Смесь для изготовления литейных форм по выплавляемым моделям

 

СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ, включающая кремнеземсодержащее вещес тво , гипс, воду, неорганическую технологическую добавку, отличающаяся тем, что, с целью улучшения качества форм за счет повышения газопроницаемости и предотвращения усадкидо и после прокалки форм, смесь в качестве кремнеземсодержащего вещества содержит трепел и кварц, a в качестве неорганической технологической добавки - буру и дополнительно содержит этиленгликоль и ацетон при следующем соотношении ингредиентов , мас.% Трепел 8-15 Кварц 43-54 Вода 23,5 - 28,0 г Этиленгликоль 0,1 -0,2 Ацетон 0,1-0,2 Бура 0,01 - 0,05 ГкпсОстальное

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СО,И@МИ

РЕСПУБ ЛИК

OQ (111

5 А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMY СОИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbffHA (21) 3505123/22-02 (22) 28.10.82 (46) 30.09.84. Бюл. 11 36 (72) И.И.Политова, В.М.Ференц, Е.Б.Голубь, Т.И.Черпакова и Л.В.Рогоцкая (71) Львовское специальное конструк" торско"технологическое бюро Производственного объединения "10велирпром" (53) 621.742.4:62 1.74,045(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 923710, кл. В 22 С 1/18, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР . У 519272, кл.В 22 С 9/04, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР

Ф 904869, кл. В 22 С 1/16, 1980. (54)(57) СМКСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ, ! включающая кремнеземсодержащее вещес,тво, гипс, воду, неорганическую технологическую добавку, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью улучшения качества форм за счет повьпаения гаэопроницаемости и предотвращения усадки. до и после прокалки форм, смесь в качестве кремнеземсодержащего вещества содержит трепел и кварц, а в качестве неорганической технологической добавки — буру и дополнительно содержит этиленгликоль и аце" тон при следующем соотношении ингредиентов, мас.Х:

Трепел 8- 15

Кварц 43 — 54

Вода 23,5 — 28,0

Этиленгликоль 0,1 -0,2

Ацетон О,1 — 0,2

Бура 0,01 — 0,05

Гипс Остальное

1 1115

Изобретение относится к литейному производству, в частности к точному литью, получаемому в керамических формах по выплавляемым моделям, и мо» жет быть использовано для изготовле5 ния мелких деталей сложной конфигурации из цветных и благородных металлов и сплавов, а также может широко применяться в приборостроительной и ювелирной промышленности.

l0

Известны формовочные смеси на основе искусственно получаемых модификаций кремнезема и высокопрочного гипса для литья по выплавляемым моделям (1).

Однако известные смеси трудоемки в изготовлении, дорогостоящи и не обеспечивают высокого качества отливок, Известна смесь (2 g, используемая для получения форм, в которых отливают ювелирные изделия, включающая кремнеземсодержащее вещество, гипс, воду и технологическую добавку при следующем соотношеник ингредиентов, мас.X.

Кремнеземсодержащее вещество 55,0 — 72,0

Гипс, 2,5 - 14,5

Вода .23,5 — 29,0

Технологические добавки 1,535 — 2,07

В качестве кремнесодержащего вещества используется динас, а технологических добавок - азотная и щавелевая кислоты.

Однако данная смесь не обеспечивает высокого качества отливок. Брак 35 по литью на предприятиях Союэювелирпрома составляет 147.

Причинами невысокого качества отливок являются недостаточная газопроницаемость и низкая прочность 40 формовочной смеси.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является смесь (33, включающая ингредиенты при следую- 45 щем соотношении,мас. X:

Динас 60,0 — 64,0

Гипс, 10 O — 12 0

Технологическая добавка (ортофос- 50 форная кислота) 0,03 - 1,0

Вода Остальное

Однако в состав смеси входит динас, стоимость которого высока (1300 р. эа 1 т),Дннас имеет боль" у шую абсорбционную поверхность, что требует больше затворителя, а это приводит к образованию облоя. Умень835 1 шение воды приводит к образованию густой тестообразной суспензии, плохо поддающейся процессу вакуумирования, и образованию шариков и наплавов на отливках. Кроме того, очист" ка отливок от остатков дкнасовой фор. мовочной смеси значительно сложнее из-за наличия силикатов, труднораст" воримых в кислоте.

Гипс при прокалке смеси теряет большую часть. кристалкэационной воды, что приводит к значительной усадке смеси.

Цель изобретения - улучшение ка,чества форм за счет повышения гаэопро-. ницаемости и предотвращения усадки до и после прокалки форм.

Поставленная цель достигается тем, что смесь для изготовления литейных форм по выплавляемым моделям, включающая кремнеземсодержащее вещество, гипс, воду и неорганическую технологическу добавку, содержит трепел и кварц, а в качестве неорганической технологической добавки — буру и дополнительно содержит зтиленгли" коль и ацетон при .следующем соотношении ингредиентов, мас.X.

Трепел 8 - 15

Кварц 43 — 54

Вада 23,5 — 28,0

Этиленгликоль 0,1 - 0,2

Ацетон 0,1 - 0,2

Бура 0 0l — 0,05

Гипс Остальное

Трепел наряду с кварцем вводится как наполнитель смеси для увеличения

-прочности формы и как компенсатор усадки гипса.

Природный трепел — тонкодисперсный материал (80X частиц имеют размер 5-10 мк), слабосцементированный.

При помоле его в шаровых мельницах формируются комковатые образования диаметром до 0,06-0,08 мм, что соответствует удельной поверхности 40004500 см2/г. Силы сцепления комковатых образований при попадании в водную среду ослабевают, они распадаются.

