Суспензия для изготовления литейных керамических форм по выплавляемым моделям

Союз СоввтскихСоцкаянстическнхРвсиубиик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 908469(22)Заявлено 20,06.80 (21) 2941946/22-02с присоединением заявки РЙ -(51)М. Кл. В 22 С 1/06 Гоеударетеснный квинтет но денни нзабретеннй н открытее(54) СУСПЕНЗИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХКЕРАМИЧЕСКИХ ФОРМ ПО ВЕПЛАВЛЯЕМЬММОДЕ ЛЯМ Изобретение относится к литейномупроизводству, в частности к изготовлению высокоогнеупорных керамическихформ по выплавляемым моделям для литья жаропрочнцх и эвтектических сплавов,5Для изготовления изделий из жаропрочных никелевых сплавов типа ЖСКшироко применяются оболочковые Формы,изготовляемые методом многократногопослоиного погружения модельных.бло0ков в суспензию, состоящую из электрокорунда и гидролизованного этилсиликата с присыпкой каждого слоясуспензии электрокорундом соответ,15ствующеи зернистости и сушкой каждого слоя 111.Для новых жаропрочных и эвтектических сплавов на никелевой основес повышенным содержанием углеродаи более высокой температурой плавления металла (1700-1750 С) к материалу формы предъявляются повышенные требования в отношении способности выдерживать длительный контактос расплавленным металлом при 1750 в течение 10-20 ч без изменения химического состава сплава и геометрии отливаемых деталей.Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является суспензия для получения керамических Форм по выплавляемым моделям, содержащая, вес.ф:Электрокорунд илимуллит, или бакор,или шпинель 75-80Гидролизованньйраствор этилсиликата 10-15Двуокись титана 5-8Каждый слой Формы, изготовленный из такой суспензии, подвергают воздушно-аммиачной сушке 2.Однако такая Форма не пригодна для получения литья из новых жаропрочных и эвтектических сплавов на никет 1 евой основе, так как двуокись И.М. Демонис, О.ф, Карпович, Л.П, Иванова, Н.А. Дабижа и Г,А. Калмык 190846 35 кремния этилсиликатного связующего,образующаяся в процессе прокаливания Форм, взаимодействует с углеродом сплава при температурах более1550 С и длительном контакте, препятствуя образованию монокристаллицеских карбидов, в результате сплавухудшает свои свойства. Кроме этого,получение отливок с заданной чистотой поверхности (д 5-Ь 6) без припус" 10ка на механическую обработку практически невозможно из-за образованиязначительной зоны взаимодействияна границе металл-керамика.Цель изобретения - снижение взаимодействия материала формы на границе металл-форма.Указанная цель достигается тем,что суспензия, включающая электрокорунд, гидролизованный раствор этилсиликата, дополнительно содержит молотую корундовую керамику Фракции1-6 мкм и удельной поверхностью4000-6000 см /г при следующем соотношении ингредиентов, мас.3:25Гидролизованный растворэтилсиликата 20-25Молотая корундоваякерамика упомянутойфракции и удельнойповерхности 0-20Электрокорунд ОстальноеКорундовая керамика имеет следующий состав, масс,Окись алюминия 94-97Окись кремния 1-2Борный ангидрид 1-2Окись кальция 1-2Входящая в суспензию молотая корундовая керамика или спек на стадии40спекания Форм взаимодействует с двуокисью кремния этилсиликатного связующего с образованием высокотемпературных соединений муллита и кальциевого анортита, Стеклообразующие составляющие спека 5102, ВО, СаО45способствуют спеканию зерен электрокорунда керамической формы, тем самымповышая ее механическую прочность.При увеличении размера зерна спекасвыше 6 мкм (удельная поверхность50менее 4000 см 2/г) уменьшается активность частиц к спеканию, слои Формы получаются пористыми, меньшее количество двуокиси кремния связываетсяв муллит и кальциевый анортит. При уменьшении размера зерна менее 1 мкм2 (удельная поверхность выше 6000 см /г) резко увеличивается количество связу 9 4ющего в суспензии. С увеличением количества этилсиликатного связующеговозрастает количество свободной двуокиси кремния в прокаленной Форме испека не хватает, чтобы всю двуокиськремния связать в высокотемпературныесоединения, а увеличение количестваспека приводит к снижению термостойкости Формы.