Смесь для изготовления литейных форм

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и,944745(53)М. Кл. В 22 С 9/00 Ркудзрстеинай квинтет СССР ао делен взовретекий н открытия(72) Авторы изобретения Р.111г есский ордена Трудового Красного политехнический институт(54) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ фо логи чер лей а гипн- коя Однако ддлительност ые сост роцесса ей мало е испол ьно. Пр шликерн вы смесеи вви удаления водкономичны и зование весьои составляю х практическ ма затрудните вания воды из цесс влитый смеси при нтакте с гипсом енсифицируют Изобретение относится к технолитейного производства, а именнк специальным способам литья изных сплавов.Известны смеси на основе плавного кварца, представляющие собоводные шликеры, отверждающиеся зсчет удаления (впитывания) водысом. Составы смесей, основными игредиентами которых являются мелдисперсная составляющая - плавленый кварц и вода, применяются длизготовления различного профиляизделий радиотехнической промышлности и находят применение для ичения литейных форм 1 11. за счет воздействия температуры, но скорость отвердевания шликера увеличивается в пределе на 5-103,Применение плавленого кварца в качестве наполнителя для керамических смесей основано на высокой его термостойкости и в связи с низким коэффициентом термического расширения.Однако для изготовления литейных керамических форм применяют огнеупорные наполнители в сочетании с различными связующими, повышающими реакционную способность формы к заливаемым сплавам., В результате повышения реакционной способности керамической формы, содержащей связу" ющее, формируются литые поверхности, требующие механическую обработку резанием. Известна керамическая смесь на онове огнеупорного иаполнителя иэтилсиликата, в состав которой дляуменьшения реакционной способностии для получения отливок без припус3 944745 ков на механическую обработку вводят шпинель бакор, мулит или смесь электрокорунда с двуокисью титана 21.Известна смесь, реакционная способность которой к отливке уменьшена за счет ввода углеродсодержащих добавок 3 1Наиболее близкой к изобретению по техницеской сущности является смесь 41, содержащая указанные1 О ингредиенты, мас.Ф:Этилсиликат гидролизованный 28-46,0Асбест порошкообразный 3-815Огнеупорныйнаполнитель ОстальноеОднако известные смеси основаны на введении в огнеупорный наполни- тель связующего этилсиликата (илию его заменителя) и добавок, стабилизирующих реакционную способность формы. В связи с тем, что связующее остается в составе Формы, реакционная способность в целом формы остается высокой, даже при введении стабилизирующих добавок. Таблица 1л Составы предлагаемой смеси, мас.3 Ингредиенты 70 лПлавленый кварцфлюс АНФ-б- Вода 5 2 б Целью изобретения является ускорение процесса отверждения и повышения чистоты поверхности отливок.Эта цель достигается тем, цто смесь, включающая плавленый кварц и воду; дополнительно содержит Флюс на основе Фтористого кальция и окоси алюминия при следующем соотношении ингредиентов, мас. Ф:лВода 15-20Флюс на основефтористого кальция и. окиси алюминия 2-5Плавленыйкварц Остальноефлюс имеет химический состав,мас.4: 4Фтористый кальций 70Окись алюминия 30Такой состав флюса, известныйкак флюс АНФ-б (ТУ 14-1-195-77),имеет температуру плавленияо1320-1340 С и вводится в виде мелкодисперсного порошка в последнююстадию перемешивания крошки плавленого кварца с водой в шаровой мельнице за 20-30 мин до окончанияпроцесса. Приготовленный водныйшликер, полученный в шаровоймельнице, обладает достаточной текучестью для заполнения любой сложности тонких каналов, образованных моделью и пористым опорным слоем, например гипсом, песчаножидкостекольнымФормовочным материалом и т.д. Наличие АНФ-б. в составе шликера обеспечивает отверждение через 5-10 минпо всему объему, в то время как приего отсутствии отверждение шликераидет послойно и продолжается болеецаса. Сокращение времени отверждения шликера создает возможностьвзамен гипса применять практическилюбой пористый материал, впитывающийводу.Качество сформировавшейся керамической формы цельнолитой или состоящей из пористого материала и облицованного слоя из смеси, имеющейпредлагаемый состав, обеспечиваетполучение отливок из черных сплавов,не требующиймеханической обработкирезанием. Влияние добавки АНФ-бна процесс отверждения основан насовместном связующем действии алюмосиликатных и силикатных соединений.