Суспензия для изготовления оболочковых форм по выплавляемым моделям

Суспензия для изготовления оболочковых форм по выплавляемым моделям

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СУСПЕНЗИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ, включающая этилсютикат, органический растворитель, неорганическую кислоту, воау, технологическую аобавку в вице полиорганосилоксанового соединения и огнеупорный наполнитель на основе окиси кремния, отличающаяся тем, что, с целью повышения горячей прочности и термостойкости оболочковых форм, повышения качества отливок за счет сшикения брака из-за дефектов формы и снижения стоимости связующего, она содержит в качестве полиорганосипоксанового соединения 2О%-ный нейтрализованный водный раствор алюмомстилсиликоната натрия с рН 2-4 при следующем соотношении ингредиентов , мас.%: Эгалсшшкат 7,3-8,6 Органический раст19 ,3-21,0 воритель Неорганическая 0,46-0,49 I кислота 20%-ный нейтралиСО зованный водный раствор алккмометилсипи0 ,5-1,0 ;коната натрия срИ 2-4 Огнеупорный наполнитель на основе Остальное окиси кремния

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕ СИИ Х

РЕСПУБЛИК ((В (ill

Щ ° ь

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСМОМУ СЕИД@(НЪСТВУ

ИЬ у

Органический растворитель

Неорганическая кислота

20%-ный нейтрализованный водный раствор алюмометилсиликоната натрия с рН 2-4

Огнеупорный наполнитель на основе окиси кремния

19,3 21,0

0,46-0,49 ф

0,5 1,0

Остальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3449354/22-02 (22) 24,03.82 (46) 15,03,84. Бюл, % 10 (72) Т. B. Иванова, Т. М. Кириллова

А. В. Абадаев, Б. Ш. Танкелевич, Т. А. Дереча, Т. Е. Соловьева и В. А. Кучумов (53) 621.742.4:623..74,045(088.8) (56) 1. Авторское. свидетельство СССР

N. 342727, кл. В 22 С 9/04, :В 22 С 1/00, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

N. 642342, кл. С 08 L 83/02, 1977. (54).(57) СУСПЕНЗИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВ

ЛЕНИЯ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ ПО BVHЛАВЛЯЕМЪ|М МОДЕЛЯМ, включающая этилсиликат, органический растворитель, неорганическую кислоту, воду, технологическую добавку в виде полиорганосилоксанового соединении и огнеупорный наполни. тель на основе окиси кремния, о т л и— чаюшаяся тем,что,сцельюпо (р В 22 С 3./3.6 В 22 С 1/02 вышения горячей прочности и термостойкости оболочковых форм, повышения качества отливок за счет снижения брака иэ-за дефектов формы и снижения стоимости связующего, она содержит в качестве полиорганосилоксанового соединения

20% ный нейтрализованный водный раствор алюмометилсиликоната натрия с рН 2-4 при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Этилсиликат 7,3-8,6

1 10793

Изобретение относится к литейному произвоцству, а именно к литью по выплавляемым моцелям.

Известна огнеупорная суспензия цля изготовления оболочковых форм, используемых в производстве литья по выплавляемым моделям, включающая огнеупорный наполнитель, этилсиликатное связующее, органический растворитель, кислотный катализатор, поверхностно-активное веще- 10 ство и воду Clj.

Оболочковые формы, изготовленные с использованием этого состава, имеют повышенную прочность, оцнако не имеют достаточной термической стойкости, что 15 вецет к большому проценту брака отливок по "гребешкам". Кроме того, повышенное соцержание цефицитного, дорогостоящего связующего -влечет за собой уцорожание суспензии и в целом получе20 ние оболочковых форм в процессе литья по выплавляемым моцелям.

Наиболее близкой по технической сущности и постигаемому результату к изоб25 ретению является суспензия в способе получения связующего гицролизом этилсиликата в среце органического растворителя в присутствии органосилоксанового соединения при содержании 5 02 в связующем в количестве 12-26% (22 Согласно такому способу известная суспензия включает в себя этилсиликат, органический растворитель, воцу, кислоту, техно,логическую цобавку в вице органосилоксанового соецинения — полиметилсилокса- 35 новую или полиметилфенипсилоксановую смолу и огнеупорный наполнитель на ос.. нове окиси кремния при следующем соотношении ингредиентов, мас.Ь:

Этилсиликат 9,3-13,2 40

Полиметилсилоксано19,3-21,0

11,4-18,9

1,05-1,65

0,15-0,21

Алюмометилсиликонат натрия (ТУ 6

-02-700-76) относится к группе полиметаллооргеносилоксанов, в структурной формуле звена цепи которого соцержится в качестве металла алюминий, Р

I — Si — Π— A0

R вая или полиметилфенилсилоксановая смола 0,75-5,1

Органический растворитель

Вода

Соляная кислота

Огнеупорный наполнитель на основе 50 окиси кремния Остальное

Известная суспензия не обеспечивает получение оболочек с уцовлетворительной прочностью и термостойкостью, так как полиметилсилоксановые и полиметилфенилсилоксановые смолы при темо пер атуре выше 5 00 С претерпев ают термоокислительную деструкцию, что при38 2 воцит к снижению прочности и термостойкости прокаленной керамической оболочо ки в прецелах 1000 1100 С, в результате чего отливки имеют много дефектов в вице заливов металла в трещины оболочки.

