Суспензия для изготовления многослойных оболочковых форм по выплавляемым моделям

Авторы патента:

ИВАНОВА ТАИСЬЯ ВАСИЛЬЕВНА

КИРИЛЛОВА ТАМАРА МИХАЙЛОВНА

ТАНКЕЛЕВИЧ БОРИС ШОЛОМОВИЧ

АБАДАЕВ АДОЛЬФ ВАСИЛЬЕВИЧ

КОНДРАТЬЕВ ВАДИМ АЛЕКСАНДРОВИЧ

СОЛОВЬЕВА ТАМАРА ЕВГЕНЬЕВНА

B22C1/16 - Изготовление литейных форм (формовка огнеупорных материалов вообще B28B)

B22C1/02 - Изготовление литейных форм (формовка огнеупорных материалов вообще B28B)

СУСПЕНЗИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ, включающая этилсиликат, воду, поверхностноактивное вещество, соляную кислоту, ортофосфорную кислоту и огнеупорный наполнитель, отличающаяс я тем, что, с целью снижения дефектов отливок по газовым поверхностным раковинам путем повьшения газопроницаемости керамтеских форм, суспензия дополнительно содержит 15%-ный водный нейтрализованный раствор аЛюмометкпсилшсоната натрия с рН 2-6 при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Этилсиликат 6,1-11,7 Вода16,6-22,7 Поверхностноактивное вещество 0,09-0,1 Соляная кислота 0,5-0,6 Ортофосфорная кислота0,3-0 ,,4 15%-ный водный нейтрализованный раствор алюмоме (Л тилсиликоната натрия с рН 26 1,9-2,5 Огнеупорный наполнительОстальное

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(5!) В 22 С 1/16 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1,9-2,5

Остальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3628221/22-02 (22) 06.06.83 (46) 23.05. 85. Бюл. М 19 (72) Т.В. Иванова, Т.M. Кириллова, Б.Ш. Танкелевич, А.В. Абадаев, В.А. Кондратьев и Т.Е. Соловьева (53) 621.724.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 521059, кл. В 22 С 1/02, !975.

Авторское свидетельство СССР

У 566671, кл. В 22 С 9/04, 1974. (54)(57) СУСПЕНЗИЯ ДЛя ИЗГОТОВЛЕНИЯ

МНОГОСЛОЙНЫХ ОБОЛОЧКОВЪ|Х ФОРМ ПО

ВЪ|ПЛАВЛЯЕМЪ|М МОДЕЛЯМ, включающая этилсиликат, воду. поверхностноактивное вещество, соляную кислоту, ортофосфорную кислоту и огнеупорный наполнитель, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью снижения дефектов отливок по газовым поверх„„SU„„1156803 ностным раковинам путем повышения газопроницаемости керамических форм, суспензия дополнительно содержит 15%-ный водный нейтрализованный раствор алюмометилсиликоната натрия с рН 2-6 при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Этнлсиликат 6,1-11,7

Вода 16,6-22,7

Поверхностноактивное вещество 0,09-0,1

Соляная кислота 0,5-0,6

Ортофосфорная кислота 0,3-0,4

15%-ный водный ней трал из о в анный раствор алюмометилсиликоната натрия с рН 26

Огнеупорный наполнитель

1 11

Изобретение относится к литейному производству, а именно к получению литья по выплавляемым моделям.

Целью изобретения является снишение дефектов отливок по газовым поверхностным раковинам путем повышения газопроницаемости керамических форм.

Агвамометнлсиликонат натрия (ANCP-3) вЂ” гидрофобное вещество.

Его молекулы в составе структурной формулы имеют полярные (гидрофильные) и неполярные (гидрофобные)

rpynw, но преобладают гидрофобные грунты. Поэтому молекулы AMCP-3 имеют преимущественно четко вырашенные гидрофобные свойства. Одновременно с увеличением. гидрофобных свойств молекул повышается их поверхностная адсорбционная активность. Таким образом, введенный в суспенэию 15%-ный водный нейтрализованный раствор АИСР-3 за счет повышенной поверхностной активности адсорбируется на нестойких пленках, покрывающих пузырьки rasa (пены), тем самьм стабилизируя и упрочняя их, придавая нм устойчивость в сохранении фориы, начиная с момента нанесения огнеупорного покрытия до обсыпки кварцевым песком. Растворы метилсиликоната натрия и этилсиликоната натрия имеют высокую щелочность (рН 13-14 и выше) в отличие от раствора АИСР-З, имеющего рН 8-10, такше относящегося к классу алкилсиликонатов.

Для введения их в суспензию на основе этилсиликатного связующего необходима их нейтрализация соляной кислотой, в противном случае суспензия мгновенно коагулирует. При переводе их в кислую среду с рЕ 2-6 расходуется соляной кислоты в 1,7 раза больше, чем при нейтрализации АИСР-3. Живучесть такого нейтрализованного раствора (например, ГКЖ"10) составляет всего 30 мин, затем раствор мутнеет и из него выпадает гелеобразный осадок. Такие растворы применять в суспензии технологически нецелесообразно.

