Облицовочная или единая смесь для изготовления литейных форм и стержней при литье титановых сплавов

Облицовочная или единая смесь для изготовления литейных форм и стержней при литье титановых сплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<н899222 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 160180 (21) 2870435/22-02 с присоединением заявки ¹ 2870434/22-02 (23) Приоритет

Опубликовано 23,0182. Бюллетень № 3

Дата опубликования описания 23.01.82

151) М. Кд.з

В 22 С 1/06

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий

133) УДК 621. 742. .4 (088.8) .;С, 1 1 3t - .

l0.Г. Ковалев, A.В. Айнбиндер и М.р. Не (р фНйй

i 142

I . тг.т,нй 1.й в"

1,41тт .

Пермский политехнический HHcTHT — (72) Двторы изобретения (71) Заявитель (5 4 ) ОБЛИЦОВОЧНАЯ ИЛИ ЕДИНАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕН ИЯ

ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ flPH JlHTbE THTAHOBblX

СПЛАВОВ

64-92

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам облицовочных или единых смесей,используемых для изготовления литейных форм и стержней при литье титановых сплавов.

Известна смесь для изготовления литейных форм и стержней при литье титановых сплавов, содержащая пековый кокс и пульвербакелит (1) .

Использование пекового кокса в качестве огнеупорного наполнителя в указанной смеси приводит к ее существенному удорожанию. Кроме того, данная смесь обладает несколько повышен;ной усадкой после обжига, а ее высокая теплопроводность обуславливает повышение микротвердости поверхностного слоя отливок из титановых спла" вов до 240-270 ед., что приводит к известному ухудшению эксплуатационных свойств отливок.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является смесь для изготовления литейных форм и стержней при литье титановых сплавов, содержащая

10-16 вес.Ъ пульвербакелита, 14)20 вес.Ъ каменноугольного пека и остальное — магнезит металлургический

Однако данная смесь при ее использовании для изготовления форм и стержней при отливке титановых сплавов приводит к получению на отливках поверхностного слоя, обладающего повышенной микротвердостью, хрупкостью и шероховатостью, что отрицательно влияет на эксплуатационные свойства

О литых деталей.

Цель изобретения — формирование на отливках поверхностного слоя с улучшенными эксплуатационными свойствами.

15 Для достижения поставленной цели облицовочная или единая смесь для изготовления литейных форм и стержней при литье титановых сплавов, включающая огнеупорный наполнитель и связующее в виде пульвербакелита и каменноугольного пека, содержит в качестве огнеупорного наполнителя обожженный плавиковый шпат при следующем соотношении ингредиентов, вес.%:

25 Пульвербакелит 4-16

Каменноугольный пек 4-20

Обожженный или необожженный плаЗО виковый шпат

899222

Пульвербакелит

Каменноугольный пек 14-20

Необожженный плавиковый шпат 64-76

Плавиковый шпат (фторид кальция) в процессе формирования отливки при нагреве формы в условиях вакуума диссоциирует. Кальций, нейтральный по отношению к титану и обладающий более высоким сродством к водороду, нежели титан и фтор, ослабляет степень химического взаимодействия отливки с формой. Благодаря этому на отливках формируется поверхностный слой с улучшенными качественными характеристиками, При содержании обожженного или необожженного плавикового шпата ниже нижних обусловленных пределов не достигается требуемого улучшения микротвердости поверхностного слоя отливок, повышается газотворность смеси и имеет место нерациональный перерасход дефицитных связующих материалов (пульвербакелита и каменноугольного пека), а при содержании его выше верхних обусловленных.пре-, делов снижается прочность форм после обжига и повышается их линейная усадка, что приводит к снижению геометрии отливки.

Плавиковый шпат может использоваться в необожженном или в обожженном состоянии. В случае испольйования его в необожженном состоянии для обеспечения требуемых физико-механических характеристик форм и стержней расход связующего (пульвербакелита и каменноугольного пека) выбирается повышенным (соответственно 10-16 и

14-20 вес.Ъ).

Обжиг плавикового шпата производят при 850-900 С.

В случае использования плавикового шпата в обожженном состоянии рас-. ход пульвербакелита и каменноуголь. ного пека может быть существенно сни. жен, соответственно до 4-7 и

4-9 вес.Ъ.

Оба.варианта составов смесей (с обожженным и с необожженным плавиковым шпатом) идентичны с точки зрения достигаемых физико-механических пока. эателей форм и качества поверхност0,8-1,0

Из табл. 2 видно, что предлагае40 ая смесь обеспечивает получение отливок из титановых сплавов с более высокими показателями эксплуатационных свойств поверхностного слоя (уменьшаются как глубина поверхност65 нОго слоя, так и его микротвердость).