Кроме того, из-аа высокой способности смол к выгоранию использование их в

Э качестве добавки на лицевое покрытие ведет к образованию пористости на поверхности керамики, что приводит к появлечию дефекта отливок — механическому пригару (шероховатости) °

Целью изобретения является увеличение горячей прочности и термостойкости оболочковых форм, повышение качества отливок за счет снижения брака из-за цефектов формы и снижение стоимости связующего.

Поставленная цель постигается тем, что суспензия цля изготовления оболочковых форм по выплавляемым моделям, включающая этилсиликат, органический растворитель, неорганическую кислоту, воцу, технологическую добавку в вице полиорганосилоксанового соецинения и огнеупорный наполнитель на основе окиси кремния, она соцержит в качестве полиорганосилоксанового соецинения 20%-ный нейтрализованный водный раствор алюмометилсиликоната натрия с рН 2-4 при слецуюшем соотношении ингрециентов, M8C, lo .

Этилсилик ат 7,3-8,6

Органический растворит ель

Неорганическая кислота 0,46 0,49

20 Уо-ный нейтрализованный водный раствор алюмометилсилик оната натрия с рН 2-4 0,5-1,0

Огнеупорный наполнитель на основе окиси кремния Остальное

3 1079338

Введение 20%-ного водного нейтрализованного по кислой среды с рН 2-4 раствора алюмометилсиликоната натрия в указанных соотношениях позволяет получать более термостойкие оболочки за счет химического мопифйцирования связующего, в результате которого образуются новые поперечные силоксановые связи и более термостойкие полимеры — полиалккпалюмосилоксаны, имеющие слепую- 1О щую структуру звена цепи:

R R, б

О 1 О I

Sj 51

О !

-яе

О I О

R

Использовать раствор с концентрацией алюмометилсиликоната натрия выше

20% не слепует ввипу его нестабильности.

По истечении 1 сут .раствор мутнеет за счет происходящей в нем начальной ста25 пии коагуляции. Использование водного раствора с концентрацией алюмометилсиликоната натрия ниже 20%нецелесообразно ввипу незначительного эффекта по повышению горячей прочности и термостойкости керамических оболочек.

Пример. Иля приготовления воп-! ного раствора используют алюмометилсиликонат натрия (ТУ 6-02-700-79) с рН 10. Из а высокой щелочности апюмометилсиликоната натрия его невозможно ввести в этипсиликатную суспензию. Поэтому предварительно произвопят его нейтрализацию по рН 2-4 путем разбавления вопным раствором кислоты. Иля приготовления одного литра 20%-ного водного раствора берут 200 мл алюмометилсиликоната натрия, разбавляют водой в количестве 300 мп, а затем нейтрализуют азотной кислотой, разбавленной вопой в соотношении 1:4.

Изготавливают 4-слойные керамические формы совмещенным способом при условном соперйсании кремнезема в гипролизованном растворе 12%, Ллюмометилсиликонат натрия в вице 20%-ного вопного раствора ввопится вместо вопы пля гипролиза этилсиликата.

Вязкость суспенэии цля нанесения ïåðвого слоя по ВЗ-4 нахопнтся в препепах

65-75 с, пля послепующих — 30-35 с.

Каждый слой присыпают в пескосыпе кварцевым песком марки 1КО315 или

1КО4 (ГОСТ 2133-74). С послойно ушк g осуществляют в течение 2 ч в камере с температурой 26 27ОС, Относительная влажность воздуха в пределах 55-62%. йля сравнения параллельно изготавливают керамические формы по тем же режимам и известному составу с содержанием условного кремнезема в гипролизованном растворе 18%. Мопельный состав из форм выплавляют в горячей вопной среде с тем пературой 96-98 С в течение 20 мин и в расплаве мопельного состава. Готовые формы прокапивают в электрической печи с температурой 950 С и затем заливают сталью 50Ë с температурой о заливки металла 1630 С.

В табл. l представлены испытанные составы известной суспенэии и по изобретению и. их технологические свойства.

