Способ приготовления жидкостекольного связующего для изготовления керамических форм по выплавляемым моделям

 

1. СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЖИДКОСТЕКОЛЬНОГО СВЯЗУЮЩЕГО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ФОРМ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ, включающий разбавление жидкого стекла водой до плотности 1,2-1,3 г/см, о т л и М аю щ и и с я тем, что,, с целью повышения прочности керамическихформв горячем состоянии, в воду предварительно вводят 0,01-0,10 мас. хлорида натрия и подвергают полученный раствор электролитической активации в течение 5-25 мин. 2.Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что электролитическую активацию осуществляют при величине § постоянного тока 1-10 А и напряжения 6-60 В. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) ем) В 22 С 1/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ.Ю а

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3470632/22-02 (22) 16.07.82 (46) 30.08. 83. Бюл. М 32 (72) 10. П. Васин, А. Н. Логиновский, В. Н;Лонзингер, M. И. Пашнин иА.Н.Копылов (71) Челябинский политехнический ин.ститут им. Ленинского комсомола (53) 621. 742. 4 (088. 8) (56) 1. Шкленник Я. И. Литье по вып:лавляемым моделям. И., Машгиз, 1961, с. 262 °

2. Першин П. С. Технология точного литья. М., Машгиз, 1955, с. 135.

3. Щкленник Я. И. Литье по выплав, ляемым моделям. М;, Машгиз,1961, с. 257-261. (54)(57) 1. СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ

ЖИДКОСТЕКОЛЬНОГО СВЯЗУЮЩЕГО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ФОРМ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ, включающий разбавление жидкого стекла водой до плотности 1,2-1,3 г/см, о т л и ч аю шийся тем, что,. с целью повышения прочности керамичЕских форм в горячем состоянии, в воду предварительно вводят 0,01 -0,10 мас.Ф хлорида натрия и подвергают полученный раствор электролитической активации в течение,5-25 мин.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что злектролитическую активацию осуществляют при величине постоянного тока 1-10 А и напряже- Е ния 6-60 В.

Ф Ъ

1038056 2 l0

Изобретение относится к литейно-му производству, а именно к способам подготовки связующих, и может найти широкое применение при изготовлении отливок иэ черных и цветных металлов методом литья по выплавляемым моделям.

Известен способ приготовления жидкого стекла для изготовления керамических форм, согласно которому его разбавляют водой до 10 мас.4

Si02, затем при активном перемешивании вводят соляную кислоту в количестве 0,2 моль на каждый литр раствора. В результате фильтрации раствора через пористую смолу ионы натрия поглощаются ею, а фильтрат представляет собой водный кремнезоль, подкисленный соляной кислотой fl) .

2О

Данный способ характеризуется длительным временем приготовления связующего (около 3 ч), быстрой его коагуляцией и низкой прочностью получаемых формооболочек. 25

Известно, что предварительная подготовка жидкого стекла заключается в повышении его модуля до 2,8-3,2 путем введения расчетного количест.ва подогретого водного раствора хлористого аммония. При этом в наыале образуются творожистые хлопья геля кремниевой кислоты, которые через несколько часов растворяются. После этого жидкое стекло разводят водой до плотности 1,29-1,30 г/см )2j .

3 35

Для данного способа также являются характерными низкая прочность оболочек и длительное время подготовки связующего.

Наиболее близким к предлагаемому по. технической сущности и достигаемому результату является способ приготовления жидкостекольного связующего для изготовления керамических

45 форм по выплавляемым моделям путем его разбавления водой до плотности 1,2-1,3 г/см (31 .

Способ отличается простотой и .малым временем для подготовки связу- 50 ющего. Однако керамические формы, изготовленные с использованием этого способа подготовки жидкостекольного связующего, обладают недоста точной прочностью в горячем состоя" 55 нии. Это вызвано тем, что при температуре 793 С, т.е. в точке эвтектики системы No@0 2 S10g +<6 -кварц, жйдкостекольный слой теряет прочность, и керамические формы деформируются под давлением расширяющегося наполнителя, а также под действием его веса.

Цель изобретения — повышение прочности керамических форм в горячем состоянии.

Поставленная цель достигается согласно способу приготовления жидкостекольного связующего для изготовления керамических форм по выплавляемым моделям, включающему разбавление жидкого стекла водой до плотности 1,2-1-,3 г/см, при котором в воду предварительно вво-. дят 0,01-0,10 мас.i хлорида натрия и подвергают полученный раствор электролитической активации в течение 5-25 мин.

Электролитическая активация осуществляется при величине постоянного тока 1-10 А и напряжения 6-60 В.

Способ поясняется чертежом.

Согласно изобретению вода с добавкой 0,01-0, 10 мас. хлорида натрия заливается в емкости А и З.При добавке соли менее 0,01 мас.i процесс активации воды идет очень медленно и эффект от данного процесса незначителен. При добавлении в воду соли более .0,10 мас. 6 наблюдается обратный эффект - процесс электролиза протекает очень бурно с выделением большого количества тепла и нагревом воды до кипения, происходит бурное перемешивание, нарушается процесс поляризации диполей воды и эффект активации также не значителен.