Образование Фосфатов при наличии 40силикатной связки также обеспечиваетускорение процесса перехода из жидкоподвижного в твердое состояние.Для получения экспериментальныхформ были подготовлены пять составов смесей, приведенных в табл, 194474 Каждая смесь перемешивается в шаровой мельнице. Осуществляется одностадийный мокрый помол. При достижении показателя концентрации водородных ионов рН = 5,0-4,0 помол закан- з чивается и вводится добавка флюса в виде тонкомолотой (50 мкм) смеси.Дополнительно перемешивается смесь 3 мин. Вода впитывается гипсом,и в течение 5 мин происходит отверж Свойства форм Показатели свойств для составов предлагаемой смеси1 Время отверждения формы, мин 20,0 6,0 4,5 10,0 Качество поверхности формы Наличиетрещин Наличие Гладкая,воздуш- трещинных вмя- нет Гладкая,трещиннет Гладкая,трещиннет тин Шероховатость поверхности,кл,(ГОСТ 2789-73).аного натяжения воды улучшает смачивание гипса, и тем самым скоростьпроцесса впитывания влаги из шликераувеличивается, т.е. флюс АНФвоздействует на водный шликер на кварцевой основе, как катализатор. Влагосодержание гипсовой оболочки 45-50 ь.Прочность шликера до термообработки составляет 40 кгс/см . ИсходЯ.ная влажность шликерной керамикиперед термообработкой но превышает5-6. Термическая обработка шликерной керамики на основе плавленогокварца осуществляется до 800 С соскоростью нагрева 400 с/ч и в теоИчение часа до 1100 С.оВ табл. 3 приведена сравнительная характеристика качества поверхностей шликерной формы (стержня),Введение флюса в количестве менее 2 мас.4 не обеспечивает его равномерное распределение в шликере и происходит местное затверждение, но не объемное. При введении количества Флюса более 6 мас,4 имеет место сокращение времени отвердевания флюса за промежуток, технологически не приемлемый, т.е. шликер теряет екучесть еще при заполнении рабочего пространства между моделью и пористой опорой. Процесс отвердевания водного шликера при введении флюса АНФинтенсифицируется в связи с тем, что он связывает свободную влагу в смеси, снижая при этом поверхностное натяжение водыСнижение поверхност 5 бдение керамической оболочки. Термическая обработка оболочки осуществляется при 1100 С в течение 1,5 ч.После термообработки сформировавшуюся керамическую оболочку заливают расплавом. Свойства форм, в которых былиполучены отливки из сплавов СЧ 21-40,приведены в табл. 2.Т а б л и ц а 2944745 Формула изобретения Кацество поверхности Й , мкм б Показатели свойств(ГОСТ 2789-73) 0,78 (7 кл.) Модели Шликерной формы 25 35 Составитель Г. Зарецкая Редактор В. ДанкоТехред А. Бабинец Корректор М. ШарошиЗаказ 5211/12 Тираж 852 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 гипсовой оболочки при 1001 воспроизводимости рельефа, модели и отливки.Т а б л и ц Гипсовой оболочки 0,80 (7 кл.) 15 0,93 (7 кл,)1эОтливки Сц 21-40 1,02-1,10Дб"7 кл,)М Наличие АНФнепосредственно в смеси формы, контактирующейся с расплавом, способствует рафинированию металла непосредственно в момент кристаллизации отливки, т.е, имеет место рафинирование в полости формы.Литейные формы, изготовленные из предлагаемой смеси, применялись для получения точнолитых прессформ с рельефной поверхностью из высоко- прочного чугуна. Качество поверхнос ти отливки соответствовалокл. шероховатости по ГОСТ 2789-73,механическая обработка отливок нетребовалась. Ожидаемый экономический эффект от внедрения предлагаемой смеси составит 150 тыс. руб,Смесь для изготовления литейныхформ преимущественно из шликера,включающая плавленый кварц и воду,о т л и ц а ю щ а я с я тем, что,с целью ускорения процесса отверждения и повышения чистоты поверхностиотливок, смесь дополнительно содержит флюс на основе фтористогокальция и окиси алюминия при ледующем соотношении ингредиентов,мас.Ф:Вода 15-20Флюс на основефтористого кальцияи окиси алюминия 2-5Плавленый кварц Остальное Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Пивинский Ю.Б., Ромашин А.Г.Кварцевая керамика. М., нМеталлургия" 1974, с. 10,2. Авторское свидетельство СССРй 605668, кл. В 22 С 9/04, 19743, Патент США й 3802902,кл. 106-38.3, 1974.Авторское свидетельство СССРИ 637190, кл. В 22 С 1/00, 1975.