В табл, 1 приведены примеры исполнения Форм из предлагаемых составовсуспензий,Формы из указанных в табл. 1 суспензий изготавливают следующим образом,В отдельной емкости готовят суспензию из электрокорунда Г 5, М 40,гидролизованного раствора этилсиликата 40 и спека (обоженного при1350-1450 С) с размером зерна 1-6 мкми удельной поверхностью 4000-6000 см /г2имеющего следующий состав, мас.Ф:Окись алюминия 94-97Окись кремния 1-2Борный ангидрид 1-2Окись кальция 1-2Затем по общепринятой технологии .получения литья по выплавляемым моделям изготовляют Форму.В процессе обжига и нагрева ихдо 1750 С перед заливкой металломдвуокись кремния этилсиликатногосвязующего взаимодействует с молотойкорундовой керамикой (спекой) с образованием муллита и кальциевогоанортита, которые инертны к элементам, в частности к углероду, жаропрочных и эвтектических сплавов наоникелевой основе при 1750Результаты исследования образцов,изготовленных из известной и предлагаемой суспензий, приведены в табл.2. Образцы, изготовленные из суспензий по табл. 1, отлицаются низким содержанием свободной двуокиси кремния, наличием в Фазовом составе инертных муллита и кальциевого анортита при сохранении открытой пористости для обеспечения газопроницаемости форм,Увеличение содержания спека в сус" пензии свыше 20 мас.3 приводит к увеличению усадки формы. Уменьшение содержания спека ниже 10 мас.3 приводит к сохранению части свободной двуокиси кремния в форме и снижению ее огнеупорности.Ингредиенты Электрокорунд 55 65 65 25 20 Этилсиликат Иолотая корундоваякерамика (спек) 15 10 20 Таблица 2 ерамические Формы, изготовленные из Свойст авсуспензии ской спека известных суспензий Наличие свобо510, 3 Фазовый состав керами 3 с,-А 10 ЗА 1 О 25 О СзО 2510 А 10,5 ткрытая пористость,Время контакта свым сплавом, ч ели емпература сплава,о НаправленНаправленая труктура сплава Ширина зоны взаимодействия, мкм 200-30 Формула изобретения щая электрокорунд и гидролизованныи этилсиликат, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью снижения взаимодействия материала формы на границе металл-форма, она дополнительно содержит молотую корундовую керамику Фракции 1-6 мкм и удельной по 1. Суспензия для изготовлейных керамических форм пояемым моделям для производсок из жаропрочных и эвтектиплавов на никелевой основе,ния ли ыплавва отлескихвключа 5 90869 6Изготовляют пальчиковые Формы, без,припуска на механическую обрав которых отливают паспортные образ- ботку.цы из никелевого сплава с повышенным Реализация изобретения позволяет содержанием углерода. Иеталлографи- получать отливки из жаропрочных и эвческие исследования поверхности этих 5 тектических сплавов на никелевой ос" отливок показывают, что формы, изго- нове без припуска на механическую обтовленные из суспензии предлагаемого работку, поскольку значительно снижесостава, обеспечивают получение от- на зона (50 мкм) взаимодействия мателивок с направленной кристаллизацией риала формы на границе металл-Фори необходимой чистотой поверхности 1 О ма (табл. 2).Таблица 194-971-21-21-2 908469 8верхностью 4000-6000 см/г при сле- Окись алюминиядующем соотношении ингредиентов, Окись кремниямас.:Гидролизованный раствор Окись кальцияэтилсиликата 20-25 5Молотая корундовая ке- Источн ксточники иншормации,рамика упомянутой фракпринятые во внимание при экспертизеции и удельной повеохности 10-20 1, Литье по выплавляемым модеЭлектрокорунд Остальное 1 о лям. Под ред. Я,И. Юкленника, В.А.Озе 2. Суспензия по и. 1, о т л и - рова. М., "Машиностроение, 1971,ч а ю щ а я с я тем, что корундовая с, 189-97.керамика имеет следующий состав, 2. Авторское свидетельство ССьРмас.3: 605668, кл, В 22 С,9/04, 1979.Составитель Г, ЗарецкаяРедактор С. Тараненко Техреду М. Рейвес Корректор В сутягаЗаказ 695/11 Тираж 853 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий11 ОД Москва Ж-Я Раушская наб. д. 4/Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4