Раствор для обработки керамических литейных форм

 

Е . СЮ 1я-т

ЯМ,Т„.:, (11) 663473

Еоюэ С©ветскмн

Соцмалмстммескм

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ (61) Дополнительное к авт. евид-ву (92) Заавлево 22.03.77 (21) 2465393/22-02 с присоединением эаавки №вЂ” (23) Приоритет (о1) М. Ka..

В 22 С 3/00

Гооудоротоонный номнтот ссср оо делам изооротоннй н открытий

Опубликовано 25.05,79. Бюллетень №19

Дата опубликовании описания 25.05 79 (53) УДК

621.74.045: 621. .744.79 (088.8) (72) Авторы иэобретениа

Е. H. Евстифеев и Ю. С. Синюшин (71) Зааввтель

Ростовский- на- Дону научно- исследовательский институт технологии машиностроения (54) РАСТВОР ДЛЯ ОБРАЬОТК14 КЕРАМИЧЕСКИХ ЛИТ1 И11ЫХ

ФОРЫ

Изобретение относится к литейному производству, в частности к изготовлению многослойных оболочковых форм, и может использоваться в . производстве литья по выплавляемым моделям, В производстве литья по выплавляемым моделям широко применяют водные растворы хлоридов щелочно-земельных металлов и алюминия

При прокаливании керамических форм происходит взаимодействие гидрозоля SiO с окислами кальция и алюминия, образующимися при разложении соответствую гцих гидро о к и сей — реакции (I) и (11), что приводит к полному разрушейию жидкого стекла.

Это является причиной того, что оболочковые формы, обработанные растворами хлоридов кальция и алюминия, имеет небольшую прочность после прокаливання. для химической обработки керамических литенных форм на жидкостекольном связующем (1), Формы обрабатывают для отверждения и сушки послойно или после нанесения всех слоев.

При обработке жидкостекольного покрытия хлориды щелочно-земельн;, õ металлов и алюминия вступают в химическое взаимодействие с жидким стеклом, части пю разрушая его

Наиболее близким к изобретению но технической сущности и достигаемому результату является раствор 12) для обработки керамических форм следующего состава, вес.;и.

Гидроксихлорнды алюминия типа А1, (ОН),П 14 19

Вода Остальное

Однако из-за высокой гилроскопичности раствора керамические формы долгое время. остаются влажными. Это значительно увеличивает

663473

ЗО

Таблица 1

Гидр оксихлориды алюминия

24-19

18

90

82

Вода

81 — 86 время .сушки обработанного жидкостекольного слоя, что замедляет процесс изготовления оболочковых форм.

Кроме того, раствор обладает пониженной скоростью проникновения в поры сухих оболочек из-за недостаточного смачивания последних, ухудшая пропитку многослойных форм.

Целью изобретения является ускорение процесса изготовления оболочковых форм и повышение их прочности после прокаливания. 10

Это достигается тем, что раствор для обработки оболочковых форм на жидкостекольном связующем, включающий отвердитель и воду, в качестве отвердителя содержит глицин при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Глицин 10 — 18

Вода 82-90

Глицин представляет собой внутреннюю соль (биполярный ион) ГОСТ 5860 — 51. NHq-GHq-ÑÎÎ, Подобно другим соединениям со смещенными 20 функциями глицин проявляет свойства и кислот и аминов. Биполярный ион глицина в кислой среде ведет себя как катион, так как подавляется диссоциация карбоксильной группы, в гцелочной среде — как анион 25

CH — C00 —, М11; ГЯ; СОО

В процессе обработки раствором глицина керамической формы, изготовленной с применением жидкостекольного связующего, твердение оболочки завершается эа 15 — 30 с без разрушения жидкого стекла. Механизм твердения (сушки) можно объяснить следующим образом.

При введении глицина в.золь жидкого стекла, частицы которого заряжены отрицательно

j(SIO 1 п Si0 Л(л-х)Яа } Ях Фа+ происходит снижение электрокинетического потенциала, вследствие чего устойчивость жидкого стекла нарушается и частицы лиофобного золя коагулируют в твердый, плотный гель.

Снижение злектрокинетического потенциала, обусловленного сжатием диффузионного слоя под влиянием электростатического взаимодействия биполярных ионов+NHg-GÍ вЂ” СОО вызывает переход мицеля жидкого стекла в изоэлектрическое состояние с полной потерей агрегативной устойчивости.

Таким образом, во время сушки в обработанной оболочке происходит коагуляция коллоидной жидкостекольной системы по схеме:золь» эстудень+гель, а также перенос растворителя из глубинных слоев на поверхность, испарение его с поверхности. В необработанной оболочке во время сушки процесс золь гель протекает в сотни раз медленее.

И табл. 1 приведены примеры составов предлагаемого раствора; в табл. 2 — их физико-механические и технологические свойства.

663473

Таблица 2

Время сушки одного жидкостекол ьного слоя (час) 3

l,S

О,?5 0,5

Время изготовления оболочковой формы, (час) 13 85

6,25 5,5

Предел прочности при статическом изгибе после прокаливания, кг/cM

8 — 10

20 46

57 60

Составитель В. Муравьева

Техред Л. Алферова Корректор Н. Стсц

Редактор Т. Фадеева

Тираж 944 Подписное

11НИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

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

Заказ 2850/8

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

При содержании в растворе. менее, 10 вес.% глицина коагуляция жидкого стекла проходит медленно и не полностью, поэтому время суш- ки оболочковых форм сокращается незначительно, эффект упрочнения форм после прокаливания из-за небольшого количества образовавшегося кремногеля также незначителен.

Верхний предел содержания глицина в растворе обусловлен допредельной его растворимостью в воде. При содержании глицина свыше 18 вес.% у раствора появляется метастабильная область и вероятность спонтанной кристаллизации глицина возрастает.

Пример. На модельный блок наносят слой обочки на этилсиликатном связующем, сушат его в течение 4 час на воздухе. Затем на этилсиликатную оболочку наносят первый жидкостекольный слой, выдерживают его на воздухе в течение 15 мин для закрепления

40 песка в связующем, после чего оболочку про питывают, погружая на 1 мин в предлагаемый раствор, содержащий 15 вес.% глицина и

85 вес.% воды, и сушат в течение 1 час на воздухе.

Аналогичным образом наносят, сушат и пропитывают второй и третий жидкостекольные слои. После этого оболочковую форму погружают в горячую воду и выдерживают до расплавления модельного состава, который всплывает на поверхность воды.

Использование предлагаемого раствора обеспечивает повышение производительности процесса изготовления отливок за счет сокращения времени сушки оболочек более чем в 2 раза, а также повышение прочности оболочковых форм после прокаливания более чем в 5 раэ.

Формула изобретения

Раствор для обработки керамическихлитейных форм, включающий отвердитель и воду, отличающийся тем, что, с целью увеличения прочности форм после прокаливания и ускорения процесса их изготовления, в качестве отвердителя он содержит глицин при следующем соотношении ингредиентов, вес.%:

Глицин 10-18

Вода 82-90

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 489580, кл. В 22 С 9/04, 03.06.74.

2. Авторское свидетельство СССР N 240952, кл. В 22 C 9/04, 06.02.68.