Суспензия для изготовления оболочковых форм по выплавляемым моделям

Суспензия для изготовления оболочковых форм по выплавляемым моделям

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СУСПЕНЗИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБОЛОЧКСВЫХ ФОРМ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОЛЕЛЯИ, вялючающая гицро лизованный раствор этилсилЕката, вермв хулит вспученный и огнеупорный напоп нитель. на основе окиси алюминия, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества оболочковых форм ; за счет ликвиаации микрртршшн в горя чем состоянии и -повышения прочностЪ, суспензия аополннтелывю содержит yxcjro ную кислоту или уксуснокислый ХАпыиЛ при слецухшюм сротношеанв внгреавентов , мас.%: Гиаролизованный paci вор этилсвлнкатаЗО-ЗЗ . Вермикулит аспучдаяьА 3,О-7,О сл Уксусная кислота или уксуснокислый 1салышй О,5-4,О Огаезторвый наполнитель на осшюе окиси ашомвнняОстальное 4 сд ;о ;о 00

(191 (11), СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУЬЛИН

aug В 22 C 1 00 В 22 С 1/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОНВ С»ВВОВНРСТВР

3О-ЗЗ Е

3,0-7,0

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1.), 3378691/22-02 (22) 07.01.82 (46) 07.10,83. Б?ол. Ж 37 . (72) И. Г. Ратуш, Г. М. Слепнев, Г. А. Каплуновский, B. В. Морозов, Ю. И, Худобин и 3. Г. Комар (71 ) Всесоюзный проектно-технологический институт энергетического маи?иностроения (53) 621.742.4:621.74.045(088.8) (56) 1. Литейное произвоаство, 1980, М 7, с. 20Ml.

2.. Авторское свидетельство СССР

И 417219; кл., В 22 С 1/ОО,:

В 22 С 9/04, 1972, 3. Воронков N. Г., М??леп?евич В. П., ИЪкелевский Ю. А. Силйкоиовая.связь.

Новосибирск, Наука, 1978, с. 211-213, 322-323.

4. Харитонов Н. П. и др. Органосили» катные материалы, их свойства и техно логия применения. Л., Наука", 1979, с., 20. (54)(57) СУСПЕНЗИЯ ДЛЯ ИЗГО ГОВЛЕ

НИЯ ОБОЛОЧХОВЫХ ФОРМ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОКСЕЛЯМ, включающая гидро лизованный раствор этилсиликата, верми кулит вспученнь?й и Огнеу??О)жый напоп» нительр на ocHCHS Окиси алюминия О т л и ча юша я с я тэм что, с целью повышения качества оболочковыс форм за счет ликвидации микротрещин в горя

ЧЕМ COCTORHHK И ПОВЫШЕНИЯ ПРОЧНОСТИ, . суспензия дополнительно соаер?кит ухсуо нув кислоту sna уксуснокислый кальций при слеауюп?ем соотношении ингреаиэнтов, мас.%В

Гидропизованный раст вор этилоиликата

Вермикулит вс??ученный

Уксусная кислота или уксунос?й калций О,5-4,0

О?иеупорный ??a??an??a тель на oc??099 oxECR алюминия Ос таль??се

Наиболее близкой к изобретению яв ляется суспензия 1 2), которая содержит гидролизованный раствор этилсиликата, огнеупорный наполнитель (пылевицный

40 кварц или корунц и вермикулит вспученный при слецуюшем соотношении ингреаиентов, масЛ:

Огнеупорный наполни» тель Основа

Гицролизованный этилсиликат 29-45,5

Вермикулит вспученный

0,5-4,0

Однако обопочковые формы, изготов- 50 ленные с использованием известной суо-, пензии имеют низкую прочность, неста бильность герметических размеров отливок, склонность форм к трешинообразованию и разрушению как в процессе обжига,55 так и в процессе заливки металла в форму.

Бель изобретения - повышение качеств ва оболочковых форм путем ликвицации

1 10459

Изобретение относится х литейному произвоцству, а именно к изготовлению керамических огнеупорных форм по выплавляемым моцелям.

Известна суспензия цля оболочкОВых форм на основе пылевицного кварца ГК-3 и связуюшего - гицролизованного раст-. вора этилсиликата 40, При формировании 5-слойной оболочковой формы исползовалась обсыпка чешуйчатой цробленой слюцой (ГОСТ 19571 74) третьего слоя

Оболочки или второго и четвертого слоев.

