Смесь для изготовления литейных керамических стержней

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз .Совегскнз

Соцнаинсгнческнк

Ресиубинк

< >944225 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19. 10. 79 (21) 2869152/22-02 (И) М. Кп. с присоединением заявки N

В 22 С 1/16, В 22 С 9/10

Государственный комитет

СС Р ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 621.743 .42:621.74 ° 045 (088.8) Опубликовано23. 07. 82,Бюллетень М9 27

Дата опубликования описания 23.07-.82 (72) Авторы изобретения

В.В.Плотников, В.М.Гришин, Н.Е.Дудов и И.Л.Рева (71) Заявитель (54) СМЕС1 ДЛН ИВГОТОВЛЕНИН ЛИТЕЙНЫХ

КЕРАМИЧЕСКИХ СТЕРЖНЕЙ

3-7

Изобретение относится к литейному производству, преимущественно для изготовления литейных стержней, обрабатываемых растворами фосфорной кислоты и используемых для получения отливок в керамических формах по выплавляемым моделям.

Известна смесь, содержащая 0,11,5 вес.% гидроокиси алюминия и снликаты натрия в качестве связующего.

Указанное количество гидроокиси алюминия дается для повышения температуры плавления связующего 1).

Однако такая смесь требует высокотемпературной обработки при 800 1000 С для обеспечения прочности, при этом наблюдается брак но трещинам и короблению,что недопустимо особенно при изготовлении тонких протяженных стержней. Необоженные стержни из такой смеси после пропитки растворами фосфорной кислоты (которая используется для упрочнения) и сушки под воздействием влаги разупрочняются °

Известна также смесь, содержащая в качестве тормостойкого связующего гидрализованный этилсиликат, огнеупорные наполнители и отвердители (.2).

Однако стержни из такой смеси после пропитки растворами фосфорной кислоты и сушки так же разупрочняются под воздействием влаги.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является смесь, содержащая, вес.Ъ:

10 Этилсиликат

18-20

Гелепобудитель 0,6-1,0

Натриевую се- литру

Дистен-силлимант 28-40

Циркон Остальное

Натриевая селитра используется в смеси для повышения прочности после прокалки (3).

Известная смесь рекомендуется для получения отлИвок иэ алюминиевых . сплавов, а при изготовлении стальных отливок возможен пригар смест1 °

Стержни иэ такой смеси, пропитанные растворами фосфОрной кислоты и высушенные, также раэупрочняются под воздействием влаги, ибо продукты взаимодействия фосфорной кислоты и селитры растворимы в воде.

944725

Ингредиенты

Гидролизованный этилсиликат

1 1 1

Отвердитель

1 1

Гидроокись алюминия

Огнеупорный наполнитель

80 78 76 72 68 64

Таблица 2

Состав из вестной смеси с

4 вес.% натриевой, селитры

Показатели свойств смесей

Свойства

2 3 4 . 5

Предел прочности на изгиб после" сушки при 300 С

60 85 88,5 88,7 86,3 75,4 69,6

Предел прочности на изгиб после сушки при 300 С и кипячения

53 52

10,2 24,2 49 55

Предел прочности смеси на изгиб без пропитки

12,4 12,0 12,0 12,4 12,4 12,4 12,0

Предел прочности смеси на изгиб в прокаленном и охлажденном состояниях

128 135 143 124 85,5 77,5 98

Целью изобретения является сниже-. ние раэупрочнения высушенной смеси при действии на нее воды.

Поставленная цель достигается тем, что смесь, включающая гидролизо-с .ванный этилсиликат, ртвердитель, огнеупорный наполнитель и минеральную добавку,. в качестве минеральной добавки содержит гидроокись алюминия при следующем соотношении ингредиентов, вес.%:

Гидролизованный этилсиликат - 18-20

Отвердитель 0,6-1

Гидроокись алюминия 4-12

Огнеупорный наполнитель Остальное для получения керамических смесей используется гидролизованный этилсиликат на органическом растворителе с условным содержанием окиси кремния 23 вес.%. В качестве отвердителя применяется 15%-ный водный раствор едкого натра возможно использование для огеливания также водного раствора триэтаноламина

40-45%-ной концентрации или других жидких отвердителей щелочного характера. Огнеупорный наполнитель состоит из микропорошков электрокорунда И5, М40 и шлифзерна электрокорун(О да В 20 (зернистость по ГОСТ

3647-71) при их соотношении соответственно 20:50:30 °

Для испытания смесей берут оптимальные количества гидролизованного

15 этилсиликата (19 вес.%), отвердителя (1 вес.%), гидроокиси алюминия

М (ОН)5 в пределах 4-12 вес.% и огнеупорный наполнитель в количестве до 100 вес.%.

