Использование металличка в суспензии приводит кному удорожанию литья и нрасходу металла.Все перечисленные выше суспензииобладают пониженной трещиноустойчивостью,.так как жидкостекольные. слоине обеспечивают получения качественных форм из-за низкой термическойстойкости.Для армироващя оболочковых формиспользуют пульпу, содержащую воду,крахмал и бумагу, Данная обмазка, нанесенная напылением на тыльную сторону оболочки, толщиной до 3-х мм после сушки, упрочняет форму и повышает трещиноустойчивость только до их прокаливания, в процессе которого арматура выгорает 3.Наиболее близкой по техническому существу и достигаемому результату к предлагаемой является суспензия на жидком стекле, которая в качестве технологической добавки содержит двухкальциевый силикат который повышает прочность форм на изгиб при 950 С до 30 кгс/см 41.Однако прочность и термостойкость таких форм недостаточна, чтобы обеспечить их прокапку и заливку металлом без опорного наполнителя. Кроме того, формы имеют плохую выбиваемость.Цель изобретения - повышение прочности и, трещиноустойчивости форм, а также улучшение их выбиваемости.Поставленная цель достигается тем, что суспензия, включающая огнеупорный наполнитель, жидкое стекло, в качестве технологической добавки содержит пластинчатую слюду при следующем соотношении ингредиентов, вес.Ж:.Жидкое стекло 30-40Слюда пластинчатая 5-20Огнеупорный наполнитель Остальное Пластинчатая слюда, обладая армирующим свойством, способствует повышению прочности, трещиноустойчивости и улучшению выбиваемости керамики. Для испытаний приготовлены суспензии, содержащие, каждая вес.Х: жидкое стекло 35 вес.Х и отличающееся друг от друга содержанием слюды, равным в каждой .оуспензии последовательно 5,10, 15,20, 25 вес. , а гак; же соответственно содержанием -огнеупорного наполнителя, составляющим дополнительную до 1003 часть в каждой суспензии (табл, 1).Предлагаемая суспензия приготавливается следующим образом.В смеситель, снабженный лопастной мешалкой с г 1-1400 об/мин, наливают воду .(водопроводную), жидкое натриевое стекло и перемешивают 1-2 мин. Затем в приготовленную жидкую фазу в два-три приема поочередно вводят. рас-. четное количество огнеупорного наполнителя (маршалита) и перемешивают 10"15 мин, после чего вводят слюду и вновь перемешивают 20-.25 мин. Та-. кое поэтапное перемешивание обеспечи". 100а,- а,где 00 - вес блока после заливки, кг;- вес блока отливок послеочистки его от оболочки формы на виброустановке в течение 1 О с, кг;- вес блока отливок после химико-термической его очисткиот остатков оболочки, кг.Основываясь на том, что термостойкость непосредственно характеризуети трещиноустойчивость форм, степеньтрещиноустойчивости оценивалось по 50 величине потери прочности после однойтеплосмены, так как именно после первой, теплосмены наблюдается основноерастрескивание оболочек, приводящеек наибольшей потери грачности. После 55 удаления модели образцы делили на двегруппы: "свидетели" .и эталоны. Образцы "свидетели" вносили в предвариотельно нагретую до 1000 С печь и вы 40 45 вает повышенную взвесь суспензии, равномерность распределения твердой фазыв дисперсионной среде,В исследованиях использовали слюдумарки СДФ (ГОСТ 19571-74)Ковдоровского месторождения, а в качествеогнеупорного наполнителя - естественныйпылевидный кварц Болотовского месторождения.(ТУ 2-043-107-68). Связующим О служило жидкое натриевое стекло(ГОСТ 13078-67) с содержанием 5103 в337., МаО 10-127. с модулем 2,65-3,4и удельной плотностью 1,36-1,50 г/смСушка применялась воздушная: дляпервого .этилспликатного слоя в течение 2-3 ч при 25-27 С, а жидкостеоокольного - 22-24 ч при 29-31 С, Время выдержки последнего (второго) этилсиликатного слоя до нанесения жидкостекольного покрытия 10-15 мин.Выплавление моделей проводили врасплаве модельной массы в течение7-10 мин при 120-130 С.оОбразцы трех видов, а именно: сухие 25 (извлеченные из моделей механическим,путем до выплавления), выплавленныев расплаве модельной массы и прокаленоные при 900-920 С в течение двух часов и охлажденные совместно с печью, З 0 испытывали на предел прочности пристатическом изгибе.