Введение в суспенэию 15Х-ного водного нейтрализованного раствора

АИСР с рН 2-6 способствует диспер" гированию и стабилизации пузырьков газа (иены), которые образуются в

56803 суспензин при введении. поверхностноактивного вещества. Введенный

15Х-ный водный нефтралиэованный раствор АИСР адсорбируется на нестойких пленках, покрывающих пузырьки газа (пены), тем самым стабилизируя и упрочняя их

При нанесении покрытия за счет диспергированных пузырьков образует1О ся микропористая структура формы, обеспечивающая повышенную пористость оболочки при формировании покрытия на модельном блоке. Это при прока" ливании обеспечивает повышенную газо1 проницаемость форм. Уменьшение концентрации AMCP в растворе неэффективно, а увеличение его ведет к коагуляции суспензии.

В суспенэин следует использовать

1О 15Х-ный водный нейтрализованный раствор АИСР с оптимальным рН 2-6.

Снижение рН менее 2 и повышение более 5 ведет к помутнению раствора

АИСР и к выпадению хлопьевидного осадка геля кремневой кислоты в растворе. Такие растворы являются технологически непригодными к использованию.

Содершание в суспензии 153-ного

ЗО водного нейтрализованного раствора

АИСР менее.- 1,g мас.7. неэффективно, а более 2,5 мас.7 .экономически нецелесообразно. Так как гаэопроницаемость .керамических оболочек стабилизируется, процент дефектов отливок по поверхностным раковинам не уменьшается.

Оптыкальное содерхание 15 -ного водного нейтрализованного раствора

ANCP с рН 2-6 находится в пределах

1,9-2,5 мас.X.

Пример. АМСР (ТУ 6-02-700-76) имеет рН 10. Использование

АИСР в исходном состоянии для введения в суспензию технологически нецелесообразно, так как из-за высокой щелочности продукта огнеупорная суспензия обладает низкой иивучестью. Поэтому, прешде у чем применить его по назначению, нейтрализуют до рН 2-6. Нейтрализацию АИСР производят следующим образом. Вначале готовят водный раствор АИСР.. Для приготовления одного литра 15Х-ного водного раствора отмеряют 1,50 мл АИСР, разбавляют водой в количестве 300 мл, а затем нейтрализуют соляной кислотой, раэ.

3 11 бавленной водой в соотношении 1:4, в данном случае до рН 3. Керамические формы для определения процента отливок с дефектами по газовым поверхностным раковинам и образцы для испытания на газопроницаемость и и прочность изготавливаются иэ суспензии, приготовленной совмещенным способом.

Готовый 15Х-ный водный нейтрализованный раствор АМСР вводят в процессе приготовления суспенэии для второго и последующих слоев. При этом количество воды, вводимой с

15Х-ным водньм .нейтрализованным раствором АМСР, учитывают в количестве воды, необходимой для приготовления состава предлагаемой суспензии.. В качестве поверхностно-активного вещества используют метаупон (препарат ГДР). Готовят четырехслойные формы и образцы. Наполнителем суспензии служит пылевидный кварц, обсыпочным материалом вЂ” кварцевый песок марки 1К02 и !К0315.

Вязкость суспензии по ВЗ-4 для первого слоя 70-75 с, для последующих вЂ” 30-35 с.

Сушку каждого слоя осущестьляют в камере сушки в течение 2,5-3,0 ч при 26-27 С и относительной влажности 45-50Х. Модельный состав выплавляют в горячей водной среде при

97-98 С. Готовые формы прокаливают при 900-950 С в течение 8 ч, а затем заливают сталью 50Л при 1630 С.

Для сравнения параллельно готовят формы и образцы по тем же режимам и известному составу.

В табл. 1 приведены варианты суспензий; в табл. 2 вЂ” физико-механические свойства керамической оболочки и качество отливок.

При сравнении физико-механических свойств керамической оболочки с

56803 использованием известного и предлагаемого составов суспензии (табл. 2) можно сделать вывод, что формы, со" держащие в составе 15Х-ный водный нейтрализованный раствор АМСР менее

1,9 мас.X имеют гаэопроницаемость при 950 С на уровне известного состава. Дефекты отливок по rasosbw поверхностным раковинам, иэготовлен10 ных из известного и предлагаемого составов суспенэий, находятся на одном уровне.

Формы, изготовленные из предлагаемой суспенэии, содержащей 15Х-ный водный нейтрализованный раствор

ANCP в пределах 1,0-2,5 мас.Х, имеют гаэопроницаемость в 2-2,5 раза выше в сравнении с известными.

Дефекты отливок по газовым поверх" ностным раковинам. изготовленных из состава предлагаемой суспензии, сокращаются в 3-4 раза в сравнении с известным составом суспенэии.

При дальнейшем увеличении весо25 вого процента 15Х-ного водного.нейтрализованного раствора АМСР гавопроницаемость стабилизируется, процент дефектов по газовым поверхностным раковинам не сокращается.

Предлагаемый состав суспензии используется для нанесения второго и последующих слоев огнеупорного покрытия на модельные блоки.

Использование предлагаемого состава суспензий для изготовления огнеупорных керамических форм по выплавляемым моделям позволит снизить дефекты отливок по газовым поверхностным раковинам в 3-4 раза эа счет повышения газопроницаемости керамических форм в 2-2,5 раза, что даст экономический эффект 3036 руб. на 1 т годного литья.! 156803

Таблица 1.

1 (иэвестный) 9,0

21,5 0,1 0,25 1,0

Остальное

6 1 22 7 0 09 0 5 0 3

6 1 22,7 0,09 0 5 0 3

8,9 19 1 0,09 0 55 0 35

1,6

1,9

2,2

5,5

2,8