Смесь для изготовления водорастворимых стержней

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1111768628 Союз Советских Сациалистических Республик(43) Опубликовано 07.10,80, Бюллетень37 (45) Дата опубликования описания 07.10.80(51) М. Кл.зВ 22 С 1//00О Государственный кеми СССР ам изобретений и открытий 3) УДК 621,743(54) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВОСТЕРЖНЕЙ ТВОРИМЬ 2, включающая хлкий материал, донитрат кальцияи следующем соотвес.%: стержнейтугоплавдержиткалия прдиентов,ТугоНитр натрий, но софосфат ингреористыи полнител или орто ношении плавкий материаат кальция илитофосфат калияистый натрий 10 - 40стально 1Изобретейие относится к литейному производству изготовления водорастворимыхстержней, используемых для оформлениявнутренних полостей отливок, и применяется в производстве литых и кованых поршней двигателей внутреннего сгорания излегких металлов и их сплавов.Известна смесь для изготовления водорастворимых стержней, содержащая,вес.%: хлористый натрий 95, бура 3, магнезия 1, высокодисперсный тугоплавкийматериал (тальк) 1 111.Недостатком известной смеси являетсянизкая растворимость стержней, что обусловливает длительность их вымывания из 15отливок через специально просверливаемые каналы малого диаметра,Известна смесь для изготовления водорастворимых стержней, включающая 1 -3 вес.% хлористого натрия, 0,5 - 2 вес.% 20тугоплавкого материала и в качестве основы нитрит щелочного металла 2.Однако известная смесь обладает недостаточно высокой растворимостью и обла-дает высоким коррозионным воздействием 25на материал деталей.Цель изобретения - повышение растворимости стержней.Поставленная цель достигается тем, чтоСмесь для изготовления водорастворимых 30 Также с целью снижения коррозионного воздействия смеси на материал деталей при сохранении высокой термостойкости смесь содержит 15 - 40 вес.% ортофосфата калия и 1 - 2 вес,% тугоплавкого материала.В качестве тугоплавкого материала смесь может содержать также аэросил или окись магния, или окись алюминия, или графит, или окись железа.Исходные компоненты имеют следующие физические свойства.Хлористый натрий представляет собой кристаллический порошок белого цвета, молекулярная масса 58,4. Плотность 2,16 г/см. Температура плавления около 800 С. Растворимость в воде при 20 С - 36 г/100 г НзО, при 100 С - 39 г/100 г5,0 окиси алюминия 55,0 54,5 ЗО 31 40,0 45,0 0,5 аэросила То же 1,0 графита 45,0 45,0 45,0 45,0 32 54,0 53,0 52,0 51,0 2,0 талька 3,0 окиси магния 3,0 окиси железа + 1,0 талька 45,0 5 0 Окиси алюминия 50,0 36 85,0 79,5 79,0 78,0 77,0 76,0 75,0 69,5 69,0 68,0 67,0 66,0 65,059,5 59,0 58,0 57,0 56,0 30,0 40,0 40,0 40,0 40,0 40,0 Т угоплавкий материал, вес. %Шихта плохо прессуется То же1,0 тальк 89,0 10,0 15,0 20,0 30,0 40,0 45,0 88,0 84,0 78,5 68,0 58,0 53,0 3 - 10 1 - 50 1 - 10 1 - 00 0 - 50 0 - 30 2,0 тальк 1,0 тальк1,5 тальк 2,0 окись магния2,0 тальк2,0 тальк Шихта плохо прессуется48,0 2,0 тальк 50,0 0 - 30 5Нитрат кальция - Са(МО,), - представляет собой кристаллический порошок белого цвета, молекулярная масса 164,9. Плотность 2,36 кг/см. Температура плавления 561 С. Растворимость в воде при 20 С - 126 г/100 г Н.О, при 100 С - 363 г/100 г Н,О.Ортофосфат калия представляет собой бесцветные прозрачные кристаллы, в массе белого цвета, гигроскопичен, молекулярная масса - 338,38. Температура плавления - 1340 С. Растворимость в воде при 20 С - 98,5 г/100 г Н,О, при 60 С 178,5 г/100 г НО. Ортофосфат калия способствует фосфотации поверхности охлаждаемой полости, что исключает возможность коррозии металла. В случае применения в смеси нитрата кальция в качестве тугоплавкого материала смесь содержит тальк или аэросил, или окись магния, или окись алюминия, или графит, или окись железа. При применении в смеси ортофосфата калия смесь содержит тальк или окись магния, или окись алюминия, или окись железа.