Раствор для упрочнения форм по выплавляемым моделям

Раствор для упрочнения форм по выплавляемым моделям

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

РАСТВОР ДЛЯ УПРОЧНЕНИЯ ФОРМ ПО ВЬШЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ, включающий ортофосфорную киблоту. неорганическое соединение алюминия и растворитель, отличающийся тем, что, с целью повышения качества форм и снижения их себестоимости , он содержит в качестве неор. ганического соединения алюминия продукт гидролиза щелочно-алюминатных растворов на основе оксидов алюминия и натрля - отход ванн химического травления деталей из алюминиевых сплавов, а в качестве растворителя - воду при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Ортофосфорная кислота13 ,5-25,0 Указанный продукт гидролиза щелочноi алюминатных растСЛ С 8,5-15,0 воров Вода Остальное

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

2 А

4(51) В 22 С 9/04 В 22 С 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Э

H ABT0PCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ с

Ортофосфорная кислота

Укаэанный продукт гидролиэа щелочноалюминатных растворов

13,5-25,0

8,5-15, О

Остальное

Вода (21) 3634855/22-02 (22) 18.08.83 (46) 23.01.85. Бюл. У 3 (72) В.Н. Гречко, И.А. Артеменко, Л.Л. Шистерова н Г.В. Ежов (53) 621.74.045(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР к 908478,. кл. В 22 С 9/04, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 933177, кл. В 22 С 3/00, В 22 С 1/16, 1980.

3. Авторское свидетельство СССР

N 599910, кл. В 22 С 9/04, 1976. (54) (57) РАСТВОР ДЛЯ УПРОЧНЕНЦЯ

ФОРМ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯИ, вклю-. чающий ортофосфорную кислоту неорганическое соединение алюминия и растворитель, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьппения качества форм и снижения их себестоимости, он содержит в качестве неор". ганического соединения алюминия продукт гидролиэа щелочно- алюминатных растворов на основе оксидов алюминия и натрия — отход ванн химического травления деталей иэ алюминиевых сплавов, а в качестве растворителя — воду при следующем соотношении ингредиентов, мас.Ж:

1 11355

Изобретение относится к литейному производству, в частности к изготовлению форм по выплавляемым моделям.

Известен раствор для повышения прочности форм пропиткой их одновременно с выплавлением моделей, который содержит горячий водный раствор металлофосфатов. В процессе выплавления моделей иэ формы to металлофосфаты заполняют поры в стенках формы и при последующем прокаливании повышают ее прочность Ц

Недостатком этого раствора является относительно высокая стоимость и дефицитность металлофосфата, а также загрязнение модельной массы в процессе одновременной выплавки моделей и пропитки формы.

Для повторного использования модель- 2п ную массу, выплавленную в известном растворе, необходимо регенерировать, что приводит к увеличению ее расхода, дополнительным энергетическим и трудовым затратам. 25

Известен раствор для упрочнения керамических форм по постоянным моделям, который содержит ортофосфорную кислоту, азотнокислый алюминий и органический растворитель $21 .

Однако применение, его сдерживается из-за повышения. стоимости дефицитности азотнокислого алюминия.

Ввиду использования органического растворителя данный раствор является пожароопасным.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является раствор (3) . для упрочнения оболочковых форм по 4О выплавляемым моделям следующего состава, мас.Ж: неорганическое соединение алюминия, а именно алюмохлорид 25-45, ортофосфорная кислота 25-45, этанол остальное.

Недостатками известного раствора являются сравнительно высокая стоимость и дефицитность входящего в его состав компонента-алюмохлорида. Кроме того, при тепловой обработке форм, состоящих из двух этилсиликатных и остальных жидкостекольных слоев, происходит расслоение по поверхности раздела этилсиликатных и учрочненных известным раство- 55 ром жидкостекольных слоев. В процессе последующей заливки под действием гидравлического удара металла в

29 3 зонах расслоения слоев форма часто разрушается. Образующиеся продукты разрушения формы замешиваются в металл, что ведет к возникновению брака отливок по засорам.

Целью изобретения является повышение качества форм и снижение их себестоимости.

Указанная цель достигается тем, что раствор для упрочнения форм по выплавляемым моделям, включающий ортофосфорную кислоту, неорганическое соединение алюминия и растворитель, содержит в качестве. неорганического соединения алюминия продукт гидролиза щелочно-алюминатньгх растворов на основе оксидов алюминия натрия— отход ванн химического травления деталей из алюминиевых сплавов, а в качестве растворителя — воду при следующем соотношении ингредиентов, ма с.7.;

Ортофосфорная кислота

13,5-25,0

Указанный продукт гидролиза щелочноалюминатных растворов 8,5-15 О

Остальное

Вода

Продукт гидролиза щелочно-алюминатных растворов получают путем саморазложения (гидролиза) отработанных растворов химического травления, предварительно отделенных от шлама, образующегося в процессе травления поверхности алюминиевых деталей. Продукт гидролиза щелочноалюминатных растворов имеет следующий химический состав, мас.7.: А 09

40-53 Na20 10 2-15 О MgO 0 02-

0,07, СиО 0,03-0 05, вода — остальное. Плотность отработанного раствора 1,48-1,80 г/см, рН 10 -12. Содержащиеся в этом продукте гидроокись алюминия и гидроокись натрия при взаимодействии с ортофосфорной кислотой образуют в растворе алюмофосфаты и натрийфосфаты, которые в процессе пропитки формы оседают на отдельных частицах материала формы, увеличивают связку между частицами материала формы и обеспечивают тем самым повышение ее прочности и термостойкости.

