Композиция для изготовления выплавляемых моделей

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 111В 22 С 7/О 1 Ой 1 м. ,ИЯ винилацетатом при содержании последнего21-28 мас. %АтактическийполипропиленПарафин 5- 0 0,2-0, 7 Остальн СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРделАм изоБРетений и ОтнРытий АНИЕ ИЗО ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТ(72) А.П.Гришин, Е.Н.Киприянова, Н,ф.Гарин и Ю.В.Хандогин (71) Грозненский ордена Трудового Красного Знамени нефтяной институт им. акад. М.Д.Миллионщикова и Машиностроительный завод "Красный Молот" (53) 621.742,4:621,744.2:621.74.045 (088.8)(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 181310, кл. В 22 С 7/02, 1964.2, Авторское свидетельство СССР У 349465, кл . В 22 С 7/02, 1970,3. Анисимов И.Г. и др. Влияние полимерных добавок на прочностные свойства парафинов, церезинов и их смесей,. - "Нефтепереработка и нефтехимия.", 1981, В 3, с. 21-23. (54) (57) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЪПЛАВЛЯЕМЪХ МОДЕЛЕЙ, включающая парафин, церезин, сополимер этилена с винилацетатом при содержании последнего 21-28 мас,%, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью улучшения качества моделей за счет уменьшения усадки и повышения прочности, композиция дополнительно содержит атактический полипропилен, а церезин - синтетический при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:Церезин синтетический 10-25Сополимерэтилена с5, 0-10,0 1 1 115Изобретение относится к литейномупроизводству, в частности к модельным составам, применяемым при изготовлении отливок методом литья повыплавляемым моделям, и может быть.использовано в машиностроении, стоматологии, ювелирной промьппленности,Известна композиция для изготовления выплавляемых моделей, содержащая парафин, буроугольный воск, синтетический церезин, кубовый остатоккрекинга парафина С 11.Данный состав выпускается Новочеркасским заводом синтетических продуктов по ИРТУ 6-03-256-69.15Недостатками известной композицииявляются невысокие значения основныхэксплуатационных показателей, требуемых при литье по выплавляемым моделям таких как механическая проч 120ность на сдвиг (1,15 МПа), теплоустойчивость (39 С) и высокая объем-:ная усадка (Х) которая составляетсоответственно при температуре, фС70-20 13,560-20 12, 2550-20 8,0340-20 4,60Низкая механическая прочность насдвиг приводит к деформирумости модели,30а также частичной поломке при удалении ее из пресс-формы, хранении,сборки в блоки,Высокая объемная усадка в интераале температур 70-20С осложняетвытопку модели иэ формы без разруше- З 5кия последней, ухудшает качество поверхности изготовляемых моделей,Кроме того, модельная композиция плохо отделяется. от выплавляющей среды - воды. В результате возрастаютпотери, ухудшаются технологическиесвойства возврата,Известна композиция для изготовления моделей, содержащая парафин, синтетический церезин, кубовый остаток крекинга парафчна, алкилоламиды синтетических жирных кислот. фракции С(0 -С Г 1.Содержащиеся в составе алкилоламиды синтетических жирных кислот хотя и повышают точность воспроизводимости модельной композицией рабочей полости пресс-формы, что связано с поверхностно-активными свойст вами синтетических жирных кислот, однако это свойство в то же время снижает механическую прочность дис 840 2персных систем (в данном случае парафпновой).Наиболее близкой предлагаемой по техническому существу и достигаемо" му результату является композиция 31 для изготовления выплавляемых моделей, включающая парафин, церезин,сополимер этилена с винилацетатом(при содержании последнего 2128 мас,Х) при следующем соотношении ингредиентов, мас, У.фПарафин 60,0-75,0Церезин 20,0-25,0Сополимерэтилена с винилацетатом при содержаниипоследнего21-28 мас.7 5,0-15,0Недостатками данного состава являются относительно невысокая механическая прочность на сдвиг (1,54 МПа)и значительная объемная усадка (Х),которая составляет, при температуре,оС70-20 13, 2160-20 12, 2050-20 3,5040-20 1,23Кроме того, в состав данной композиции входит дорогостоящий 80(1400 р за 1 т), увеличивающий склонность модели из сплава известногосостава к деформированию под действием нагрузки (в том числе под действием собственного веса),Целью изобретения является улучшение качества моделей за счет уменьшения усадки и повьппения прочности.