Смесь для изготовления водорастворимых стержней получают путем их механиКак следует из табл. 1 и 2, использование в шихте компонентов в других количествах, отличных от указанных в формуле изобретения либо слабо повышает растворимость стержней по сравнению с прототипом, либо приводит к получению шихты, плохо поддающейся прессованию при комнатной температуре и атмосферном давлении из-за высокой гигроскопичности формуемой шихты.Изобретение иллюстрируется примерами1 - 5 и составами и технологическими свойствами, коорые, соответственно, приведены в табл. 3 и 4.П р и м е р 1. 89,5 вес,% порошкбобразного хлористого натрил, 10 вес.% нитрата кальция и 0,5 вес.% аэросила смешивают 30 35 40 45 ческого смешения до получения однород.ной массы. В готовом виде смесь представляет собой порошкообразную массу. Для получения водорастворимых стержней полученной смесью заполняют специальную пресс-форму, устанавливают пуансон и производят прессование при удельном давлении 1500 - 2000 кГс/см,Отпрессованные стержни подвергают термической обработке для удаления остаточной влаги и увеличения механической прочности стержней.Соотношение компонентов в смеси является оптимальным, поскольку выход за пределы указанных компонентов в сторону их уменьшения не позволяет значительноповысить растворимость стержней. Выход за пределы указанных компонентов в сторону увеличения повышает гигроскопичность шихты, что ухудшает технологичность процесса формования (прессования) стержней,Оптимальность соотношения ингредиентов смеси иллюстрируется составами и технологическими свойствами, которые представлены соответственно в табл. 1 и 2.Таблица 2 до получения однородной массы. Шихту формуют в специальных пресс-формах при удельном давлении прессования 1800 кГс/см. Отпрессованные стержни подвергают термической обработке при 300 ОС в течение трех часов,Отформованные водорастворимые стержни используют для получения полости масляного охлаждения в кованых или литых поршнях двигателей внутреннего сгораиия.Вымывание водопроводной водой водо- растворимого стержня при ковке (отливке) поршня двигателя типа Р, при диаметре просверленных в форме (отливке) двух каналов по 80 мм, происходит 1 ч 55 мин против 3 ч 50 мин для стержней, изготовленных из известной шихты,окись железа окись магния нитрат кальция аэросиластержня, ч - мин графит тальк пп. 1 - 51 1 - 53 1 - 50 1 - 52 1 - 50 2,0 3,0 3,0 1,0 5,0 0,5 1 - 16 1,0 1 - 15 1 - 13 1 - 15 1 - 10 0 - 48 0 - 45 0 - 45 0 - 44 0 - 48 0 - 45 0 - 35 1,0 З,О 3,0 5,0 0,5 1,0 2,0 3,0 3,0 1,0 5,0 0 - 35 0 - 34 0 - 35 0 - 36 0 - 35 0,5 З,О 3,0 1,0 5,0 24 3 - 50 Известная шихта П р и м е р 2, 84 вес,% порошкообразного хлористого натрия, 15 вес.% ортофосфата калия и 1 вес.% талька смешивают до поТаблица 4 Смеси с добавкой ортофосфата калия Смеси с добавкой нитрата кальция Прочностные характеристики смеси, кГс/смфПрочность на сжатие до термической обработкиПрочность на изгиб до термической обработкиПрочность на сжатие после термической обработкиПрочность на изгиб после термической обработки 6 - 5 8 - 7 80 - 65 90 - 70. 12,5 12,5 150 в 1 130 в 1 лучения однородной массы. Шихту формуют в специальных пресс-формах при удельном давлении 1800 кГс/смв. Отпрессованные.