При заливке огнеупорная чешуйчатая слк ца работает как арматура, которая способствует рассрецоточению нагрузок" от гицро- 5 статического напора жицкого металла и препятствует образованию связанных тре шин и, слецовательно, засору металла и пробою оболочки металлом Р 1 j

Оцнако известная суспензия в сочета нии с обсыпкой из дробленой слюцы при формообразовании оболочки прицает ей низкую прочность изза неуцовлетворитель ного смачивания слюцы суспензией, склоннОсть к трешинообраэованию изэа пОли g5 мОрфных преврашений слюды при заливке форм. Т.е. суспензия на основе пылевицного кварца с армированием чешуйчатой слюдой оболочки при обсыпке не обеспежет nonr erne «рупиогабаритных о зо ливок, типа турбинных лопаток (с длиной пера до 500 мм) иэ сплавов на основе никеля из-за недостаточной прочности оболочек и склонности к образованию трешин.

35 микротрещин в горячем состоянии и повышение их прочности.

Поставленная цель достигается тем, что, суспензия цпя изготовления оболочковых форм, включающая гицролиэованный

Ф раствор этилсиликата, вермикулит вспученный и огнеупорный наполнитель на основе алюминия, Дополнительно соцержит уксусную кислоту или уксуснокислый кальций при слецующем соотношении ингрециентов, мас.%:

Гицролизованный раствор этилсиликата 30 33

Вермикулит вспученный 3,0 -7,0

Уксусная кислота или уксусно-кислый кальций 0,5-4,0

Огнеупорный наполнитель на основе окиси алюми.ния Остальное

В качестве огнеупорного наполнителя используют микропорошки электрокорунца, в качестве свяэуюшего - гицролизо- . ванный раствор этилсиликата. с ñoàeðжанием %Од равном 3032%. В качестве пластифика тора ве рмикулит вспученный по ГОСТ 12865»67 с соцержанием %Од равном 72 76%. Вспученный вермикулит прецотв рашает растрескивание оболочковой формы при сушке, обжиге форм и заливке металлом и исключает отслаивание огнеупорных слоев формы, повышает термостойкость формы..Эффект применения его в ликвицации микротрешин оболочковой формы заключается в том, что образуюшиеся в форме трешины заполняются пластичным вермикулитом, происхоцит так называемое залечивание формы.

B качестве цополнительного катализатора в суспензия используется 98%ная уксусная кислота (ГОСТ 61 75). Уксус ная кислота или ее соли, например уксус но-кислый кальций, способствует Дальнейшей полимеризации этилсиликатного связуюшего, что привоцит к. увеличению вязкости суспензии и тем самым равномерности распрецеления в ней огнеупорного наполнителя и пластификатора, вермику лита вспученного, что приводит к упро» шеиию оболочки как при отверкцении, так и при заливке металла. Тем самым ус траняется образование микроцефектов, и облицовочный слой формируется ровной и глацкой поверхностью, что способству вт повышению качества noseðêíoñòè питай заготовки.

Дополнительный положительный эффект упрочиения оболочки возникает также потому, что уксусная кислота является не

1045993 1 только катализатором попимеризации гицролиэованного этилсиликата, но и химическим реагентом, с которым,этилсиликатное связуюшее вступает во взаимодействие с образованием ацилоксипроиэвоцных 1 3) .

= 61 - О С, Н б «Н О С С И. - =

ll

О

Ъ10С СНф + С И 6 ОН

t0

Наряцу с этим .возможно образование сложного эфира эа счет вторичной реак цни спирта с кислотой и выцелением воды: О

11

СН С-ОН«НО-СОН - - 15

СИ,СС Ч„«Н О

11

О

Вода дополнительно гицролизует этилсиликата с образованием силанола:

= 51-ос . И 0

= 5a i-OH С Н OH

= -0Н СИ;С-0Н и

О

Это способствует цальнейшей реакции поликонценсации этилсиликата в присут ствии уксусной кислоты: ь -ОН.«М О-6 ъ

=- clj 0- sg =-+И О

Кроме .того, гицролизованный этилсиликат с концевыми гицроксильными группами у атома кремния способен вступать в реакцию конценсации с поверхност ными кислыми гицроксильными группами вермккулита или мусковита с образованием силоксан силикатной связи:

=- 1-О « 0

=S -0-S +И 0 3. ю

40 гце И -; полиэтилсилоксащ

С - поверхность силнката.