Поставленная цель достигаетсятем, что композиция для изготовлениявыплавляемых моделей, включающая па"рафин, церезин, сополимер этилена свинилацетатом при содержании последнего 21-28 мас.й,содержит атактический полипропилен, а церезин - синтетический при следующем соотношенииингредиентов, мас. Е:Церезин синтетический 10, 0-25, 0Сополимер 3 тилена с винилацетатом при содержании последнего 21-28 мас. 7Атактическийполипропилен 0,2-0,7Парафин Остальное15840 4Прочность ца спциг, об"емцаяусадка, линейная - ца уцицерсальцой лабораторцой установке, позволяющей комплексно и с высокой точцостью (2,5-4,5%) определять механическую прочность, деформцруемость и объемную усалку модельных сплавов,Линейную усадку определяют ио результатам определения объемной усад О ки на дилатометре для измерения.объемного сжатия парафинов при их фазовых превращениях, Линейная усадка рассчитывается цо известной Формуле15 20 Увеличение количества синтетичес 30кого церезина в сплаве свыше 25 мас.%существенно увеличивает температуруплавления композиции, что затрудняет изготовление моделей и удалениеих из полости литейных форм. 35Для получения предлагаемой модельной композиции в емкость термостатас мешалкой последовательно вводятпарафин (В), синтетический церезин,полимерные компоненты. После расплавления всех компонентов производитсяперемешивание смеси при 1 = 130Св течение 1-1,5 ч для получения однородного расплава.Составы композиций приведены втабл. 1 (состав 1 соответствует известному источнику Г 33, составы 2-5предлагаемые).Определяются механическая прочность на сдвиг, объемная и линейнаяусадки в различных интервалах температур, температура каплепадания, теплоустойчивость, твердость (см.табл.2).При этом температура каплепаданияопределяется по ГОСТ 6793-74, твердость - по понетрации иглой поГОСТ 11501-78, теплоустойчивость -по методике НИИТавтопрома,А 3 11Атактический полипроицлец, цыра -батываемый Томским химическим комбинатом, имеет температуру размягчения 145 о С (ТУ 6-05-194-80). Оцтцмальные техцологцческие свойства модельной композиции постигаются придобавке полипропилена в количестве0,2-0,7 мас. %.При содержании полипропилена менее 0,2 мас. свойства композицииулучшаются незначительно, Увеличениесодержания полипропилена свыше0,7 мас. % снижает прочность и твердость модельной композиции,Использование высокоплавкого синтетического церезина в количестве 1025 мас. % обеспечивает повышеннуюмеханическую прочность модели, меньшую ее объемную усадку в интервалерабочих температур изготовления модели 50-20 о С и 40-20 С, что оченьважно, а также повышает теплостойкость,Уменьшение концентрации церезинав сплаве10 мас.% способствует невысокой теплоустойчивости (46С),снижает качество модельного состава,повышая его склонность к деформациям при 25-30 С.1 где Н. - объемная усадка,Ъ - линейная усадка,Данный прибор дает высокую точность (воспроизводимость результатовне ниже 1,5%) и сохрацаяет принципиальные конструктивные особенности известного прибора НИИТавтопрома дляточного измерения усадки модельныхсплавов для всех образцов, в томчисле и полученных из известных композиций (3), и усадка определяетсяописанным методом.Использованная методика проведения экспериментов заключается в сле-.дующем.Кювету нагревают до 90-100 С изагружают в нее в расплавленном состоянии (также с температурой 90 -100 С) модельную композицию и кювету герметично закрывают. Воздух вкомпозицию не замешивают. Охлаждениеобразца в кювете осуществляют с постоянной скоростью, равной 1 фС/миндо 20 С, т.