Смесь для изготовления форм по выплавляемым моделям

 

Изобретение относится к смесям для изготовления форм по выплавляемым моделям при литье деталей из благородных металлов и сплавов. Цель изобретения - повышение прочности смеси после ее термообработки и упрощение процесса формообразования за счет ее высокой текучести. Это достигается тем, что гипсово-кварцевая смесь дополнительно содержит термообработанный гидрогранат кальция при следующем соотношении компонентов, мас.%: тонкомолотый кварцевый песок (β-кварц, β-кристобалит) 42,0-55,3

полуводный гипс 14-32, фтористый кальций 0,5-1,0, термообработанный гидрогранат кальция 0,2-5,0

вода 20-30. Гидрогранат кальция после термообработки представляет собой материал, состоящий из 75-80% 12 CAO .7AL 2O 3

15-16% CAO

3-5% 2CAO .SIO 2 и 1-3% SIO 2. При нагревании смеси происходит твердофазное спекание этих составляющих и упрочнение формы до 2,05-2,50 МПа при сжатии. Смесь обладает хорошей текучестью и малой осыпаемостью до 0,05-0,07%. 2 табл.

СОЮЗ СОВН Ених

СОЦИАЛИСТИЧЕСИ ИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4284388/31-02 (22) 15.07,88 (46) 30.09.90. Бюл. №.36 (71) Ленинградский технологический институт им. Ленсовета (72) В.В, Андреев, С.Г. Семикова и Е.А. Куновская (53) 621.744.4:621.74.045(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 761434, кл. С 04 В 7/35, 1978, Авторское свидетельство СССР

¹ 1181200, кл. В 22 С 1/06, 1973.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1064950, кл. А 61 К 6/02, 1982. (54) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОРМ

ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ (57) Изобретение относится к смесям для изготовления форм по выплавляемым моделям при литье деталей из благородных металлов и сплавов. Цель изобретения— повышение прочности смеси после ее терИзобретение относится к литейному производству, в частности к смесям для изготовления форм по выплавляемым моделям при литье деталей из благородных металлов и сплавов.

Цель изобретения — повышение прочности смеси после ее термообработки и упрощение процесса формообразования за счет ее высокой текучести.

Сущность изобретения состоит в том, что гипсово-кварцевая смесь дополнительно содержит термообработанный гидрогранат кальция, При термообработке гидрогранатов кальция в интервале 500 — 600 С по данным физико-химических исследований (петрография, рентгенофазовый анализ. химический анализ, ИК-спектроскопия) про„„Я „„1595520 А1

<я)ю А 61 К 6/02, С 04 S 7/14, В 22 С 9/04 мообработки и упрощение процесса формообразования за счет ее высокой текучести.

Это достигается тем, что гипсово-кварцевая смесь дополнительно содержит термообработанный гидрогранат кальция при следующем соотношении компонентов, мас.%: тонкомолотый кварцевый песок (р -кварц, Р -кристобалит) 42,0-55,3; полуводный гипс

14-32; фтористый кальций 0,5-1,0; термообработанный гидрогранат кальция 0,2-5,0; вода 20-30. Гидрогранат кальция после термообработки представляет собой материал, состоящий из 75 — 80% 12СаО

7А!гОз: 15-16 СаО; 3-5% 2СаО. SiOz u

1-3 SiOz. При нагревании смеси происходит твердофазное спекание этих составляющих и упрочнение формы до 2,05-2,50 МПа при сжатии. Смесь обладает хорошей текучестью и малой осыпаемостью до 0.05-0,07%.

2 табл, дукты разложения главным образом следующие, %: 12 СаО 7AlzOg 75-80, тонкодисперсный оксид кальция с размером зерен

1 — 2 мкм 15-16, 2СаО SiOz 3-5: SiOz 1-3.

