Смесь для изготовления литейных форм и стержней

Смесь для изготовления литейных форм и стержней

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(22) Автор

«зобретеция

В.Н. Максимков

Всесоюзный проектно-конструкторский инс итут-технологии электротехнического производства (73) Заявитель (54) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ

И СТЕРЖНЕЙ

1

Изобретение относится к литейному производству у может быть использовано в цехах точного литья для изготовления керамических форм и стержней по постоянным моделям, в которых получают отливки из черных и цветных металлов и сплавов.

Известна смесь для изготовления литейных керамических форм и стержней по постоянным моделям, содержащая, мас.3:

Гидролиэованный раствор этилсиликата 9,0-30,0

Криолит 4,5-8,0

Плавиковый шпат 0,05-1,6

Побудитель гелеобразования 0,3-0,5

Огнеупорный наполнитель Остальное

Для отделения керамики от поверхности отливок после выбивки из формы, изготовленной из указанного состава, последиие помещают в ванну с 30-354-ным раствором едкого натра, нагретого до 120-130 С.

Отливки находятся в ванне до полного отделения керамики от их no" верхности. Это время составляет

4,5-6 ч в зависимости от конфигурации отливки, наличия в ней глубоких поднутрений, карманов, пазов и отверстий.

Введение в состав смеси криолита и плавикового шпата сокращает усадку, увеличивает прочность смеси после прокаливания и газопроницаемость $1).

Недостатком этой смеси является сложность технологического процесса, обусловленная необходимостью размола криолита и плавикового шпата, а также большие затраты труда на отделение материала керамических форм и стержней от поверхности отли" . вок, обусловленные тем. что криолит,.l расплавляясь, связывает зерна наполнителя и тем самым настолько,уве" личивает прочность смеси после прока ливания, что она с трудом отделяется от поверхности отливки даже при обработке последней в щелочной ванне в течение 6 ч.

Известна также смесь, содержащая мас.3:

Гидролизованный этилсиликат 12,5-14,4

Этаноламин 0,06-0,1

Сухой наполнитель Остальное

Введение в состав смеси этаноламина стабилизирует процесс отверждения смеси P2).

2О

Недостатком этой смеси является то, что керамические формы и стержни, изготовленные из нее, имеют ввиду большого содержания наполнителя (85,60-87,44 мас.3) высокую прочность, в результате чего для отделения керамики от поверхности отливок время обработки последних в щелочной ван-! не — 6 ч является минимальным и часто недостаточным, например, при изготовлении стальных отливок в данных керамических формах из-за сильного спекания материала керамических

ЗО форм с поверхностью отливок.

Наиболее близкой к изобретению является смесь для изготовления керамических форм и стержней, содержащая, мас.4:

Гидролизованный раствор этилсипиката 1,8-20,0

Пыпевидный кварц 39,30-41,75

Гепеобразователь 0,72-1,4

Кварцевый песок 30,3-41,8

Известная смесь имеет наибольшее распространение в цехах точного литья при изготовлении керамических форм и стержней по постоянным моделям ввиду ее достаточной прочности и наименьшей стоимости f 3).

Однако длительность обработки отливок в щелочной ванне {для отде- 5О ления керамики от поверхности отливок) составляет 4,5-6 ч, Операция отделения материала керамических форм и стержней от поверхности отливок в настоящее время 55 является не только трудоемкой, но и вредной по санитарно-гигиеническим нормам.

26 ф

Целью изобретения является снижение трудоемкости очистки отливок от остатков смеси.

Указанная цель достигается тем, что известная смесь для изготовления литейных форм и стержней по постоянной модельной оснастке, включающая гидролизованный раствор этилсиликата, пылевидный кварц,гелеобразователь и кварцевый песок, дополнительно содержит сульфат свинца при следующем соотношении ингредиентов, мас.3:

Гидролизованный раствор этилсиликата 15,80-20,00

Пылевидный кварц 34,70-40,0

Гелеобразователь 0,65-1,40

Сульфат свинца 3,30-9>20

Кварцевый песок Остальное

Смесь приготавливают следующим образом.