При содержании в предлагаемом растворе ортофосфорной кислоты

11355

3 менее 13,5Х и продукта гидролиза щелочно-алюминатных растворов менее

8,5Х прочность форм после прокалки и их термостойкость становятся ниже технологически допустимого предела (статическая прочность при изгибе должна быть не менее 25 кг/см и термостойкость не менее 10 теплосиен). Повышение содержания в растворе ортофосфорной кислоты более 1О

25Х и продукта гицролиза щелочноалюминатных растворов более 15Х оказывает слабое влияние на повышение прочности и термостойкости форм. 15

Раствор приготавливают следующим образом.

Заполняют ванну- до заданного уровня водой и последовательно при помешивании вводят в нее продукт гидролиза щелочно-алюминатов и ортофосфорную кислоту. Затем расто вор нагревают до 80-100 С и проводят в нем упрочнение форм.

Пример . Испытывают три состава раствора с различным содержанием ортофосфорной кислоты и продукта гидролиза щелочно-алюминатных . растворов, содержащих, мас.Х: АС<0>

43,2, Na О 13,5, МяО 0,05, СиО 0,01, вода остальное до 100Х, Составы предлагаемых растворов приведены в табл. 1.

Формы, подлежащие упрочнению, изготавливают известным способом

35 по выплавляемым моделям с использованием огнеупорной суспензии на основе связующего — гидролизованного раствора этилсиликата марки ЭТС-40 с содержанием Si0 14-18Х наполнителя — пылевидного кварца. В качестве обсыпочного материала используют кварцевый песок марки K-0315. Соотношение пылевидного кварца в огнеупорной суспензии составляет для пер45 вого и второго слоев покрытия

3 мас.ч. для последующих — 2 мас.ч. на 1 мас.ч. гидролизованного раствора этилсиликата.

Изготовленную форму погружают в

50 предлагаемый раствор, нагретый до

80-100 С, выдерживают в нем в течение 0,2-0,5 ч, после чего форму

29 в извлекают из раствора, выливают его остатки из полости формы и сушат о ее в течение 3-4 ч при 150-180 . Зао тем форму прокаливают при 900-950 С в течение 2 ч. Готовую форму зали-. вают сталью марки 35 ХГСЛ при температуре заливки 1600+10 С. о

В табл. 2 приведены показатели свойств форм и отливок, полученных с использованием известного и предлагаемых растворов.

Результаты технологических испытаний форм, указанных в табл. 2 показывают, что пропитка.форм предлагаемым раствором обеспечивает повышение их качества при заливке сталью, т.е. количество форм с дефектами с 8-13Х снизилось до OX.

Вследствие того, что расслоение стенок форм, упрочненных предлагаемым раствором не наблюдается, брак отливок, изготовленных в укаэанных формах, составляет не более 0,6Х.

У партии отливок, изготовленных в формах, упрочненных известным раствором, брак Tio засорам из-эа возникновения расслоения стенок формы составляет 13,2-14,5Х, В то же время прочность и термостойкость форм, пропитанных известным раствором, остается в тех- нологически допустимых пределах.

Повышение прочности форм выше

50 кгс/см технологически нецелесообразно, так как излишняя прочность формы препятствует усадке материала отливки в процессе ее охлаждения, что Может привести к возникновению трещин в тонкостенных отливках.

Предлагаемый раствор обеспечивает снижение себестоимости форм путем использования в его составе продукта гидролиза щелочно-алюминатных растворов, являющегося отходом ванн травления иэделий из алюминиевых сплавов, взамен дефицитного и .сравнительно дорогого алюмохлорида. При этом достигается уменьшение брака стальных отливок по засорам в 22-24 раза путем исключения расслаивания стенок форм в про- цессе их тепловой обработмп.

1135529

Таблица 1

Содержание компонентов, мас.Е

Состав

Ортофосфорная кислота

Вода

13,5

78,-0

19,5

11,5

69,0

25,0

60,0

15,0

Таблица 2

Раствор

Показатель, характеризующий свойст ва формы отливки

Предлагаемый

Известный

Статистическая прочность,при изгибе, кгс/см, форм, прокаленных

2 при 9500С

27-36 30-42- 38-49

60-80

Термическая стойкость форм, количество выдержанных теплосмен

950-20 С

10

12

Количество-форм с дефектами расслоения поверхности, Ж

8-13

13, 2-14,5

Составитель С. Тепляков

Техреду.Гергель Корректор В.Синицкая

Редактор О. Черниченко

Заказ 10147/5 Тираж 746

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

Брак отливок по засорам, Й

Продукт гидролиэа щелочно-алюминатных растворов

1 j 2 3

0 0

0,2 — 0,6