Способ изготовления многослойных комбинированных форм по выплавляемым моделям

СОЮЗ СОПЕТСНИХООВЧЮанйииРЕСПУБЛИН 0 Е ОИ зш В 22 С 9./04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯКА ВУ к-та ива ОСДАРСТЕННй НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Харьковский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института литейного машиностроения, литейной технологии и автоматизациилитейного производства(56) 1. Литье по выплавляемым моделям., Инженерная монография подред. Я,И. Шклениика; М., "Машиностроение", 1971, с. 251.. 2. Скаженик В.А. Интенсификацияформообразования многослойных обололочек по выплавляемым моделям.Дис, на соиск, учен, степенитехн. наук, Харьков, 1966,(54) (57) СПОСОБ ИЗООТОВЛЕН 1 Я МНО"ОСЛОЙНЪХ КОМБИНИРОВАННЪХ ФОРМ ПОВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ, включающий последовательное нанесение на модельслоев суспензии на этилсиликатномсвязующею и слоев, полученных нажидкостекольном связующем, обсыпкуогнеупорным материалом, каждого, слоясушку одновременно парных слоев,полученных на упомянутых связующих,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения прочности и газопроницаемости форм, а также сокращениявремени сушки, после обсыпки каждого слоя, полученного из суспензиина этилсиликатном связующем, осуществляют, сушку, а затем наносят. слой из водного раствора жидкогостекла плотностью 1, 1-1.35 г/см .Известные способы получения комбинированных форм имеют общий существенный недостаток. Суспенаии, приготовленные на жидком стекле, в результате взаимодействия щелочи жидкого стекла с пылевидным кварцем при длительном выстаивании приобретают тиксотропные свойства.При этом нарушается не только равномерность толщины наносимых слоев покрытия, а следовательно, и сни 50 55 Изобретение относится к областилитейного производства, в частностик изготовлению форм по выплавляемыммоделям.Известны способы изготовления5многослойных комбинированных формна основе этилсиликатного связующего и жидкого стекла.Один из этих способов заключаетсяв том, что на блок моделей наносят 102-3 слоя из этилсиликатной суспен"зии, а затем 2-3 слоя иэ суспензиина жидком стекле 11,Недостатком известного способаявляется разрушение комбинированныхоболочковых форм при выплавлении мо"дельного состава. В результате отливки имеют дефекты по вмятинам, ужиминам и засору, Кроме того, слои изжидкостекольной суспензии требуют4,5-5,5 ч сушки каждый, а формы,.полученные по этому способу, обладают низкой газспроницаемостью(0,15-0,2 ед.). Низкая газопроницаемость комбинированных форм обусловлена плавлением жидкого стекла изаполнением пор между зернами расплавом,Наиболее близким к изобретениюявляется способ получения комбинированных форм, который включает последовательное нанесение на модельслоев суспензии на этилсиликатномсвязующем и слоев, полученных нажидкостекольном связующем, обсыпкуогнеупорным материалом каждого слоя,35сушку одновременно парных слоев,полученных на упомянутых связующих 2 .При такам чередовании этилсили 40катных слоев с жидкостекольнымиформы получаются менее напряженными. Однако спаренные слои за время5,5 ч не высыхают, в результате чегопри выплавлении и обжиге формы раз 45рушаются. Газопроницаемость такихформ также низкая.1 жаются физико-механические свойства форм, но и ухудшается их сушка.Суспензии требуют частой корректировки по вязкости.Целью изобретения является повь 1 шение прочности и газопроницаемостиформ, а также сокращение временисушки.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу изготовления многослойных комбинированныхформ по выплавляемым моделям, включающему последовательное нанесениена модель слоев суспензии на этилсиликатном связующем и слоев, полученных на жидкостекольном связующем, обсыпку огнеупорным материалом каждого слоя, сушку одновременно парных слоев, полученных на упо 1 мянутых связующих, после обсыпкикаждого слоя, полученного из суспензии на этилсиликатном связующем,осуществляют сушку, а затем наносятслой из водного раствора жидкогостекла плотностью 1,1-1.35 г/см,При таком способе получения ксмбинированньж форм газопроницаемостьих повьппается за счет отсутствияслоя из жидкостекольной суспензиимежду слоями обсыпочного материала,а разсбщение жидкостекольных слоев иналичие контакта между двумя обсыпочными слоями делает форму болееподатливой, уменьшает давление наэтилсиликатные слои, что и приводит к уменьшению брака отливок, позасору, ужиминам, газовым раковинам,По причине контактирования междусобой обсыпочных слоев поры увеличены и удаление из них воды идетболее интенсивно, чем из слоя нанесенной суспензии,Отсутствие пылевидного кварца вжидкостекольном покрытии приводит кстабилизации физико-механическихсвойств форм и снижению трудоемкостиих изготовления, а также снижениюрасхода пылевидного кварца.