Сначала рассчитывают составляющие гидролизованного раствора этилсиликата так, чтобы в нем находилось

183 SiO<.

Выбирают количество сухих компонентов смеси на 1 л гидролизованного раствора этилсиликата, которое принимают равным 4; 4,5; 5,3 ввиду того, что при их соотношении ниже 4 возрастает стоимость смеси, а при их соотношении выше 5,3 не удается перемешать компоненты.

Сульфат свинца PbSOg плотностью

6,$ г/см при 1100 С плавится одно-. з о временно с разложением по реакции

PbS0q -.Р1 О + Soô

Выделяющийся газ S0> оказывает влияние на эффект ускорения очистки отливки от керамики; количество гелеобразователя принимается равным

4-7 мас.г от объема гидролизованного раствора этилсиликата, исходя из оптимального времени отверждения смеси в производственных условия",.

Его количество выбирается экспериментально, исходя из оптимальных технологических свойств смеси, толщины прогрева стенки керамической формы или стержня до 1100 С, количество газов, выделяющихся при разложении сульфата свинца и способствующих лучшему отделению керамики от поверхности отливки.

Смесь приготавливают в смесителе с числом оборотов 2800 об/мин, в

726

5 944 который сначала заливают гидролизованный раствор этилсиликата, приготовленный по общепринятой технологии, а затем загружают пылевидный кварц и перемешивают их в течение

5-6 мин. Затем в смеситель загружают кварцевый песок и перемешивают в течение 2-3 мин. После этого загружают сульфат свинца и перемешивают в течение 5-6 мин. Последним в сме- 10 ситель вводят гелеобразователь водный раствор триэтаноламина, который перемешивают в течение 1-1,5 мин.

Готовую смесь заливают в оснастку, в которой получают керамическую 15 форму, внутренняя полость которой имитирует оребренную поверхность

1/4 части станины электродвигателя

4А90, и кервмические образцы для испытания прочности керамики на из- 2о гиб. После извлечения из оснастки

- керамические формы и образцы поджигают для удаления растворителя.

Предлагаемую смесь сопоставляют с известной смесью, которую приго- 25 тавливают аналогично, т.е. в той же последовательности загружают в смеситель и такое же время перемешивают гидролизованный раствор этилсиликата, сухие составляющие смеси зв и гелеобразователь. Из обеих смесей изготавливают керамические формы, а также образцы для испытания прочности керамики на изгиб, которые после извлечения из оснастки обжигают для удаления растворителя.

Затем керамические формы и образцы прокаливают при 950ОС в электропечи с автоматическим контролем температуры.

Проверка свойств материала керамических форм и образцов, изготовленных из обеих смесей, осуществляется- по методике НИИТавтопрома.

Полученные в формах отливки из стали 35 ГОСТ 977-55 сначала выбивают из форм,а затем с оставшейся на их поверхности керамикой помещают в ванну с 303-ным раствором едкого натра, нагретого до 120 С, до полного отделения материала керамических форм от поверхности отливок.

Составы предлагаемой и известнои смесей, свойства материала керамических форм (стержней), изготовленных из этих смесей, а также время полного отделения материала керамических форм от поверхности отливок, приведены в таблице, где составы

1-9 соответствуют известной смеси, а составы 12, 13, 18-19, 24 — предлагаемой.

Из таблицы, следует, что при содержании в смесях 11, 17 и 23 сульфата свинца больше верхнего предела, равного 9,23, прочность керамических форм до и после прокаливания изменяется незначительно, а время полного отделения материала керамической формы от поверхности отливки и шероховатость ее поверхности резко увеличиваются.

Последнее объясняется тем, что газы, образующиеся при разложении сульфата свинца в момент заливки формы металлом, выходя из формы, увеличивают ширину и глубину уже имею" щихся на поверхности формы перед заливкой микротрещин, и металл, проникающий в них не только упрочняет поверхность керамической формы, но и способствует повышению шероховатости поверхности отливок в виде заливок.

B смесях 10, 16 и 22 газы, образующиеся при разложении сульфата свинца в момент аливки формы металлом, разрушают ее поверхность, à проникая в металл, образуют на всей, поверхности отливки газовые раковины.