Величина зерен трепела в затворенной формовочной смеси составляет 5-20 мк, что значительно ниже размера кварцевых зерен. Сочетание более крупной и мелкой фракции в формовочной смеси значительно увеличивает ее прочностные характеристики. В состав трепела входит низкотемпературный кристобалит, который при нагревании в диапазоне температур 180-260 С переходит

3 1115835 4 в высокотемпературный кристобалит. кучести, во-вторых, направленно реЛри этом происходит. возрастание объем- гулируют гидратацию гипса. ного расширения минерала Этиленгликоль и ацетон выполняют функцию пластификаторов. Гидрофильная группа (ОН) этиленгликоля СН ОHСН ОН способна растворяться в воде, ее действие значительно усиливается при введении в раствор ацетона

СН СОСН. с полярной группой СО.

Составы смесей приведены в табл,!.

Ацетон и этиленгликоль введены в качестве технологических добавок, действуя совместно, во-первых, значительно сокращают количество воды, которая необходима для получения формовочного теста нормальной жидкотеТаблица 1

Ингредиенты

Количественное содержание, мас.Х, в составе У

6 7

63

Динас

Трепел

Кварц

12,0

15,0

11,0

9,0

12,0

54,0 48,0

43,0 65,0 48,0

44,0 !

4,0 8,15

14,5

Гипс

11,0 13,0

1liO 13,0

25ю79 26ю67 27э05 23э79 26е67 30ю97 29

26,7

Вода

Этиленгликрль

Ацетон

0,1

0 15

0,20

0il

0 15

О,!5

0,1

0,20

О, 15

0,1

Бура

0,01 0,03

0,05

0,03—

0,01 0,03

1,80

0 05

Азотная кислота

Щавелевая кислота

Ортофосфорная кислота

0.,3,Как видно иэ таблицы, исключение ции гипса топохимически. Образоваэтипенгликоля и ацетона из состава 45 ние частичек двуводного гипса происсмеси приводит к значительному уве- ходит в высокодисперсном состоянии, личению количества воды, необходи- что способствует резкому увеличению мой для затворения. Кроме того, контактов между частичками и эначи-, уменьшается и прочность смеси (при- тельному повьппению прочности формомер 3). Взаимодействие гипса с водой $0 вочной смеси.Этиленгликоль снижает протекает по смешанной схеме, т.е. растворимость гипса в воде и тормоодновременно с растворением части ве- эит рекцию гидратацни. В смеси Нс-: щества в воде, последующей гидрата- пользуется бура, так как она нейтции его и переходом в осадок гидра- ральна по отношению к воску. та и топохимически, с прямым присое- 55 Гипс при нагревании в диапазоне динением воды к твердой фазе. температур 180-260 С теряет наибольВведение ацетона в воду затворе- шее количество кристалиэационной вония позволяет происходить гидрата- ды, сопровождающееся его усадкой.! 115835

Экспериментальный подбор количественных соотношений гипса и трепела дает воэможность избежать усадки формовочной смеси при прокаливании (пример 1). 5

Смесь приготавливают сле !уннцим образом.

Наполнитель (кварц, трепел) и гипс раэмалывают до тонкости частиц 40004500 см /г и перемешивают в фарфоровой мельнице 30 мин. Затем затворяют Таблица 2

Количественные показатели свойств состав, У

Свойства!

5 6 7 8

Жидкотеку-" честь по

Суттарду,см

14

12 17

13 10,5 Не менее 12 !3

Срок схватывания, мин, начало

21

24 16

25 17!

18

20 30

2l 32

l5

30 конец

Прочность на сжатие (ИПа) до прокалки

0 38 0 48 0 51 0 21 0 43 0 25 0 02

0,8 после прокапки в холодном состоянии

053 07 087 035 064 035 04

5,02 3,86 2,97 8,53;.10 4,11 ГО 4,62 ° 10 2,6 IO 4,61

Нет Нет Нет Нет 4, 30

Нет Нет Нет 0,04 0,05

Нет

Нет

Нет.

Нет

0,08

Величина брака отливок, X До 4 До 4 До 4 До 4 9

13,3

Очистка блоков от остатков формовочной массы в кислоте, мин, 39

25 30

28

Как следует из табл.2, предлагае« мая смесь имеет более высокую гаэопроннцаемость, не имеет усадки ни

Газопроницаемость, Д

Усадка, Д до прокалки после прокалки водным раствором, состоящим из воды, ацетона, этиленгликоля и буры. Составы смесей 1 - 3 — предлагаемые, составы 7 и 8 - известные, соответствен" но (2j и 3 приведены в табл.l. Составы 4 — 6 отражают, что отсутствие в составе одного только трепела или этиленгликоля и ацетона сказывается как на прочности смеси, так на ее усадке.

Свойства смеси приведены в табл.2. до, ни после прокалки, что снижает брак отливок до 4Х вместо 14 и 137 для известных смесей (3, 4), уско1115835

5 I QToBo o литья °

Составитель И.Куницкая

Техред O.Неце Корректор Е.Сирохман

Редактор Н.Горват

Заказ 7497 Тирак 774 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.укгород, ул.Проектная, 4

7 ряется процесс очистки блоков от остатков формовочной массы в кислоте. При этом смесь имеет низкую себестоимость (1 кг предлагаемой формовочной смеси 0 р. 80 коп.).

Изобретение позволяет получать качественное литье н использовать недорогое сырье для смеси, что сникает соответственно н себестоимость