Смесь для изготовления литейных форм и стержней

Смесь для изготовления литейных форм и стержней

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

Ъ

<ц969416 ф, г

* Фф4 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 221280 (21) 3224549/22-02 рв)М g+ з

В 22 С 1/06 с присоединением заявки Йо (23) ПриоритетГосударственный комитет

СССР по дедам. изобретений и открытий

Опубликовано 30.1082. Бюллетень Hо 40

Дата опубликования описания 301082 (S3) УДК 621. 742.

° 4(088.8) аявитель

Пермский политехнический институт (54) СМЕСЬ ДНЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ

И СТЕРЖНЕЙ

30

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам для изготовления форм и стерж-: ней при литье, преимущественно тита новых сплавов.

Известна смесь для изготовления литейных форм и стержней при литье титановых сплавов, содержащая углеродистый наполнитель в виде пекового кокса и пульвербакелита. Данная смесь обеспечивает снижение -микротвердости и улучшение обрабатываемости поверхности титановых отливок Ц, Однако она характеризуется повышен. ными показателями усадки форм после 15 обжига (1,7-2,2%), а прочность форм и стержней из нее в обожженном состоянии нуждается в дальнейшем повышении. Кроме того, ввиду повышенного содержания пульвербакелита, данная 20 смесь обладает йовышенной себестоимостью

Известна также для изготовления отливок иэ титановых сплавов формовочная смесь на основе магнезита со. связующим из пульвербакелита (6—

8 вес.%) и каменноугольного пека (10-12 вес.Ъ) с последующим упрочнением и пассивацией форм и стержней путем нанесения на них пиролитического, углерода 12 ).

Форвы, изготовленные из этой смеси, позволяют получать отливки с поверхностным слоем со свойствами, близкими к свойствам матричного металла. однако недостатком форм, изготавливаемых иэ этой смеси, является необходимость кх обработки пироуглеродом, что усложняет технологический процесс и требует больших энергетических затрат. Это сужает номенклатуру отливок, получаеьавх в онисываевавх формах. Эти формы могут быть использованы только дпя получения ответст,,венного литья.

Наиболее близкой к предлагаемому ,изобретению по технической сущности и достигаемому результату является смесь дпя изготовления литейных форм и стержней при литье, преимущественно титайовых сплавов, содержащая, вес.В: пулъвербакелита 10-16, каменноугольного пека 14-20 и огнеупорный наполнитель в виде мегнеэита металлургического - остальное до 100 (3J i

Однако эта смесь, преднаэначеннай ,главным образом для получения форм

Ы,стержней горячим прессованнем, об

969416 ладает недостаточной прочностью для получения тонкостенных (оболочковых) форм, вкладышей в кокильные формы и пустотелых (корковых) стержней.

Формы и стержни из этой смеси обладают достаточно высокой теплоаккуму- 5 ляционной способностью, что ограничивает номенклатуру тонкостенных отливок, которые возможно получать в подобных формах.

Кроме того, поверхностный слой 10 отливок (более 0,4 мм), полученных в этих Формах, обладает микротвердостью (до 400 кгс/мм ), что не позволяет использовать методы поверхностнопластической деформации (ППД) поверхности для повышения эксплуатационных характеристик литых деталей.

Цель изобретения — повышение прочности и обеспечение возможности изго товления тонкостенных форм и стержней снижение микротвердости поверхностйого слоя отливок и обеспечение возможности применения методов поверх-. ностно-пластической деформации при их обработке, а также улучшение эксплуатационных характеристик отливок.

Для достижения указанной цели . смесь для изготовления литейных форм и стержней при литье, преимущественно титановых сплавов, включающая огнеупорный наполнитель, пульвербакелит З0 и каменноугольный пек, содержит в качестве огнеупорного наполнителя высокоглиноземистый шамот с содержанием оксида алюминия 45-75% вес. при следующем соотношении ингредиентов, . 35 вес.Ъ! . Высокоглиноземистый шамот с содержанием оксида алюминия 45-75 78-86

Пульвербакелит 79 4()

Каменноугольный пек 7-.13

Содержание оксида алюминия в огнеупорном наполнителе (45-75 вес.В) характерно для выпускаемых промышленностью сортов высокоглиноземис4 того шамота. При более низком содержании оксида алюминия в шамоте не обеспечивается получения титановых отливок требуемого качества, а при более высоком содержании оксида алю- 50 миния для получения высокоглиноземистого шамота требуется применение весьма дефицитных и дорогих плавленных исходных материалов, что трицательно сказывается на себестоимости изготавливаемого литья.," Для изготовления предлагаемой ,смеси можно использовать, например орОшки для набивной высокоглииоземис- 0 ой массы (Ту-14-8-165-75) заполните) ли алюмосиликатные для бетонов, шаМотные порошки или бой шамотных изДелий после его очистки, помола и рас©ева. 65

Предпочтительными являются шамотные порошки следующего фракционного состава:

Фракции, мм Содержание,вес,Ф

0,63-1,0 8 -10

0,2 -0;4 45-60 0> 05-0 16 . 10-30

Менее 0,05 10-20

При содержании высокоглиноземистого шамота выше верхнего предела и. соответственно, при содержании связующих ниже нижнего предела прочность формы и стержней значительно снижается и не.отвечает предъявляемым требованиям.При содержании шамота ниже нижнего предела и, соответствей но, содержания связующих выше верхнего предела во время прессования и спекания происходит "выдавливание" излишков связующего, вследствие чего, . наблюдается расслоение форм, образование в них объемов, слишком обогащен ных связующим. В период спекания под давлением это приводит к разрушению связующего каркаса, образованию в нем при обжиге трещин и других дефектов.

