Суспензия для изготовления многослойных оболочковых форм

Суспензия для изготовления многослойных оболочковых форм

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СУСПЕНЗИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ по выплавляекшм модел51М, включающая алюмохромфосфатную связку, огнеупорный наполнитель на основе окиси кремния , воду, отвердитель, содержащий жидкое стекло, неорганическую кислоту , отличающаяся тем, что, с целью стабилизации прочностных свойств форчиы за счет повьшения живучести суспензии, отйердит ель дополнительно содержит органический растворитель в соотношении . с неорганической кислотой, жидким стеклом, соответственно

СОЮЗ СОЕЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

П9) (И) З 5В .В 22 С 1/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

6,0-35,0

Щ.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ (21) 2746499/22-02 (22) 06.04.79 (46) 07.11.83. Бюл. 9 41 (72) Л.A.Бочаров, Л.A.Вавинская, В.Д.Пепенко, A.A.Ñåìeíåíêî, :Н.П.Павлова, В.П.Синица В.A.Ñêàженник и В.Й. Андриенко (71) Харьковский филиал Всесоюзного научно-исследовательского йнсти тута литейного маыиностроения, литейной те..:нологии и автоматизации литейного производства (53) 621.742.4:621.74.045(088.8) (56) 1.. Авторское свидетельство СССР

9 548358, кл. В 22 С 1/10, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2704054/02, кл. В 22 С 9/04, 1978. (54) (57) 1. СУСПЕНЗИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ . по выплавляемым моделям, включающая.. алюмохромфосфатную связку, огнеупорный наполнитель на основе окиси кремния, воду, отвердитель, содержащий, жидкое стекло, неорганическую кисло.. ту, отличающаяся тем, .что, с целью стабилизации прочностных свойств форьи эа счет повыаения живучести суспензии, отвердитель дополнительно .содержит органическнй растворитель в соотношении с неорганической кислотой, жидким стеклом, соответственно (0,02-31,0)г (0,5-0,45):1, а суспензия содержит анноноактивное соединение при сле- дующем соотношении ингредиентов, мас.Ъ!

Алюмохромфосфатная связка 2,0-10,0

Анионоактивное соединение 0,03-0,05

Вода 5 0-1 0,0

Комплексный отвердитель указанного состава

Огнеупорный наполнитель на основе окиси кремния Остальное

2. Суспензия по п. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что комплексный отверднтель в качестве органического растворителя, содержит ацетон или одноатомный спирт.

3. Суспензия по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что комплексный отвердитель в качестве неорганической кислоты содержит серную или соляную, или ортофосфорную, или их смеси в соотношении 1:1.

1052310

4,0-16,0

1,0-5,0

0,01-0,03

18,0-36,0

1.ю

Изобретение относится к литейному производству, в частности к изготовлению литья н монослойных оболочковых формах, получаемых по выплавляемым моделям.

Известна суспензия на алюмохромофосфатном связующем (АХФС) следую.щего состава, мас,%:

Алюмохромфосфатное связующее

Хлористый барий

Поверхностноактивное вещество

Вода

Огнеупорный наполнитель Остальное (1)

Эта суспензия обладает следующими недостатками: ныпланление моДельного состава в горячей воде иэ форм, изготовленйых иэ такой 20 суспензии, невозможно, так как хлористый барий не вызывает необратимого отнержцения АХФС. Кроме того, являясь солью растворимой в воде, хлористый барий, растворяясь раэупроч25 няет формы, н снязи с яем последние разрушаются, в процессе обжига и заливки в формах образуется легкоплавкая эвтектика, которая приводит к получению неудовлетворительного 3О качества литья (по чистоте поверхности и размерной точности) .

Наиболее, близкой к предлагаемой суспенэии является суспензия, используемая для изготовления многослойных оболочковых форм по выплавляемым моделям, которая содержит, мас.В:

Алюмохромфосфатное. связующее 7,5

Жидкое стекло 9,3

Вода 11,3

Серная кислота 2,3

Огнеупорный наполнитель Остальное f2)

Суспензия этого состава не имеет стабильных прочностных свойств из-за малой живучести и быстрой потери прочностных свойств (после

4-х ч выстаивания), что не дает воэможности использовать формы для 50 их выплавки в горячей воде.