е. до температуры водыообычно охлаждающей пресс-формы впромьпдленных условиях, Расположенныйв нижней части кюветы подвижный поршень перемещается вверх вслед за сжимающимся образцом. Это перемещениерегистрируется вторичным прибором ипроисходит автоматическая записьдилатометрической кривой в координатах "объемная усадка - температура". В табл. 3 приведены составы композиций 7 и 8, которые содержат при одинаковом расходе церезина нефтяного, парафина, полипропилена атактического в количестве 0,2 мас. % и 0,7 %, а также составы 9 и 10, содержание при этом же расходе упомянутых ингредиентов церезин синтетический (соответствуют изобретению).1115840 Содержание ингредиентов, мас. %, в композициях Ингредиенты 64,3 74,8 59, 0 67 0 79,8 69,5 Парафин (В ) Церезин нефтяной (80) 23,0 Церезин синтети- ческий 15,0 25,0 25,0 10,0 Сополимер этиленас винилацетатомпри содержании в Свойства композиций приведены в табл. 4.Как следует из табл, 4, композиции, содержащие нефтяной церезин 80, при прочих равных условиях имеют 5 прочность на 20% ниже, чем для композиций с синтетическим церезином (9 и 10), 5,95 против 7,52 МПа и 5,98 против 7,47 МПа;Усадка в интервале рабочих температур 50-20 С, непосредственно влияющая на качество поверхности моделей для сплавов, содержащих нефтяной церезин 80, на 10-20 % выше, чем для сплавов с синтетическим церезином (1,1 против 0,88%). Из табл. 2 . видно, что при одинаковом содержании всех компонентов (в заявляемых пределах), кроме синтетического церезина, (сплавы 1 и 4) более высокую прочность имеет композиция 2, содержащая меньшее количество синтетического церезина (10 против 15% в сплаве 5),прочность на изгиб 7,8 против 7,4 МПа и при высоком содержании синтетического церезина (25%) в сплаве 6,но ином содержании сополимера этилена с винилацетатом 15 вместо заявляемых 5-10 мас.% и атактического полипропилена 1, вместо заявляемых О, 2-0, 7 мас.%,ЗО механическая. прочность на изгиб оказывается ниже, чем для состава 3, на 10 мас. %, что подтверждено многократными измерениями. Механическая прочность предлагаемой композиции в среднем на 21,3 % выше, чем для известной композиции С 31. Объемная усадка для предлагаемойкомпозиции снижается при 70-20 0 Сна 6%, 60-Оо С на 7%, 50-20 С на21%, 40-ЯО. С на 24%. Значительное уменьшение объемной усадки сплава в интервале температур 50-20 С, 40-20 С снижает возможность образования утяжин на поверхности изделий, а следовательно, бра-, ка по качеству поверхности, Некоторое уменьшение усадки в интервале 70- 20 С уменьшает брак керамических форм за счет их растрескивания при вытопке модельного состава. Кроме того, наличие полимерных ингредиентов в композиции повышает его гидрофоб- ность - важное технологическое свойство при использовании водяной вытопки состава из форм, улучшает спаиваемость состава, чтс облегчает сборку моделей в блоки и обеспечивает высокую прочность шва в местах спайки. Модели, изготовленные иэ предлагаемой композиции очень трудно воспроизводят сложную конфигурацию пресс-формы в отличие от известного, не имеют поверхностных дефектов в виде раковин, трещин. Реализация изобретения позволяет улучшить качество моделей за счет уменьшения усадки и повышения прочности, снизить брак по деформируемости моделей до 1-1,5% против 5%. При выпуске 20 тыс. шт. моделей в месяц отбраковка составляет 5%.Таблица 11115840 Ингредиенты ингре ентов, ма композиция.". 0 5 Табл а омпо 9 иции казатели своиств войства 84,0 8 5 6,0 3 5,1,2 11,0 0,0 6 10,5 1,95,О 1,23 0,56 8 6,2 46,0 4 7 7 у нем 21-28% винилацетата Полипропилен атактический ТУЬ-194-8. Температура капле падения Твердость при25 С, мм Ю(игла, 100 г) Прочност при 20 ф сдвиа Объемная усадк (%) в интервал температур,ф С еплоустоичиость,С4,40 4,0 4,35 4,32 4,0 4,05 4,0 4,01 3,70 3,77 1,18 1,10 1,08 0,88 0,9 0,41 0,40 0,38 0,30 0,28 Сополимер этиленас содержанием21-283 винилацетата 70-20 60-20 50-2040-20 КоэфФициент термического сжатия, градв интервале, ОС Содержание ингредиентов в композициях Показатели свойств композиций12 1115840 Продоляекие табл.4 Показатели свойств композиций 673 Свойства 0,00086 0,0008 1 70-20 60-20 50-20 0,00036 0,00022 О, СКЪ 032 40-20 Составитель И.ЕуницкаяРедактор Н.Горват ТехредЛ.Коцвбияк Корректор А.Тяско Заказ 6822/9 Тирак 774 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открмтий113035, Москва, й, Раувская иаб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Унгород, ул. Проектная, 4 О, 00089 0,00100 0,00039 0,00025 0,00087 0,00100 0,00037 0,00020 0,00102 0,00094 0,00095 О, 00019 О, 00018 О, 00014