Из таблицы также видно, что при содержании в смесях 14, 15, 20, 21, 26 и 27 сульфата свинца меньше нижнего предела, равного 3,3 мас.ь, прочность керамических форм до и после прокаливания, а также шероховатость поверхности отливки изменяются незначительно. Время полного отделения материала керамической формы от отливки резко увеличивается, так как эффект воздействия газов на поверхность керамической формы резко снижается из-за небольшого объема их выделения.

При заливке металлом керамических форм (содержащих сульфат свинца в указанных пределах) разложение сульфата свинца происходит в керамических формах на расстоянии не более 5 мм от поверхности раздела металл-форма ввиду малой теплопроводности керамической формы.

При содержании сульфата свинца в количестве 3,30-3,20 мас. газовые раковины на отливках отсутствуют, оценка поверхности отливок производится визуально.

Прочность формы (стержня) на изгиб с применением сульфата свинца незначительно повышается и сокращается в 3,1-7,7 раз время полного отделения материала керамической формы от поверхности отливки.

Шероховатость поверхности отливок, изготовленных в Лабораторных условиях в формах из предлагаемой

944726 8 смеси, известной соответствует 45 кл. по ГОСТ 2789-73.

Реализация изобретения позволит сократить время и расход электроэнергии при отделении материала керамических форм.и стержней от поверхности отливок в щелочной ванне

: в 3,1-7,7 раз, увеличить производительность труда при выщелачивании

16 отливок на 310-7703, получить экономический эффект 20-30 руб/т керамической смеси.

10 с 44726

:! I

1 !

I

I

I !

ОЪ ОЪ уч еч

O Oa

N « а

» 1

f

1 о о

1 л

N N

Ф

Ф

О 1 д 2 с с о с

C Z с

5 в о о î о еч .с ъо м m .м

СВ

Ю

° ч

aA o о о м м м

Ю an о

Ф а о

° ФЧ ОЪ с » о о о

an

СЭ с с

° ° ° о

»

О о o an

N 4 4\ 44Ъ о о о

«

I а а

° ° м

» о о со

Е 4 е с м м м о а.

О ЕЧ 41 м «D ъд л

* с

N N N

Cl Ф

1

Ф

1

4» о

o o о

CO о

О ФЧ

ФЧ О Ф.»

° » о л л еч . Уч а

CCI ъО е о о

О О

Ю

ОЪ о о еч уъ с

Сп с4а

o o еч о с

М 44Ъ о о ю м е

ОЪ ОЪ с *

Л Ф

О и

УУ

46 а

4Cf

4

I о ,1

44 4

1 о м

36 з

Ф

Ф х

О О

a u

Ф Ф.о ъо с . У м 4Ъ.о

ОЪ м о

ЪО е ОЪ м еч л

6 ъо е с

КЭ

° Ъ У4 \

СО е» ъО еч Ф в

» о о о

О 6 - У

ОЪ О ъо 00

° О а а л ю с л

У4Ъ М е

ЪСФ

У

o o

CO C» л м м

o o o м а ъЕФ е

О\ ОЪ ОЪ

44Ъ 4 4\ М

О In

° 46 . Ю с с а an

М У4Ъ л

4 Ч .6 е о о

° О 4У

М\ о

» о еу an

an О Л с

Ф о

o o с е

o o еч уч

Ю CCI

° ° с

Ю Ю е

IXI с

CO о о

Ю Ю с

an an о

6О

an о о о . о

УЧ ФЧ о с о еч

СЪ

СЪ

ФЧ

I ° !

В

I !

z Ь !

»ICZV Е

CIc23ec; ло и

3оооех

60 Ф ХЬ 1 I

1

46, l

1- 1

Ф 1

Х 1

О и 4 р2 и

zvz о е е о

ФУ м а

eeIвaca

1

I.