Смесь изготавливафтся обычным перемешиванием ее ингредиентов. Формы и стержни изготавливают прессованиегл между двумя нагретыми до 250300 С плитами при удельном давлении

30 кгс/см ; После прессования их подвергают обжигу по режнму: нагрев до 520-550 Ñ с выдержкой до 2 ч, нагрев до 900-950 С с выдержкой не ме-. нее 1 ч и охлаждение с печью до 300350 С. Перед заливкой формы и стержни рекомендуется прокалить при 250 С в течение 2-2,5 ч.

В процессе горячего прессования и спекания за счет полимеризации пульвербакелита формы и стержни приобретают высокую прочность и легко извлекаются из технологической оснастки.

В процессе прокалки. Форм за счет .деструкции пульвербакелита и каменноугольного пека образуется коксовый каркас, обеспечивающий формам необходимую технологическую прочность.

Отработанную смесь можно использовать повторно в качестве"йаполнителя после размола и отсева мелких фракций с введением свежего шамота в пределах 20-30%.

В табл. 1 приведены составы смесей 1-3 (предлагаемые)й 4 (известная).

В табл. 2 приведены свойства смесей 1-4 и титановых отливок, получаемых при использовании форм и стержней из упомянутых смесей.

Вследствие меньшего удельного веса и меньшей теплопроводности высокоглиноэемистого шамота по сравнению с металлургическим магнезитом формы и стержни иэ смеси по изобретению об:ладают уменьшенной теплоаккумуляционной способностью (коэффициент тепло969416 аблица 1

Ингредиенты

1 1

84

16

Пульвербакелит

Каменноугольный пек 13

Таблица 2

Свойства

Смесь

20

23 Усадка форм,В

0 26

0 28

0,40

0 24

2., 00

Плотность форм, г/ам

2,20

2,22,.2,20

31

Пористость форм,В

31

Нет

Да

Да

270

260

400

260

0,2

0,3-0,4

0,2

0,2

20

20 аккумуляционной способности уменьшается с 0,394 до 0,172 дж/м с 1/2 К), что позволяет расширить номенклатуру изготавливаемых тонкостенных титановых отливок и уменьшить микротвердость и толщину поверхностногб слоя отливок.

При этом отсутствует необходимость в проведении дорогостоящей. операции нанесения пиролитического углерода на поверхность форм и стержней методом осаждения его as газовой среды. ,формы, изготовленные из предлагаемой смеси, имеют повышенную проч» ность, благодаря чему возможно изго.тавливать тонкостенные горячепрессоВысокоглиноземистый шамот с содержанием оксида алюминия 45-75 вес.В 80 в

Магнезит металлругический

Прочность форм на растяжение. после обжига, кгс/см

Возможность изгртовления тонкостенных форм

Микротвердость поверхности отливок из титановых сплавов типа ВТБЛ, кгс/ммй

Глубина поверхностного слоя с повышенной микротвердостью, мм

Предел усталостной прочнос".:; ти отливок .8 - 1, кгс/мм ванные формы. Повьааенная прочность форм приводит к новыаению размерной точности отливок. Формы менее гигроскопичны, не требуют специальных условий хранения. Описываемая смесь

5 может успешно использоваться в ка честве облицовки при изготовлении титановых отливок в облицованных кокилях. Поверхностный слой, получаемый на отливках, имеет качественные

10 характеристики, которые позволяют обрабатывать поверхность методами поверхностно-пластической деформации, что дает улучшение эксплуата ционных характеристик отливок иа 2015 25В °

Содержание, вес.В, в смеси г ) з

969416

Продолжение табл е

° ю ° Свойства

Смесь ее

Воэможность поверхностно-пластической деформации литых изДелий

Нет

Да

Предал усталостной прочности отливок после поверхностно-пластической деформации, 0 — 1, кгс/мм

Класс точности отливок

25

ЛТ-4 JIT-4

JIT-4

Формула изобретения

Составитель С.Тепляков

Гехред М.Гергель корреккор Ю.Иакареако, Редактор Е.Кинив

Заказ 8260/12: Тираж 852. Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

°

Филиал ППП "Патеит", r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4

Смесь для изготовления литейных форм и стержней при литье, преимущест,венно титановых сплавов, включая огнеуПорный Наполнитель, пульверба---келит и каменноугольный пек, о т л ич а ю щ а р с я тем, что, с целью повышения прочности и обеспечения вцзможности изготовления тонкостен- ных форм и стержней, снижения микротвердости поверхностного слоя отливок и обеспечения возможности применения методов поверхностно-пластической деформации при их обработке, а также улучшения эксплуатационных характеристик отливок, она содержит в качестве огнеупорного наполнителя высокоглиноземистый шамот с содержанием оксйда алюминия 45-75 вес.В

7п при следующем соотношении ингредиентов, вес.а:.

Высокоглиноэемистый шамот с содержанием оксида алюминия

25 .. 45-75 78-86

Пульвербакелит 7-9

Каменноугольный пек 7-13

30 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

Р 816659, кл. В 22 С 1/06, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 818720, кл. В 22 С %/06, 1978. 3. Авторское свидетельство СССР

Р 531621, кл. 3 22 С 1/16, 1974.