Способ изготовления керамических форм по выплавляемым моделям методом электрофореза и керамическая суспензия для его осуществления

Способ изготовления керамических форм по выплавляемым моделям методом электрофореза и керамическая суспензия для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

"1

С в .; »м, ватеит,,, ибпкотдк,р», 1

1 пц 564919

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.02.75 (21) 2132775/02 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.07.77. Бюллетень № 26 (51) М. Кл. В 22С 9/04

В 22С 1/20

Государственный камитет

Совета Министров СССР па делам изааретений и аткрытий (53) УДК 621.74.046:

: 621.742.4 (088.8) Дата опубликования описания 01.08.77 (72) Авторы изобретения Е. В. Нейфак, С. А, Табунов, В, И. Крестьянов, В. А. Акопян и Н. С. Болотаева (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ФОРМ

ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ

МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОФОРЕЗА И КЕРАМИЧЕСКАЯ СУСПЕНЗИЯ

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к литейному производству, в частности к получению огнеупорных керамических форм по выплавляемым моделям методом электрофореза.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения оболочек методом электрофореза за счет осаждения слоя покрытия из керамической суспензии на блоке моделей необходимой толщины с последующей обсыпкой осажденного слоя огнеупорным материалом.

Полученная таким способом оболочка приемлема только для заливки углеродистых сталей.

Для получения керамических форм методом электрофореза используют суспензии, которые содержат огнеупорный наполнитель, электролит, связующее, воду.

Известна суспензия, содержащая наполнитель, воду, связующее, а в качестве электролита натриевые соли фосфорных кислот. Однако формы, изготовленные из известной суспензии, позволяют получать отливки толь ко из черных сплавов и, кроме того, требуют длительной сушки.

Наиболее близкой к описываемому изобре-гению по технической сущности и достигаемому результату является суспензия, которая используется для формирования керамической формы для точного литья методом электрофореза, содержащая огнеупорный наполнитель, воду, 5 — 10%-ный водный раствор цепных фосфатов и .в качестве связующего глину при слсдующем соотношении ингредиентов, вес. %:

Вода 14 — 18

Глина б — 15

5 — 10%-ный водный раствор цепных фосфатов 0,05 — 0,2

10 Огнеупорный наполнитель Остальное

B качестве огнеупорного наполнителя используют смесь маршалпта и кварцевого песка 01б=Об3 при следующем соотношении ингредиентов, вес. %:

15 Маршалит 50 — 70

Кварцевый песок Остальное

Глина вводится как связующее с целью повышения седиментационной устойчивости суспензии, упрочнения оболочковой формы при

20 обжиге.

В процессе сушки по известному способу достижение керамической оболочкой прочности происходит в течение 24 — 28 ч. Это объясняется тем, что используемая в качестве связую25 щего глина не дает, возможности поднять температуру сушки выше 24 — 2б С, так как для удаления влаги из глины, набухающей в суспензии, необходимо длительное время, а повышение температуры приводит к растрескива30 нию оболочки.

564919

4 ои — 10%-ный водный раствор цепных фосфатов 0,05 — 0,2

Мочевиноформальдегидная смола 1 — 4

5 Фуриловый спирт 1,5 — 5

Огнеупорный наполнитель Остальное

В качестве огнеупорного наполнителя используют смесь маршалита и кварцевого песка

0,1б=0,б3 при следующем соотношении ингре10 диенто в, вес, %:

Маршалит 50 — 70

Кварцевый песок Остальное

Примеры, доказывающие оптимальность содержания смолы и фурилового спирта в сус15 пензии при оптимальном содержании других составляющих ингредиентов приведены в таблице.

Предел прочности на изгиб, кг/см Предел прочности прокаленных образцов после теплосмены, кг/см

Толщина сформи рованного осадка, Ъ(1(Содержание мочевиноформальдегидной смолы, вес. Оа

Напряжение, Время сушки, Содержание фурилового спирта, вес.

Сила тока, до после прокалки прокалки

150

1,2

1,2

1,2

1,2

1,2

125

0,5

1,5

3,5

4,5

2,5

2,0

2,0

0,5

3

Вязкость суспензии 22 — 25 с. Добавление к мочеви ноформальдегидной смоле фурилового спирта позволяет повысить термостойкость 20 оболочек. Это объясняется раскрытием двойных связей фурановых ядер молекул фурилового спирта, что приводит в процессе отверждения к созданию более жесткой структуры с большим числом поперечных связей. 25

Процесс получения керамических оболочек заключается в следующем.