Ф

° 4

I

I

I

1

I

I

Ф

I

1

1

I

1

Ф ФФЗV х ас

46 б С О Г ее

003ва

СХ I С °

e vt- зуб al

З 64 О Ф- О ФР а О ИОМО,О

CI и З О УЧ

У ZgЗФФо

М ОЪ ФЧ м м т е

» о

ОЪ ОЪ CFI еч м э а ъо

CI

Ю O O O N м ФЧ N ФЧ

ЪО O

o an ° »» . 4Ч

00 М CO е- » «I 3 а м о а

6 Л ЧЭ е с

ФЧ ЕЧ о î o o

° О Ю 60 Ю с о о о о о а а л уч еч м с е

° 46 60 Ю cta

УФЪ М 4»Ъ 4" Ъ

Ю Ф

О О Е с е е

О О О Ф Ф

ФЧ ЕЪУ УЧ еч м .в an ч л

° »» ° « ° Е»

9М72б

I I

1 м

M!

1 ! е аа 1 аа о л м

o en м

О м о ° ! и б

О ф о

° t»

Ю С1

)Ч О

° » ° в g ф а» °

1Ч I

lA 1.

»

О В

)Ф а

)Ч )Ч

1 «« б

1 о

)Ф 1 ! ч ° !

I

1

1 о

Щ

)ч л в м м а

cv )ч

° а м Ф) И

1Ч )Ч )Ч

° а»»»

4t л а

)Ч

l ф1ф

) . М ! ф v

)- 4>

l g У

l$

I »

l ! Зе . рз ае

C I

1 м

О а

o o а л

° а м М

e o an

Ф 1Ч а а м «Ф Ф а а

M м

1

1

1

1« м а в

)Ф а о

1Ч )Ч л л а а

О О в в

)Ф )Ф а

o o а

° ° а

O а а

З

Л б! и v

О

)ч

o o

М )Ч а а м м

О О O

О ба м а а м ю eh

О

)Ч еп

О О

М 1Ч а а м м

an Ф) д

Ф) g ni ф- о в а ф an еп о .л

° о а а

)n м м «Ф и

)Ф м 3 а и

lg

М а

4.7

e в о о а

o .o Ф Ф . е

CO о .в л а а ф в л в е в а а а

Ж Ча) M

Ю Ф

e! ca

))3 ) 1, eC)ulcc еабб)б

00 ф

° a

Ю 40

Ol

eCI

Р 0 ° Р

° )б CI, )б))

» а ° в an в а»»»

1Ф а ео

O O ф )gl а а в в а

)n !3 а(1

1, 1

1

1

I в м в

1 б

1 !

)

I

1 ! б ! !

I а а

Ф аа и В аа ам

_#_3 Ее с)р! «а !

)оееа

)- )б а )I

1 б

I б

1

f ,1

1

1 !

1

1

1

1 б

I

1

1 ю eh o м Ie!

$$, Д M 4 М) )Ф

)

g I а м а 1

)

1

1

I

O б

O а

М 1

I в е а !

° Ф 1

1! в о

° Ф I

1 !

Ф

f

1

I

I

I ! л м,, !

944726

13

Формула изобретения

15,80-20,00

Составитель Г. Зарецкая

Техред Т. Маточка Корректор Е. Рошко

Редактор P. Цицика

Тираж 852 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР:Р по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5210/11

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

Смесь для изготовления литейных

I форм и стержней по постоянной мо,дельной оснастке, включающая гидролизованный раствор этилсиликата, пылевидный кварц, кварцевый песок и гелеобразователь, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью снижения трудоемкости очистки отливок 10 от остатков смеси, дополнительно содержит сульфат свинца при следующем соотношении ингредиентов, мас.3:

Гидролизованный раствор этилси- 15 ликата

Пылевидный кварц 34,70-40,0

Гелеобразователь 0,65-1,40 .Сульфат свинца 3,30-9,20

Кварцевый песок Остальное

Источнйки информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ю 592507, кл. В 22 С 1/00, 1976..

2. Авторское свидетельство СССР

N 538808, кл. В 22 С 1/10, 1975..

3. Алексеевская Е.К., и др. Литье в керамические формы по постоянным моделям. Сборник. ЛДНТП, Л., 1973, с. 19-23.