Целью изобретения.янляется стабилизация прочностных свойств формы эа счет повышения живучести суспензии.

Цель достигается тем, что суспен- >> зия для изготовления многослойных ,оболочковых форм по ныплавляемым моделям, включающая алюмохромфосфатную связку, огнеупорный наполнитель на основе окиси кремния, воду, от- 6О верцитель, содержащий жидкое стекло, неорганическую кислоту, согласно изобретению отвердитель дополнительно содержит органический растворитель в соотношении с неорганической кислотой, жидким стеклом, соответственно (0,02-31,0):(0,5 0,45):1, а суспензия содержит анионоа*тинное, соединение при следующем соотношеt нии ингредиентов, мас,Ъ:

Алюмохромфосфатная связка 2,0-10, 0

Анионоактивное соединение 0 03-0 05

Вода 5,0-10,0

Комплексный отнердитель указанного состава 6,0-35 0

Огнеупорный наполнитель на основе окиси кремния Остальное.

При этом комплексный отвердитель, в качестве органического растворителя содержит ацетон или одноатомный спирт

А в качестве неорганической кислоты комплексный отвердитель содержит серную илн соляную, или ортофосфорную, или их смеси в соотношении 1:1.

Согласно изобретению комплексный отвердитель готовят отдельно из жидкого стекла плотностью 1,35-1,5 г/см, модуля 2,65-3,4, неорганической кислоты и органического растворителя,а затем его вводят в водный раствор

АХФС плотностью 1,55-1,6 г/см и только после этого замешивают огне-. упорный наполнитель на основе окиси кремния, например пылевидный кварц.

Эа 5 мин дс окончания перемешннания вводят анионоактивное соединение.

Это дает воэможность получить более тонкодисперсную кислоту, повысить стабильность химико-физических свойств суспенэии, что, в свою очередь, приводит к стабилизации физико-механических свойств полученной оболочковой формы.

В качестве анионоактивного соединения используют контакт Петрова, сульфонол.

Комплексный отвердитель для.достижения поставленной цели может быть введен н суспенэию в количестве

6,0-35,0 мас.% и при условии, что соцержание в нем органического растворителя неорганической кислотой и жидкого стекла должны соответствовать соотношению, соответственно (0,02-31,0): (0,5-0,45 :1., При содержании в суспензии комплексного отвердителя менее 6 мас.В не обеспечивается необратимое тнердение АХФС, а при содержании комплексного отвердителя более 35 мас.% суспензия становится не технологичной, то.же самое наблюдается при содержании в комплексном отвердителе жидкого стекла менее нли более указанного соотношения с органическим отвердителем и неорганической кислотой.

1052310

«4 «« !

Количественный состав суспензии, (I t 1

Ингрединты мас.В

2,0 7,75: 10,0 10,5 7,5 10,5

7,5

7,5,Комплексный отвер цитель 5,0

11,55

10,5 36,0

6,0. 15,0 35,0 36,0

15, 0 4,97 15,0, 5,0 5,0

0 05 0,03i0,05 - 0,05

11,3

5,0 5,0

О,Q5 0,05

Вода .Контакт Петрова

0,05

Сульфонол 0 05

Пылевидный кварц 75 95 87 0 62,2 49,95 48,4з 76,95 48,45 69,6

Если соотношение в отаердителе органического растворителя к жидкому стеклу нарушено, то не будет получена требуемая живучесть суспензии, а также качественное покрытие.

Введение неорганической кислоты нейтрализует избыток щелочи, находящейся в жидком стекле, и поддерживает системы (комплексный отвердитель и суспензию с его участием) в стабильном кислом состоянии.

Таердение обусловлено образованием активной кремневой кислоты и .уплотнением геля этой кислоты н фосфата алюминия, а также близостью структур кристаллических фосфатов !5 . и силикатов ° Образование активной кремневой кислоты обеспечивается вводом органического растворителя, Ортокремневая кислота, образующаяся в начальный момейт, очень неус- 20 тойчива и немедленно полимериэуется до образования крупных мицелл ,поликремнеаых кислот, вплоть до

t образования коллоидных частиц, а затем геля кремневой кислоты. 25

Это процесс происходит в течение приготовления суспенэии и ее использования и хранения, что сказывается на физико-химических и технологических свойствах суспензий, а также на.физико.-механических свойствах Форм.

