Смесь для изготовления литейных форм и стержней

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик Ъоц 969416(61) Дополнительное к авт, свид-ву(22) Заявлено 221280 (21) 3224549/22-02 И 1 М. Кл.з В 22 С 1/06 с присоединением заявки Йо(23) ПриоритетГосударственный комитет СССР по делам. изобретениИ и открытийаявител кий политехнический кисти 4) СМЕСЬ ДНЯ ИЗт.ОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам для изготовления форм и стерж-:ней при литье, преимущественно тита- новых сплавов.Известна смесь для изготовлениялитейных форм и стержней при литьетитановых сплавов, содержащая углеродистый наполнитель в виде пековогококса и пульвербакелита. Данная смесьобеспечивает снижение -микротвердостии улучшение обрабатываемости поверхности титановых отливокЦОднако она характеризуется повышенными показателями усадки форм после 15обжига (1,7-2,2), а прочность форми стержней из нее в обожженном состоянии нуждается в дальнейшем повышении. Кроме того, ввиду повышенного содержания пульвербакелита, данная 20смесь обладает йовышенной себестоимостью. изготовлен плавов Фор магнезита келита (6 ьного пека ующим упро м и стержн мо- со ней 0 Известна также дЛя отливок иэ титановых вочная смесь на основ связующим из пульверб 8 вес.%) и каменноугол (10-12 вес.Ъ) с послед нием и пассивацией Фор путем нанесения на них пиролитического, углерода 121.Форма, изготовленные из этой смеси, позволяют получать отливки с поверхностным слоем со свойствами,близкими к свойствам матричного металла,однако недостатком Форм, изготавливаемых иэ этой смеси, является необходимость кх обработки пироуглеродом, что усложняет технологическийпроцесс и требует больших энергетических затрат. Это сужает номенклатуру отливок, получасах в онисываеващформах, Эти формы могут быть использованы только дпя получения ответственного литья.Наиболее близкой к предлагаемому;изобретению по технической сущностии достигаемому результату являетсясмесь дпя изготовления литейных Форми стержней при литье, преимущественно титайовых сплавов, содержащая,вес.В: пулъвербакелита 10-16, каменноугольного пека 14-20 и огнеупорныйнаполнитель в виде мегнеэита металлургического - остальное до 100 3Однако эта смесь, преднаэначеннай,главным образом для получения формЫ,стержней горячим прессованнем, об.ладает недостаточной прочностью дляполучения тонкостенных (оболочковых)Форм, вкладышей в кокильные Формыи пустотелых (корковых) стержней.формы и стержни из этой смеси обладают достаточно высокой теплоаккумуляционной способностью, что ограничивает номенклатуру тонкостенных отливок, которые возможно получать в подобных формах,Кроме того, поверхностный слой 10отливок (более 0,4 мм), полученныхв этих Формах, обладает микротвердостью (до 400 кгс/мм), что не позволяет использовать методы поверхностнопластической деформации (ППД)поверхности для повышения эксплуатационных характеристик литых деталей.Цель изобретения - повышение прочности и обеспечение возможности изготовления тонкостенных Форм и стержнейснижение микротвердости поверхностйого слоя отливок и обеспечение возможности применения методов поверх-.ностно-пластической деформации при ихобработке, а также улучшение эксплуатационныххарактеристик отливок.Для достижения указанной цели,смесь для изготовления литейных форми стержней при литье, преимущественно титановых сплавов, включающая огнеупорный наполнитель, пульвербакелити каменноугольный пек, содержит в качестве огнеупорного наполнителя высокоглиноземистый шамот с содержанием оксида алюминия 45-75 вес. приследующем соотношении ингредиентов, . 35вес.Ъ, Высокоглиноземистыйшамот с содержаниемоксида алюминия 45-75 78-86Пульвербакелит 7-940Каменноугольныйпек 7-13Содержание оксида алюминия в огнеупорном наполнителе (45-75 вес.В)характерно для выпускаемых промышленностью сортов высокоглиноземис 4того шамота. При более низком содержании оксида алюминия в шамоте необеспечивается получения титановыхотливок требуемого качества, а приболее высоком содержании оксида алюминия для получения высокоглиноземистого шамота требуется применениевесьма дефицитных и дорогих плавленных исходных материалов, что трицательно сказывается на себестоимости изготавливаемого литья.," Для изготовления предлагаемой ,смеси можно использовать, например орошки для набивной высокоглииоземис-дО ой массы (ТУ-8-165-75) заполните)ли алюмосиликатные для бетонов, шаМотные порошки или бой шамотных изДелий после его очистки, помола и расева. 65 Предпочтительными являются шамотные порошки следующего Фракционного состава:Фракции, мм Содержание,вес,Ф0,63-1,0 8-100,2 -0;4 45-600 105-016 , 10-30Менее 0,0510-20При содержании высокоглиноземистого шамота выше верхнего предела и. соответственно, при содержании связующих ниже нижнего предела прочность формы и стержней значительно снижается и не.отвечает предъявляемым требованиям.