Оптимальная концентрация хлорида нат. рия составляет 0,05 мас.Ф от массы воды4

Постоянный электрический ток принапряжении 6-60 В и силе 1-10 А, подведенный через графитовые электроды 1, образует направленный поток ионов. При этом на катоде выделяется газообразный Hg, а на аноде .

C1g H 0Z, При значении напряжения и силы тока ниже указанных пределов электролиз протекает медленно,степень активации воды незначительна.

В результате этого прочность форм в горячем состоянии практически не повышаетая. При проведения электролиза при напряжении и силе тока указанных выше пределов скорость процесса настолько возрастает, что

8056

40

55

3 103 происходит сильный нагрев, закипание. воды и активации ее не происхо-„ дит..Оптимальные величины силы тока и напряжения составляют 45 В и

7,5 А.

Мембрана 2 из мелкого брезента препятствует проникновению воды из секции А в секцию В и это способст-. вует тому, что у катода накапливаются ионы Н, и вода приобретает потенциал, измеренный на .рН-метре"милливольтметре марки рН-121, . равный 800-1200 мВ. Одновременно у анода данная характеристика при- нимает значение (-800 }-(-1200 ) мВ.

Обычная техническая вода с рН 7 имеет потенциал 120""200 мВ, Установлено, что показатель водородных ионов воды (рН) нельзя использовать для определения степени ее.. активации, и последнюю. необходимо измерять по электродному потенциалу. Понижение или,увеличение показателей водородных ионов воды (рН) путем добавления кислоты или щелочи не приводит к заметному измене. нию электродного потенциала и,следовательно, к ее активации.

При времени активации менее 5 мин процесс активации не успевает пройти полностью и эффект от данного процесса незначителен. При длительности процесса активации более

25 мин степень активации фактичес- ки не изменяется, и .увелйчивать время процесса не имеет смысла, Оптимальная продолжительность электролитической. активации 5-25 мин, Вода, полученная в секциях А и

В, используется для приготовления жидйостекольного связующего. Связую-, щее приготавливают путем разбавления жидкого стекпа до предпочтительной плотности 1,23 г/см водой, предварительно электролитически активированной. C применением как обычной, так и активированной воды во всех экспериментах приготавливали огнеупорную суспенэию с вязкостью 3540 с по вискозиметру В3-4 ° В качестве наполнителя суспензии использовали пылевидный кварц марки КП-3. Для определения прочности керамики в горячем состоянии изготавливали четырехслойные образцы на:;статический изгиб с. закреплением каждого слоя в водном растворе алюмохлорида глотностью .1,.".7 г/см .

В таблице приведейы примеры осуществления способа по изобретению с указанием прочности керамических образцов на статический изгиб при

ЯООоС в зависимости от параметров активации воды.

Анализ данных, представленных s таблице, показывает, что активация позволяет повысить прочность керами" ческих образцов в горячем состоянии на 15-603. Отмечено, что при изменении силы тока от 1 .до 7» 5 А. "(или напряжения от 6 до 45 В) прочность повышается на 303, а увеличение времени обработки позволяет увеличить прочность не более чем на 6 .Следовательно, для интенсификации процесса активации предпочтительно повышение тока при минимальной длительно- . сти процесса.

Предлагаемый способ отличается простотой, процесс активации занимает незначительный промежуток. времени, вместе с тем керамические оболочки с использованием приготовленного жидкостекольного связующего обладают высокой прочностью в горячем состоянии.

С применением жидкостекольного связующего, приготовленного предлагаемым способом, приготовлены опытные партии керамических форм в цеховых условиях, Отмечено снижение брака стальных точных отливьк типа

"прорыв формы" с 6,3 до 3,5ь, что свидетельствует о повышении прочности .керамических форм в горячем coc" тоянии, Предлагаемый способ приготовления жидкостекольного связующего-по изобре" тению по сравнению с прототипом име-; ет те преимущества, что в отличие от прототипа позволяет в 1,2-1,6 раз повысить прочность формооболочек в горячем состоянии; уменьшить брак.. формооболочек на всех стадиях изготовления;. s 1,5-1 раза уменьшить брак отливок по вине формы .

Использование предлагаемого способа позволяет разработать технологический процесс изготовления керамических форм на жидкостекольном связующем и значительно по" выоить качество литых точных загото,вок, 1038056

Ток активации 1А, А

Проность на изгиб при 900 С, кг с/см

Напряжение активации 0д, В

Время активации Тд мин

7,5

7,5

10

7,5

9

М

Способ по прототипу.

Составитель С. Тепляков

ТехредМ. Гергель Корректор А. Дзятко

Редактор К. Папп

Заказ 6102/11 Тираж 813 Подписное

ВНИИПИ Государственного .комитета СССР по делам, изобретений и открытий

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

М о филиал ППП "Патент", г.Ужгоро4, Ул ° Проектная, 4

5

6

4

47

61

58

46

62

63

62