Оптимальной плотностью жидкогостекла является 1100-1350 кг/м,Предложенный предел плотности обусловлен обеспечением необходимойтехнологической прочности форм(5,0-9;0 МПа) и сокращением времени сушки до 2,0-2,5 ч. Последовательность операций при формообразовании следующая: из приготовленной суспензии на основе3 1129 этилсиликата на блок моделей наносят первый слой покрытия и обсыпают его либо шаматом марки ШЗ 0315, либо кварцевым песком 1 К 016; обсыпанный слой сушат при 24-26 С в течение 2,0-2.5 ч при относительной влажности 60-80Затем блок моделей с высушенным этилсиликатным слоем погружают на 2-3 с в водный раствор жидкого стекла с плотностью 10 1,1-1,35 г/см (с частичной нейтрализацией серной или соляной кислотой, до рН 10-10,5), извлекают его из раствора и выдерживают над ванной до прекращения обильного стека ния.излишка раствора, после чего обсыпают либо шамотом марки Ш 3-063, либо кварцевым песком марки 1 К 0315. Сушкуэтого слоя проводят при 26- 28 С и относительной влажности 60- 20в.80 в течение 2,0-2,5 ч (при этих параметрах сушат все последующие слои покрытия), На высушенный жидкостекольный слой вновь наносят слой из этилсиликатной суспензии и 25 обсыпают кварцевым песком 1 К 063 лйбо. ,шаматом марки ШЗ,6 и сушат нри тех же параметрах, и так далее (все последующие слои обсыпают песком марки 1 КО 63, либо шамотом марки Ш 3-1,6), Количество слоев на. ,блоке моделей мажет быть различным в зависимости от требований технологии. Толщина оболочки при таком . способе формообразования при четырех слоях составляет 4,5-5.5 мм; при пяти слоях 5,5-6,5 мм.Нри изготовлении форм используют суспензии на этилсиликатном связующем следующего сбстава, об.от жидких составляюших:40Этилсиликат "32" 50,0Ацетон или, 3 сверх 100 ф 0 Пылевидный кварц замешивается до условной вязкости 45-50 с для 1-га слоя покрытия и 35-40 с для последующих. П р и м е р 1. Натриевае содовоежидкое стекло плотностью 14601500 кг/м, М 2,6-3,1 (ГОСТ 1307867) разводится подкисленной водой 5(из расчета 5-8 мл соляной или 1,52,5 мл серной кислоты на 100 млжидкого стекла) до плотности 014 41100 кг/м, чта соответствует рН 10. При послойном чередовании этилсиликатных и жидкостекольных слоевпокрытия на высушенные этипсиликатные слои наносят раствор жидкогостекла указанной плотности с последующим закреплением обсыпочным материалом и их сушкой,П р и м е р 2. Натриевое содовое жидкое, стекло плотностью 14601500 кг/м, М = 2,6-3, 1 (ГОСТ 1307867) разводится подкисленной водой(из расчета 5-8 мл соляной или 1,52,5 мл серной кислоты на 100 млжидкого стекла) до плотности1250 кг/м, что соответствует рН 10,Дальнейшее нанесение жидкастекольных слоев аналогично описанному впримереП р и м е р 3, Натриевое содовоежидкое стекло плотностью 14601500 кг/м, М = 2,6-3,1 (ГОСТ 1307867) разводится подкисленной водой(из расчета 5-8 мл соляной или 1,52,5 мл серной кислоты на 100 мл жидкога стекла) до плотности 1350 кг/м,что соответствует рН 10. Нанесениежидкостекольных слоев покрытий аналогично описанному в примере 1.П р и м е р 4 Натриевое содовоежидкое стекло плотностью 145011500 кг/мэ разводится водой да плотности 1100 кг/м, что соответству"ет рН 10. Нанесение жидкостекольныхслоев покрытий аналогично описанно-му в. примере 1,П р и м е р 5. Натриевае содовоежидкое стекло плотностью 14601500 кг/м, М = 2,6-3,1 (ГОСТ 1307867) разводится водой до плотности1250 кг/м, что соответствует рН 1010,5. Нанесение жидкастекальныхслоев покрытий аналогична описанному в примере 1.П р и м е р. б. Натриевое содовоежидкое стекло плотностью 14601500 кг 7 м, М = 2,6-3, 1,(ГОСТ 1307867) разводится водой да плотности1350 кг/м, что соответствуетрН 10,5. Нанесение жидкостекольныхслоев покрытий аналогично описанномув примере 1.В табл. 1 представлены свойствааболачковых форм. Податливость форм па предлагаемому способу и па прототипу определяют косвенным путем (по образованию трещин при заливке форм метал-, 1129014лом). По способу согласно изобретению в момент заливки форм металлом трещины на их поверхности отсутствуют. По прототипу формы растрескиваются. По этой причине имеет место большой брак по засору.В табл. 2 показаны свойства оболочки при использовании нейтрализо" ванного и без нейтрализации жидкого стекла Иэ представленных данных видно,что свойства оболочек одинаковы независимо от обработки жидкого стекла.Реализация изобретения обеспе 5 чивает получение экономического эф-.,фекта 135 тыс. руб. за счет снижения брака отливок по газовым раковинам на 2-3 Ж, снижения расхода пылевидного кварца, снижения трудоемкости изготовления форм,Л О С 1 Л О л л л л л ц м м 11 1Х Ф ФООЪ ОМ ОМ ХС еО Ц О ОСЧ-М фХо 1Н лЬ 11 1 1счямЯИем я ю а а а а 3Ф1129014 Таблица 2 Плотность жидкого стекла, кг/м Прочность послесушки, МПа Сушка слоев,ч Газопроницаемость, ед,- ---- - - - +фриПредлагаемое Ф",1,050т1,100 С нейтрализациейщелочи1,250 .Ъ; 2,0-2,5 1,5-2,0 0,4 2,0-2,5 1, 100 Без нейтрализации щелочи1,250 1,2-1,5 1,3501,400. 0,4 4,5-5,5 0,2-0,4 Прототип Составитель Г. ЗарецкаяТехред Л.Микеш Корректор Л, Пилипенко Редактор А, Гулько Заказ 9284/9 Тираж 774 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5