При содержании шамота ниже нижнего предела и, соответственно, содержания связующихвыше верхнего предела во время прессования и спекания происходит "выдавливаниеф излишков связующего, вследствие чего, . наблюдается расслоение Форм, образование в них объемов, слишком обогащен. ных связующим. В период спекания под давлением это приводит к разрушению связующего каркаса, образованию в нем при обжиге трещин и других дефектов,Смесь изготавливается обычным перемешиванием ее ингредиентов. Формы и стержни изготавливают прессованиегл между двумя нагретыми до 250- 300 С плитами при удельном давлении 30 кгс/см; После прессования их подвергают обжигу по режнму: нагрев до 520-550 С с выдержкой до 2 ч, нагрев до 900-950 С с выцержкой не ме-. нее 1 ч и охлаждение с печью до 300- 350 С. Перед заливкой формы и стержни рекомендуется прокалить при 250 фС в течение 2-2,5 ч.В процессе горячего прессования и спекания за счет полимеризации пульвербакелита Формы и стержни приобретают высокую прочность и легко извлекаются из технологической оснастки. В процессе прокалки. Форм за счет .деструкции пульвербакелита и каменноугольного пека образуется коксовый каркас, обеспечивающий формам необходимую технологическую прочность.Отработанную смесь можно использовать повторно в качествейаполнителя после размола и отсева мелких фракций с введением свежего шамота в пределах 20-30.В табл, 1 приведены составы смесей 1-3 (предлагаемые)и 4 (известная).7В табл 2 приведены свойства смесей 1-4 и титановых отливок, получаемых при использовании форм и стержней из упомянутых смесей.Вследствие меньшего удельного веса и меньшей теплопроводности высокоглиноэемистого шамота по сравнению с металлургическим магнезитом формы и стержни иэ смеси по изобретению обладают уменьшенной теплоаккумуляционной способностью(коэффициент тепло,.2,20 30 31 Пористость форм,В 31 31 Нет Да Да 270 260 400 260 Оф 2 0,3-0,4 0,2 0,2 18 20 20 20 аккумуляционной способносту уменьшается с 0,394 до 0,172 дж/м с 1/2 ф К),что позволяет расширить номенклатуру изготавливаемых тонкостенных титановых отливок и уменьшить микротвердость и толщину поверхностногОслоя отливок,При этом отсутствует необходимостьв проведении дорогостоящей операциинанесения пиролитического углеродана поверхность Форм и стержней методом осаждения его из газовой среды.,формы, изготовленные из предлагаемой смеси, имеют повышенную прочность, благодаря чему возможно изго.тавливать тонкостенные горячепрессоВысокоглиноземистыйшамот с содержанием оксидаалюминия 45-75 вес.В 80вМагнезит металлругический Прочность Форм на растяжение после обжига, кгс/см Возможность изгртовлениятонкостенных Форм Микротвердость поверхностиотливок из титановых сплавов типа ВТБЛ, кгс/ммф Глубина поверхностногослоя с повышенной микротвердостью, мм Предел усталостной прочнос"; ти отливок 8- 1,кгс/мм ванные формы. Повьааенная прочность Форм приводит к новыаению размерной точности отливок. Формы менее гигроскопичны, не требуют специальных условий хранения. Описываемая смесь 5 может успешно использоваться в ка- честве облицовки при изготовлении титановых отливок в облицованных кокилях. Поверхностный слой, получаемый на отливках, имеет качественные 10 характеристики, которые позволяютобрабатывать поверхность методами поверхностно-пластической деформации, что дает улучшение эксплуатационных характеристик отливок иа 20- 15 25 ВСодержание, вес.В, в смеси 238 969416 Продолжение табл.е ее ее ее е екщ веееюкеткекееуе аеееею ееВек Свойства Смесь аь ее4 Воэможность поверхностно-пластической деформации литых изДелий Нет Да Предал усталостной прочностй отливок после поверхностно-пластической деформации, (У, кгс/ммКласс точности отливок 25 25 25 ЛТЛТЛТФормула изобретения Составитель С.ТепляковГехред М.Гергель корреккор Ю.Иакареако,Редактор Е.Кинив ае щщ и Заказ 8260/12 . Тираж 852 Подписное ЭНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5еке ю квщ Филиал ППП "Патеит", г.ужгород, ул.Проектная, 4 Смесь для изготовления литейных форм и стержней при литье, преимущест,венно титановых сплавов, включая огнеуПорный Наполнитель, пульвербакелит и каменноугольный пек, о т л ич а ю щ а н с я тем, что, с целью повышения прочности и обеспечения вцзможности изготовления тонкостен-ных форм и стержней, снижения микро- твердости поверхностного слоя отливок и обеспечения возможности применения методов поверхностно-пластической деформации при их обработке, а также улучшения эксплуатационных характеристик отливок, она содержит в качестве огнеупорного наполнителя высокоглиноземистый шамот с содержанием оксйдаалюминия 45-75 вес.В 20 при следующем соотношении ингредиентов, вес.Ъ;.Высокоглиноэемистыйшамот с содержаниемоксида алюминия25 ., 45-75 78-86Пульвербакелит 7-9Каменноугольныйпек 7-13 30Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 816659, кл. В 22 С 1/06, 1979.2. Авторское свидетельство СССРР 818720, кл. В 22 С /06, 1978,3. Авторское свидетельство СССР9 531621, кл. Э 22 С 1/16, 1974.