С целью предотвращения образования коллоидных частиц BiOg„a также с целью замедления этого процесса при выполнении технологических операций в отвердитель вводится органический растворитель, который адсорбируясь на кремневой кислоте Si(OH)4 замедляет образование поликремневых кислот большого моле- 40 кулярного веса. При введении органического растворителя во время образования Si(OH)4 происходит не толь- ,ко адсорбция на поверхности молекулы, la также возможно образование хими- 45, ческой связи между органическим растворителем и кремневой кислотой, которая более прочная, чем физическая (адсорбция), что также положительно влияет на вышеописанные свойства.

Составы и свойства суспензий приведены в табл. 1 и 3, причем состав комплексного отаердителя (табл. 2) выражен в мас.% и еro составляющие указаны в составе суспензии с соблюдением соотношения между органическим растворителем, неорганической кислотой и жидким стеклом, соответственно (0,02-31,0):(0,5 0,45):1

Порядок приготовления суспензий согласно изобретению следующий.

В бак с перемешивающим устройством вливают воду, АХФС и перемешивают а течение 3-5 мин, Отдельно готовят комплексный отвердитель:органический растворитель вводят в неорганическую кислоту и при непрерывном перемешивании вливают жидкое стекло.

Затем приготовленный комплексный отвердитель вливают в приготовленный водный раствор АХФС, замешивают пылевидный кварц и производят перемешивание в течение 20-30 мин. За 5 мин до окончания перемешивания вводят, например контакт Петрова. Условная вязкость готовой суспензии должна находиться в :.пределах 50-60 с по

ВЗ-4 при температуре суспензии 22-.

24оС

Из табл. 2 следует, что суспензия по иэобретенню имеет высокую живучесть и сохраняет первоначальные прочностные свойства более Длительное время, т.е. имеет место стабилизация прочностных свойств, что позаоляет удалять модели иэ форм а горячей воде и заменить дорогостоящий атилсиликат на МХФС с получением при этом качественных форм.

Экономическая эффективность на

1 т годного литья составляет 84 руб. Таблица 1

1052310

Таблица 2

Ф

Количественный состав комплексного отвердителя, мас,%

Ингредиенты

9,3

Жидкое стекло

6,0

Спирт: этиловый

820нэонропиловый

79,0 56 0 10

11,8

Ацетон

2,3.40 60 - 22

4,0

Кислота: серная

10,0 соляная ортофосфорная

Смесь серной и ортофосфорной кислоты в соотношении (:) 12+12

Эфироальдегидная фракция . 0,82

Таблица 3 количественные покаэателн, суспенэин для форм, полученного нэ суспенэин состава, приведенных в табл. 1

Похаэателм

1 2 3 4 5 рй, ед

Вяэкость для

1 5-2,0 1,5-2 0 1,5-2,0 1,5-2,0 1,5-2,0 1,5-2,0 1,5-2,0 2,0

45-50 45-50 45-50 45

45-50 45-50 45 50

45«50

1-го слоя, с

30-40 30-40 30-40 30

8-10 8-10 8-10 1,5-2

30-40 30-40

8-10 8-10

30«40

8-10

30 40

8-10 последукюаих, с йивучесть, сут

40-45 35-40

40-45 . 40-45

40-45 40-45 40-45

40-45 30-32

40- ° 5 40»45 40-45

40-45

40-45, 40-45 26-29

37-42 23-26

37-42 37 42 37-42

55-60 70-80 70-80

37-42 37-42

60-70 после сумки после выплавки

s воде

30-40

30-40 суспенэня 25

30-35 30-40

2-5 в сыром состоянии

Iloosse мровлливання 20-25 55-60 70-80

45

70-80

ЬНИИПИ Заказ 8737/7 Тираж 813 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная,4

Прочность керамикм оболочково» формы . прм статическомт мэгибе, кгс/см мэ свехеприготовленнон суспвнэни после 2-х ч выстаивания после 4-х ч выстаивания после б-х ч выст&ивания

40-45

40-45

40-45

37-42

25-30

» «

1 2 ) 3 - 4,.5 б 7 8

14,0 15,0 34,0 68 70,0 14

l ) (Т (((40-45 40-45 40-45 ; ° 0-45 40- ° 5