Выбиваемость (степень очистки отливок от оболочки формы) оценивали весовым способом и рассчитывали по формуле:87624 9 6позволяет снизить вероятность образования трещин в оболочке, а также резко уменьшить количество брака отливок по горячим трещинам (в 3-5 раз),Выбранные пределы количества пластинчатой слюды в суспензии 5-20 вес.7 обусловлены тем, что при уменьшении ее количества менее 5 Х форма имеет недостаточную прочность, а при повышении более 20 вес.4 суспензия становится малоподвижной и увеличивается ее расход, тем самым создаются непроизводительные затраты.Реализация изобретения позволит повысить прочность, трещиноустойчивость и выбиваемость оболочковых форм, снизить брак отливок по зазору и горячим трещинам на 1-1,57, что приведет к экономии на 1 т годного литья в сумме 10-15 руб., снизить трудоемкость операций очистки и выщелачивания эа счет сокращения их длительности, в следствие достижения повышенной выбиваемости оболочек.Общий зкономический эффект составляет 20-30 руб нат годного литья. Таблица 1 Составы суспензий,вес.Е Ингре 11 11 Т 1 Жидкоестекло 35 35 35 35 35 30 40 45 40 60 50 Маршалит 60 55 50Слюдапластинчатая Таблица 2 Свойства оболочксвых форм, изготовленныхна суспензии составов по табл. 1 Свойства 1 2 3 4 5 6 Предел прочностиобразцов при изгибе,кгс/см: 36,4 38,7 39,9 41,2 41,6 36,0 36,6 СухихВыплавленных в модель 51,4 54,7 60,9 77,2 77453,7 54,5 55,7 58,1 58,8 51,1 53.952,9 53,5 ном составеПрокаленных и охлажденныхСтепень трешиноустойчивости, 2 Выбиваемость, 7 41,4 30,2 45,7 47,8 19,7 73,4 40,1 35,6 27,3 201 49,7 56,2 , 64,7 71,9 держивали 30,мин, Затем их резко ох.лаждали на металлической подложке,установленной на кусках сухого льдапри интенсивной вентиляции воздуха.И те и другие образцы испытывали настатический изгиб. Показатель степенитрещиноустойчивости (потери прочности) формы определялся в процентахпо формуле106 изг.свид. - 6 изгиб,этал.Тб изгсвид,Механические свойства образцов,изготовленных из суспензии, приВедены в табл. 2.15При замешивании пластинчатои слюды в суспензию наблюдается следующаякартина.Слюда, как мелкой пылевидной фракции, так и пластинчатая, равномернораспределяется по всему объему суспензии и обеспечивает повышеннуювзвесь суспензии. Это способствуетболее равномерному распределениючешуи и мелкой фракции слюды на поверхность блока. Однако чешуики слюн 25ды располагаются под различным углом наклона к поверхности блоков ипосле их присыпки обсыпочным материалом чешуйки слюды как-бы пронизываютэтот и последующие слои (если они 30применяются), Таким образом, получается своего рода армирование форм, йозволяющее повысить прочность, трещиноустойчивость форм и улучшить их выбиваемость. 35Кроме того, обладая сравнительнонизкой т.пл. 1150-1330 С, слюда в прооцессе прокалки размягчается, а в процессе заливки форм сталью частично,по-видимому сплавляется,что обеспечивает повышение податливости форм. Это 5 10 15 20 25 10 107Формула изобретения 876249 Жидкое стеклоПластинчатаяслюдаОгнеупорный,наполнитель 30,0-40 5,0-20,0 5 Остальное Составитель и; КуницкаяРедактор А. Власенко Техред М.Галинка Корректор В. Синицкая Тираж 872 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Заказ 9441/9 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Суспензия для изготовления проме жуточных и наружных слоев литейных многослойных керамических. форм, получаемых по выплавляемым моделям, включающая огнеупорный наполнитель, жидкое стекло и технологическую до,бавку, .о т л и ч а ю щ а я с я, тем, чтос целью повышения прочности.и трещиноустойчивости форм, а также улучшения выбиваемости форм, суспензия в .качестве технологической добавки содержит пластинчатую слюду. при следующем соотношении ингредиентов, вес.Х: Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 1 О В 460928, кл. В 22 С 1/00, 1973. 2. Авторское свидетельство СССР У 360144, кл. В 22 С 1/00, 1970. 3. Патент Японии В 49-37608,кл. В 22 С 13/08, 1974,15 4, Авторское свидетельство СССР В 482234, кл. В 22 С 1/00, 1974.