В мешалку заливают жидкие составляющие суспензии (воду с электролитом, в качестве которого вводят 5 — 10%-ный раствор цепных 30 фосфатов, а именно: водный раствор гексаметафосфата натрия, водный раствор тринатрийпирофосфата натрия, раствор триполифосфата натрия, распвор,пирофосфата натрия), затем мочевиноформальдегидную смолу и фу- 35 риловый спирт, тщательно их перемешивают, после чего добавляют огнеупорный наполнитель и все составляющие вновь перемеш:,(вают до получения однородной суспензии.

После электрофоретического осаждения сус- 40 пензии на модельный блок, который объединяет модели и литниковую систему, полученный слой обсыпают огнеупорным материалом, предварительно плакированным контактом

Петрова, и сушат 2 — 2,5 ч при 35 — 70 С. Кон- 45 такт Петрова является в данном случае отвердителем мочевиноформальдегидной смолы, т. е. способствует ускоренному образованию

Длительная сушка, в основном, определяет трудоемкость изготовления керамических оболочек, требует значительных площадей для камер сушки и сложной аппаратуры для поддержания заданных режимов.

С целью, получения универсальных оболочек для заливки черных и цветных сплавов предлагается осажденный методом электрофореза слой керамической суспензии обсыпать огнеупорным материалом, предварительно обработанным контактом Петрова.

Керамическая суспензия для осуществления описываемого способа в качестве связующего содержит мочевиноформальдегидную смолу и фуриловый спирт при следующем соотношении ингредиентов, вес, %:

Вода 14 — 18 полимера. Для этого контакт Петрова добавляют к материалу обсыпки в количестве 2—

5 вес. %. Указанное количество выбирают из условий достижения максимальных прочностных свойств получаемой оболочки и максимального сокращения времени су(ики при минимальном расходе компонентов.

Универсальность оболочек обеспечивается созданием противопригарной атмосферы при заливке черных и цветных сплавов за счет содержания в мочевиноформальдегидной смоле мочевины.

Отверждение мочевиноформальдегидной смолы, используемой в качестве связующего, происходит при температуре поликонденсации, т. е. не ниже 35 С. Без ущерба качества получаемых оболочек температура может быть:повышена до 70 С, т. е. до температуры, при которой пе происходит размягчения материала исходных моделей. Это определяет целесообразный диапазон температур сушки 35 — 70 С.

Сушку проводят, создавая принудительное движение воздуха 3 — 5 м/с.

Описываемый способ изготовления керамических оболочек обеспечивает: получение качественных отливок из черных и цветных, в том числе магниевых сплавов; повышение прочности оболочек; сокращение производственной площади за счет уменьшения площадей, занимаемых суш.(.ëêамп.

564919

0,05 — 0,2

1 — 4

1,5 — 5

14 — 18

Остальное

Составитель В. Муравьева

Техред М. Семенов

Редактор Н. Корчеико

Корректор А. Степанова

Заказ 1696/4 Изд. № 619 Тираж 995 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета ыета Министров CCCP по делам изобретений и открь.т..й

113035, Москва, )К-35, Раугискаи наб., д. 4 5

Типог1)афпя, tip. Сап "t овл, повышение производительности получения оболочек в 9 раз.

Формула изобретения

1. Спосоо изготовления керамических форм по выплавляемым моделям методом электрофореза путем оса дения керамической суспензии на блок моделей с последующей обсыпкой сформированной керамической оболочки огнеупорным материалом и сушкой, отличающийся тем, что, с целью получения универсальных оболочек для заливки черных и цветных сплавов, осажденный слой керамической суспензии обсыпают огнеупорным материалом, предварительно обработанным контактом Петрова.

2. Керамическая суспензия для осуществления способа по п. 1, включающая огнеупор. ный наполнитель, 5 — 10 -ный водный раствор цепных фосфатов, связующее, воду, от;I и ч а ю ща я ся тем, ITO она в качестве связующего содержит мочевиноформальдегидную смолу и фуриловый спирт при следующем соотношении ингредиентом, вес, %:

5 — 10%-ный водный раствор цепных фосфатов

Мочевиноформальдегидная смола

Фурпловый cII:rpT

Вода

Огнеупорный наполнитель