Составы смесей и их свойства приведаны в табл. 1 и 2.

Таблица

СоДеРжание, вес.%

2 3 4 5 6

19 19 19 19 19

2 4 8 12 16

944725

BHHHHH Заказ 5210/11

Тираж 852 Подписное

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

Для испытания смесей изготавливаются стандартные образцы размерами 40-20 ° 5 мм.

При изготовлении образцов .цля заполнения оснастки применяют прессование по принятому техпроцессу изготовления стержней. Затвердевшие образцы в течение 1-2 мин поджигают для удаления легколетучих продуктов гидролиза этилсиликата, остывшие образцы пропитывают до на- 0 сыщения в 50%-ном спиртовом растворе ортофосфорной кислоты. Пропитывание позволяет после сушки (290-310 С) в течение 1 ч сильно упрочнить . смесь, что необходимо для эксплуата- 15 ции тонких стержней. Для определения стойкости смесей к воде применяют их кипячение в течение 30 мин после сушки 300 С вЂ” 1 час. Такое испытание соответствует реальному режиму эксплуатации литейных стержней при изготовлении огнеупорных оболочек со стержнями по способу литья по выплавляемым моделям (процесс выплавления модельных масс из оболочек в кипящей воде). Испытание смесей проводится на изгиб, ибо для стержней этот вид испытаний является общепринятым.

Данные испытания показывают, что при отсутствии в составе гидроокиси алюминия (состав 1) и обработке в горячей воде происходит полное разупрочнение смеси, достигаемое пропиткой и сушкой. Полное раэупрочнение наблюдается и в известной смеси.

Разупрочнение объясняется тем, что .при сушке пропитанной смеси происходит отщепление молекул воды от кислоты НЗРО4 Н4Р О7 (с

215» упрочнением); при воздействии воды на сухую смесь происходит обратный 4О переход с ликвидацией достигнутого упрочняющего эффеКта. В известной пропитанной смеси при сушке происходит реакция взаимодействия фосфорной кислоты с селитрой с образо- 45 ванием фосфатов натрия, которые при воздействии воды растворяются в ней и снимают достигаемый упрочняющий эффект. При добавлении в смесь гидроокиси аЛюминия при нагреве про- 50 исходит взаимодействие кислоты с гидроокисью с образованием стойких в воде фосфатов алюминия. В этом случае фосфаты алюминия являются упрочнителем смеси. При содержании в составе смеси гидроокиси алюминия менее 4 вес.Ъ остаток упрочняющего эффекта после воздействия на смесь воды мал, ввиду связывания незначительного количества фосфорной кислоты в фосфаты алюминия. Использование в составе смеси гидроокиси алюминия более 12 вес.% нецелесообразно, так как дальнейшего снижения разупрочнения не наблюдается, сверх этого количества гидроокись алюминия является балластом в смеси, при прокалке оболочек превращается в обычную окись алюминия.

Газопроницаемость стержневых смесей, указанных в табл.1, составляет 14-17 ед. Высушенные стержни устанавливаются по знакам в прессформы, которые заполняют с помощью прессования модельным составом. На готовые модели со стержнями наносят огнеупорное покрытие в 10 слоев по технологии литья по выплавляемым моделям.

После нанесения. покрытия модельный состав из оболочек вытапливают в кипящей воде, затем оболочки прокалывают и заливают в вакууме сплавом ВХ4Л.

Реализация смеси по изобретению позволяет получать после сушки прочные тонкие протяженные керамические стержни (толщиной 4-6 мм), способные противостоять воздействию воды при выплавке модельйых масс и крупногабаритные отливки с тонкими каналами, кроме того, снижается поломка стержней и знаков, отпадает необходимость предварительной высокотемпературной прокалки стержней.

Формула изобретения

Смесь для изготовления литейных керамических стержней, включающая гидролизованный этилсиликат, отвердитель, минеральную добавку и огнеупорный наполнитель, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью снижения разупрочнения высушенных стержней, предварительно пропитанных перед сушкой ортофосфорной кислотой, в качестве минеральной добавки содержит гидроокись алюминия при следующем соотношении ингредиентов вес.Фг

Гидролизованный этилсиликат 18,0-20,0

Отвердитель 0;6-1,0

Гидроокись алюминия 4,0-12,0

Огнеупорный наполнитель Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .

1. Акцептованная заявка Японии

9 4732169, кл. 11 А 21, 1972.

2. Иванов В.М. и Зарецкая Г.М.

Литье в керамические формы по.постоянным моделям. 1975, с. 58, табл.12.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 535131, кл. В 22 С 1/12, 1975.