Этот процесс ускоряется в присутствии катализатора I 4).

Вермикулит вспученный, относяшийся к гицрослюцам, по сравнению с цругими прецставителями этого класса огнеупор . ных материалов, например с мусковитом, термитом, обеспечивает более эффектна ную ликвнцацию микротрещин в оболочке благодаря пониженной тверцости, которая приводит в процессе вспучивания вермику лита к образованию большего количества тонких чешуек. В npogecce прокалки и 55 заливки оболочки вермикулит, заполняя межзереннйв пространства основы обо лочки, образует с .м 00. связующего эластичные структуры, которые прецотврашают образование микротрещин в оболочке.

Дополнительный эффект упрочнения оболочки от использования уксусной кис лоты в суспензии цостигается за счет увеличения смачиваюшей способности связующего к наполнителю, что способствует образованию прочной связки. В качестве катализатора может также использоваться и соль уксусной кислоты; например уксусно-кислый кальций, который цействует аналогично уксусной кис лоте, но с получением меньшего эффекта по упрочнению оболочковой формы.

Приготовление суспензии осуществляв ь ся слецующим образом.

В бак мешалки заливают связуюшеегицролиэованный раствор этилсиликата, насыпают пылевицную составляющую суо пензии - микропорошки электрокорунца, а затем ввоцят вспученный перл,ит. Перемешивание произвоцят 40-60 мин. За 15 мнн цо конца перемешивания ввоцят уксусную кислоту. Пятислойные образцы выплавляют о в горячей воце при 90 5 С, просушива ют на воэцухе при 200-250 С. Образцы испытываЮт на изгиб при комнатной тем пературе на машине Шопер (ГДР).

В табл. 1 прецставлены составы испытанных суспенэий; в табл. 2 - свайства оболочек, полученных с использов м кием известной и прецлагаемой суспензий.

Из полученных результатов видно, что наилучшими показателями по прочности в сыром и обожженном состоянии, трещи ноустойчивости и осыпаемости рабочей поверхности формы обладают оболочки, полученные при использовании суспензия слецуюшего состава, масЛ:

Гицролизованный раствор этилсилнката 30-32

Уксусная кислота 0,5-4, Вспученный вермикулит 3,0 7

Микропорошок электрокорунца Остальное

При ввецении уксусной кислоты (или ее соли, например, уксуснокисльтй кальций) менее 0,5% в оболочке наблю дается сетка микротрещин и некоторая осыпаемость рабочего слоя.

Ввецение в суспензию уксусной кисло ты (или ее сопи, например, уксуснокислый кальций) в количестве более 4% цривоцит также к обряэованию в оболочке микротрещин и вызывает черезмерное увеличение . вязкости суспензин.

1045993

Составитель Г. Зарецкая

Редактор Н. Воловик Техред М, Гергель Корректор А.,Пэятко

Заказ 7614/9 Тираж 813 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгороц, ул. проектная, 4

При введении в суспенэию меньше 3% пластификатора вермикулита вспученно» го:в керамике оболочки появляются крупные трещины, что связано со снижением пластифицируюшего эффекта суспен« эий. Такого объекта пластификатора недостаточно цля ликвидации образующихся в форме трещин. Если в суспензию введено более 7% пластификатора, наблюцаеъся уменьшение прочности керамических !

О образцов и деформация оболочки.

Предлагаемая суспензия может быть использована при изготовлении форм для производства отливок из углеродистых и легированных сталей и жаропрочнык сплавов. При изготовлении форм цля проиэвоцства отливок из углероцистых сталей все слои огнеупорного покрытия изготавливают иэ суспенэии указанного . состава, а при изготовлении форм цля произвоцства отливок из легированных сталей и жаропрочных сплавов эта суспен эия используется цля третьего и всех последующих слоев огнеупорного покрытия.

Использование прецлагаемого изобретения. позволяет повысить качество отливок, сократить брак как самих оболочковых форм, так и литых заготовок.