1079338

1

Е а Е IIl . о

Ф Ф е

° Ф IO ф Ф ® ф о о e o ,®; Ф e > ф В

° Ф о

l l

I6 с9 ф

l о ч

IO

Ф о о

3 ф 3 3 фФ

Е IO a

Ф IO IO

ol М cV

Ф Ф а ф

Ф Ф Ф Ф о о о о о

cq N ip IO о в. о-о о

О О ч Ф

4 о ф ф и ч

Ф Ф

I6 ®

7 1079338

В табл. 2 приведены технологические свойства оболочек, полученных с испрль1

Таблетка 2 .

3 6,2 65,0 23,8 24 l

Иавастный

Прадлагав» ннй

30,0 . l8,0

62,0 33,,8

35,8

29,5

23,0

14,2

l3,0

9,0

29,l

37,7

32,6

65,0

Э 3.,0

36,9

71,0 . 33,1

32,8

37,2

75,0

32,8

3В,0

33,0

74,5

36,5

35,2

Из табл. 1 видно, что показатели технологических свойств суспензии по изсбретению выше по сравнению с известной суспензией, например, введение кремнийорганической смолы К 9 в состав извест-35 ной суспензии приводит к увеличению вязкости и снижению живучести.

Это можно объяснить тем, что кремнийорганическая смола представляет собой полимер разветвленной, частично сшитой и 40 циклической структуры, сопержаший ОН группы у атомов кремния (5„), которые способствуют ускорению реакции поликонпенсации и образованию пространственной сетчатой структуры полимеров связую .

45 щего противопоставляемой суспензии. Это привопит к интенсивному нарастанию вязкости и, как следствие, снижению живуче ти суспензии.

При сравнении физико-механических 50 свойств керамической оболочки с использованием известного состава суспензии и состава по изобретению (табл. 2) видно, что прочность керамических оболочек после удаления мопельного состава, как в водной среде, так и в расплаве модельного состава соответственно находится на одном уровне. Однако прочность керазованием упомянутых суспензий и соответствующее качество отливок. !

1 мической оболочки в прокаленном состоянии, а также ее термостойкость выше у оболочек, изготовленных из суспензии по изобретению, чем из известной суспензии.

Таким образом, введение алюмометилсиликоната натрия в суспензию способствует повышению прочности в прокаленном состоянии на 20-30%, а их термостойкости — в 3 раза по сравнению с известным те хническим решением, вследствие чего снижается брак отливок по заливам металла в 2,3-5 раза, исключаются дефекты отливок по механическому пригару.

Оптимальное содержание 20%-ного водного раствора алюмометилсиликоната натрия находится в пределах 0,5 — 1,0%.

При дальнейшем увеличении весового содержания алюмометилсиликоната натрия в суспензии выше 1,0% наблюпается повышенная хрупкость керамики, процент брака по гребешкам возрастает и примерно находится на уровне известного состава.

При уменьшении содержания amoMoметилсиликоната натрия в суспензии ниже 0,5% процент брака отливок. по

1079338

Таблица 3

43,2

1,30

Этилс иликат

39,9

51,87

56,16

Органический растворитель 99,0

41,58

54,34

97,2

0,42

40,82

14,3

Смола К-9 3,8

5ОЯ

1,51

0,3

98,49

147,79

Всего:

Составитель Г. Зарецкая

Рецактор Н, Швыцкая Техрец N.Êóçüìà Корректор Л.Пилипенко

Заказ 1215/8 Тираж 775 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по целам изобретений и открытий

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

Филиал Г!ПГ! "Г!атент", r, Ужгорол, чл. Проектная, 4 гребешкам также нахоцится на уровне известного состава.

Оптимальной кислотностью облацают суспензии с использованием 20%-ного водного нейтрализованногб раствора 5 алюмометилсиликоната натрия с рН 2 4, Снижение рН менее 2 и повышение более

4 ведет к помутнению раствора алюмометил силиконата натрия и к выпаценикь хлопье

20 / -ный водный нейтрализованный раствор

АМСР (алюмометилсиликонат натрия) Кроме того, снижение условного соцержания кремнезема в гицролизованном растворе с 18 цо 12% за счет исполь 40 оования 20%-ного водного раствора алюмометилсиликоната натрия позволяет сэкономить дефицитный материал — этилсиликат на 25-30%. видного осацка геля кремниевой кислоты в растворе.

Такие растворы являются технологически непригодными к использованию.

Кислотность связующего в известной суспензии составляет рН 2.

В табл. 3 прецставлен сопоставительный расхоц технологических материалов и их стоимость на 1 т годного литья, Реализация изобретения позволяет получить экономический эффект порядка

130 р на т гоцного литья за счет снижения брака отливок, расхода этилсилиКата и стоимости технологических материалов на 1 т годного литья.