При затворении формовочной смеси водой полуводный гипс взаимодействует с

12 СаО 7А!гОз с образованием зттрингита по реакции

12Ca0 7А! гОз+ 12CaS04 0,5НгО+ 127НгО

- 4(ЗСа0 . А гОз CaS04 31НгО)

Кроме того, происходит гидратация оксида кальция и 2СаО SiOz по реакциям

СаО+ НгО - Са(ОН)г

2СаО Я Ог+ HzO 2CaO Я Ог НгО

Образование гидроксида кальция и зттрингита идет со значительным увеличением объема (увеличивается расширение при

1595520 твердении формовочных масс), кроме того, образующиеся игольчатые кристаллы эттрингита. армируют твердеющий гипсовый камень, что приводит к повышению прочности формы при твердении. Введение термообработанного гидрограната кальция в состав формовочной смеси в количестве более 5 мас, приводит к образованию больLUoIo количества эттрингита, что вызывает возникновение значительных внутренних напряжений и, как следствие, падение прочности затвердевшего камня, Введение в состав формовочной смеси продуктов термообработки при 500 — 600 C гидрограната.кальция позволяет повысить прочность форм после термообработки за счет наличия в них активных тонкодисперсных гидроксидов кальция и диоксида кремния, которые при нагревании взаимодействуют между собой и с2СаО . SiOz с образованием низкоосновных силикатов кальция типа воластонита, т.е, происходит упрочнение формы за счет твердофазного (керамического) спекания.

Пример. Исходными компонентами для изготовления формовочной смеси являлись Р-кристобалит, полученный из кварца термообработкой при 1370 С, содержание основной фазы (по данным петрографии) — 98 /, и кварцевый песок (ф-кварц); полуводный гипс марки Г6БШ; гидрогранат кальция, соответствующий формуле

ЗСаО. AlzOa 0,27SiOz 5,46Н20 Пикалевского глиноземного комбината, термообработанный при 600 С в течение 4 — 6 ч, фазовый состав (no данным петрографии и

РФА); мас. : 12СаО 7АЬОз 75 — 80: Са0 1516; 2СаО Si02 3 — 5; SiOz 1-3. Все указанные компоненты измельчали до тонкости помола, характеризуемой остатком на сети N 008— 15 /, а кварцевый песок измельчался до тонкости помола, характеризуемой остатком на сети N 006 — 15 .

Изготовление литейных форм проводили в два этапа. На первом этапе смешивали сухие компоненты смеси в мельнице в течение 15 — 30 мин для их равномерного распределения.

0,2 — 5,0

20,0-30,0

Составы формовочных смесей приведены в табл. 1, На втором этапе, собственно изготовление форм, затворяли сухие компоненты

5 водой. Изготовление образцов производили заливкой приготовленной массы в формы.

Живучесть, предел прочности через 2 ч твердения на воздухе и расширение при

10 твердении определяли по ГОСТ 23789-79.

Текучесть оценивалась по растеканию теста на вискозиметре Суттарда (ГОСТ 23789-79).

Линейное расширение при нагревании и предел прочности после термообработки

15 (700 С) определяют по TY 64-2-200-78.

Основные физико-механические свойства смесей приведены в табл. 2, Формовочные смеси обладают хорошей текучестью, высокой прочностью после за20 твердевания на воздухе и после термообработки, Компенсационное расширение смеси 1,2-1,5, осыпаемость 0,05 — 0,07 /.

Все перечисленные свойства формовочных смесей и форм на их основе позволяют от25 ливать точные детали из благородных материалов и сплавов, Формула изобретения

Смесь для изготовления форм по выплавляемыM моделям, включающая пол30 уводный гипс, тонкомолотый кварцевый песок (модификации (P -кварц и j3 -кристобалит), фтористый кальций, воду и добавки, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности смеси после ее тер-.

35 мообработки и упрощения процесса формообразования за счет ее высокой текучести, смесь в качестве добавки содержит термообработанный гидрогранат при следующем соотношении компонентов, мас. :

40 Тонкомолотый кварцевый песок (модификации (P-кварц иР-кристобалит) 42,0-55,3

Полуводный гипс 14.0 — 32,0

45 Фтористый кальций 0,5- 1,0

Термообработанный гидрогранат кальция

Вода

Таблица 1

Таблица 2

Составитель В. Иванов

Редактор T. Лазоренко Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор О, Кравцова

Заказ 2870 Тираж 538 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент". r. Ужгород, ул,Гагарина. 101