стержни подвергают термической обработке при 700 С в течение трех часов. Полученные водорастворимые стержни ис 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 89,0 88,0 87,0 86,0 85,0 79,5 79,0 78,0 77,0 76,0 75,0 69,5 69,0 68,0 67,0 66,0 65,0 59,5 59,0 58,0 57,0 56,0 55,0 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 40,0 40,0 40,0 40,0 40,0 40,0 пользуют для получения полости масляного охлаждения в литых или кованых порошках. Вымывание водой водорастворимого стержня при ковке (отливке) поршня 5 двигателя типа Эчерез 2 канала диаметром 10 мм, просверленных в форме (отливке), происходит в течение 1 ч 50 мин против 3 ч 50 мин для стержней, изготовленных из известной шихты.10 Пример 3. 78,5 вес.% порошкообразного хлористого натрия, 20 вес.% ортофосфата калия и 1,5 вес,% талька смешивают до получения однородной массы. Формование, термообработку и вымывание стержня про изводят, как в примере 1. Вымывание водой стрежня происходит в течение 1 ч 10 мин против 3 ч 50 мин для стрежней, изготовленных из известной шихты.П р и м е р 4, 68 вес,% порошкообразного 20 хлористого натрия, 30 вес.% ортофосфатакалия и 2 вес.% окиси магния смешивают до получения однородной массы. Формование, термообработку и вымывание водой стержня происходит в течение 1 ч-против 25 3 ч 50 мин для стержней, изготовленныхиз известной шихты.768528 10 Тугоплавкий материалНитрат кальция илиортофосфат калияХлористый натрий 0,5 - 5,0 10 - 40 Остальное.Корректор О. Гусева Редактор С. Титова Заказ 2261/1 Изд.512 Тираж 889 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр, Сапунова, 2 Пример 5, 58 вес.% порошкообразногохлористого натрия, 40 вес./о ортофосфатакалия и 2 вес.% талька смешивают до получения однородной массы. Формование,термообработку и вымывание стержня производят, как в примере 1. Вымывание водой стержня происходит в течение 50 минпротив 3 ч 50 мин для стержней, изготовленных из известной шихты.Прочностные характеристики определялись на полуавтоматическом приборе дляиспытания образцов на прочность 084 М.Величина остаточной влаги опрессованных стержней после прогрева их при 300 Св течение 3 ч составляет не более 0,2% 15Смесь в соответствии с изобретением обладает вымываемостью в 2 раза лучшей,чем известная, за счет улучшения растворимости стержней,А при использовании ортофосфата калия 20обладает пониженным коррозионным воздействием солей смеси на материал детали при сохранении высокой термостойкости водорастворимого стержня за счет фосфотации поверхности деталей. 25Смесь по изобретению может найти применение в производстве литых и кованыхпоршней двигателей внутреннего сгоранияиз легких металлов и их сплавов. 30Формула изобретения1. Смесь для изготовления водорастворимых стержней, включающая хлористый натрий и тугоплавкий материал, о т л и ч ающаяся тем, что, с целью повышения растворимости стержней, она дополнительно содержит нитрат кальция или ортофосфат калия при следующем соотношении ингредиентов, вес.% . 2. Смесь по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью снижения коррозионного воздействия смеси на материал деталей при сохранении высокой термостойкости стержня, она содержит 15 - 40 вес.% ортофосфата калия и 1 - 2 вес.% тугоплавкого материала,3. Смесь по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что в качестве тугоплавкого материала смесь содержит тальк, аэросил или окись магния, или окись алюминия, или графит, или окись железа.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент ФРГ Мо 1483641, кл. В 22 С 9/10, 1973,2. Авторское свидетельство СССР Ма 435045, кл, В 22 С 1/12, 1972 (прототип).