Если смесь содержит обожженный плавикавый шпат, то ингредиенты входят в нее в следующем соотношении, в вес.Ъ:

Пульвербакелит 4-7

Каменноугольный чек 4-9

Обожженный плавиковый шпат 84-92

Если смесь содержит необожженный плавиковый шпат, то ингредиенты входят в нее в следующем соотношении, в вес.Ъ: ного слоя отливок из титановых сплавов. Выбор того или иного варианта в каждом конкретном случае диктуется возможностями производства, в частности наличием печей для обжига плавикового шпата и ресурсов рабочей силы для проведения этой операции.

Формы из смесей изготавливаются прессованием между двумя плитами о

Ф нагретыми до 250-300 С, при удельном давлении прессования 30 кгс/cM .

После прессования и спекания формы подвергаются обжигу по следующему режиму: нагрев до 250-550 С с выдержкой в течение 2 ч, нагрев до 900950 С с выдержкой в течение не менее

1 ч и остывание с печью до 300350 С.

При изготовлении объемных форм целесообразно смесь использовать для изготовления облицовочного слоя, а в качестве наполнительной смеси использовать, например, известную смесь (2) .

Для изготовления двухслойной формы вначале на матрицу подают наполнительную смесь (например, на основе мегнеэита), а затем — облицовочную (на основе плавикового шпата). Соотношение толщины облицовочного и наполнительного слоев должно быть в пределах 1:(3-4).

В табл. 1 приведены составы 1-6 предлагаемой смеси и состав 7 известной смеси (2) .

Из смесей, составы которых приведены в табл. 1., .изготовлены формы, которые заливались титановым сплавом

ВТ5Л в вакуумно-дуговой гарнисажной печи ВДЛ-1.

В табл. 2 представлен поверхностный слой отливок, полученный в формах.

Технологические показатЕли, характеризующие предлагаемую смесь:

Прочность на изгиб формы после обжига, кгс/см 14-17

Линейная усадка после обжига, В

Точность титановых отливок на .,размере 100 мм,% +0,5-0,6

899222

Т а б л и ц а

Содержание ингредиентов, вес.%, в составах

Ингрециенты

7 (известный (2)) 10 16

4 7 7

4 4 9

Пульвербакелит

Каменноугольныи пек 14 14 Необожженный плавиковый шпат

14

76 70 64

Обожженный плавиковый шпат

92 89 84

Магнезит металлургический

Таблица 2 Характеристика поверхностного слоя отливок из сплава ВТ5Л

Составы

7 (известный (2) ) Глубина поверхностного слоя, мм

0,25

0,25

0 25

0,29

Среднеинтегральная микротвердость поверхностного слоя, кгс/мм г

200

200

200

330

П р и м е ч а н и е. Смеси 99 4-6 обеспечивают получение аналогичных результатов.

Формула изобретения

1. Облицовочная или единая смесь для изготовления литейных форм и стержней при литье титановых сплавов, включающая огнеупорный наполнитель и связующее в виде пульвербакелита и каменноугольного пека, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью формирования на отливках поверхностного слоя с улучшенными эксплуатационными свойствами, она содержит в качестве огнеупорного наполнителя обожженный или необожженный плавиковый шлат при следующем соотношении ингредиентов, в вес.%:

Пульвербакелит 4-16

Каменноугольный пек 4-20

Обожженный или необожженный плавияО ковый шпат 64-92

2. Облицовочная или единая смесь, по и. 1, отличающаяся тем, что она содержит в качестве огнеупорного наполнителя обожженный плавиковый шпат при следующем соотношении ингредиентов, в вес.%:

Пульвербакелит 4-7

Каменноугольный пек 4-9

60 Обожженный плавиковый шпат 84-92

3. Облицовочная или единая смесь по и. 1, отличающаяся тем, что в качестве огнеупорного на65 полнителя она содержит необожженный

899222

Составитель С.Тепляков

Редактор О.Половка Техред М.Надь Корректор Л. Бокшан

Заказ 12013/13 Тираж 852 Подписное, ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент",, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 плавиковый шпат при следующем соотношении ингредиентов, вес.Ъ:

Пульвербакелит 10-16

Каменноугольный пек 14-20

Необожженный плавиковый шпат 64-76

Источники и нформации, t принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2759884/22-02, кл. В 22 С 1/06, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 531621, кл. В 22 С 1/16, 1974.