Суспензия для изготовления оболочковых форм по выплавляемым моделям Советский патент 1983 года по МПК B22C1/16 

Изобретение относится к отрасли литейного производства, в. частности к изготовлению форм по выплавляемым моделям. Известна суспензия для изготовления оболочковых форм по выплавля емБПи моделям, в которой в качестве связующего содержится алюмохромофосфатная связка Однако изготовленные из нее фор мы для получения отливок большого веса (ВЕлие 2 кг ) деформируются под воздействием собственного веса при выплавке из нее модельного составаИзвестна суспензия, используема 1 также для изготовления оболочковых форм, на алюмохромофосфатном связу ющем в сочетании с кремнезолем С2 Хотя формы, изготовленные из этой суспензии, имеют высокие проч ностные характеристики и сушка их сокращена, однако из-за достаточно высокогб коэффициента термического расширения имеет недостаточну термостойкость. Наиболее близкой к предлагаемом .изобретению по техническому сущест и достигаемому результату является суспензия З, содержащая, мас,%: Жидкое стекло Кислота серная Алюмохромофосфатная связка Огнеупорный наполнитель на основе окиси Остальное кремнезема Эта суспензия обладает недостат ной термостойкостью, а изготовленн из вее оболочки имеют в горячем состоянии (, при температурах прокал низкую прочность- и деформируются в процессе выплавки моделей; Цель изобретения. - повышение пр ности формы при прокалке и снижение за счет этого температуры последней на 100-150°С, а также улучшения смачиваемости моделей. Цель достигается тем, что суспензия для изготовления оболочковых форм по выплавляемым моделям, включающая огнеупорный наполнитель на основе окиси кремнезема, алюмохромофосфатное связующее, жидкое стекло, воду, серную кислоту, дополнительно содержит высокоглиноземистый цемент и поверхностноанионактивное вещество при следующем соотношении ингредиентов, Mac 1,8-3,0 Жидкое стекло 16-20 1,7-3,0 Серная кислота Ллюмохромофосфатное с вязуюВысокоглиноземистый цемент Поверхностиоанионактивное0,01-0,1 вещество Огнеупорный наполнитель на основе окиси Остальное кремнезема Жидкое стекло в составе суспензии способствует образованию пространственной структуры. Высокоглиноземистый цемент, являясь тонкодисперсным материалом, выполняет роль минерализатора, т.е. его частицы служат центрами конденсации кристаллогидратов, которые рбразуются при полимеризации связующего. В связи с тем, что процессы . гидратации цемента при указанных ус-ловиях находятся в начальной .стадии, поверхность частичек цемента обладает высокой энергетической активностью. Эта частичка цемента стремится компенсировать заряд за счет взаимодействия с другой частичкой противоположного знака, в -результате чего образуется уплотненная структура с так называемыми стесненными условиями. Алюмохромофосфатная связка в высушенном при 28-30°С керамическом . покрцтии находится в застеклованном состоянии, а при темпера турах 100300°С - в высокоэластичном, что объясняется нарушением межмолекулярного взаимодействия звеньев вследствие теплового воздействия. Поэтому для предотвращения деформации керамического покрытия под воздействием собственного веса во время выплавки модельного состава, а также во -время обжига оболочковой формы в горячем состоянии (температура прокалки ) оказывает влияние высокоглиноземистый цемент в сочетании с жидким стеклом. Поверхностно-анионактивное вещество (ПАВ) в суспензии введено для улучшения смачиваемости моделей суспензией предлагаемого состава. Суспензия изготавливается следующим образом, В мешалку заливается 2/3 количества воды, все количество кислоты (,серная кислота пл. 1,75-1,86 и засыпается 1/2 количества пылевидного огнеупорного наполнителя. Перемешивание шликера продолжается 20-25 мин. После этого в шликер тонкой струей вливается жидкое стекло плотностью 1,4-1,45 г/см. По ходу разжижения шликера в мешалку засыпают порциями оставшееся количество огнеупорного наполнителя. После того, как все жидкое стекло и огнеупорный наполнитель будут введены в мешалку, перемешивание необходимо продолжать

еще 10-15 мин. Затем в мешалку вводят последовательно высокоглиноземистый цемент, через 10 мин алюмохромофосфатную связку пл,. 1,51,65 г/см и поверхностно-анионактивное вещество. Продолжительность приготовления суспензии не превышает 60 мин.

В табл. 1 приведен состав суспензий.

В табл. 2 приведены свойства суспензий. ,

Состав № 1 согласно источнику Сзсостав 2 согласно источнику Гз и предлагаемые cocTaeta № 3-5.

При содержании в составе суспенэии жидкого стекла и высокоглиноземистогр цемента менее 1,8 и 2 мас.% соответственно не дает положительного эффекта.

Наблюдается смыв поверхности лицевого слоя. При их же введении более 3 и 5 мае. % уменьшается живучесть суспензии, увеличивается ее коагуляционная способность.

Предлагаемая суспензия постоянна во времени, живучесть ее не менее 4 сут, условная вязкость по ВЗ-4 составляет 40 с.

Как следует из табл. 2, совместное содержание высокоглиноземистого цемента совместно с жидким стеклом и алюмохромофосфатной связкой повышает прочность в горячем состоянии при 750°С с 1,3 и 2,0 МПа до 3,0 и 4,6; при 850°С - с 0,7 и 1,9 до 4,9 и 6,0 МПа; .при 950°С - с 1,7 и 3,5

0 до 8,0 и 11,0.

Следовательно, становится возможным снизить температуру прокаливания форм на 100-150°С и заливать Металл в форму без опорного наполнителя, как минимального развеса

5 (172 г), так и максимального (4 кг). Класс точности отливок составляет 4-5, шероховатость поверхности pt- ; ливOK находится в пределах 28-10 RZ и от 2,5 до 1,6 Ra.

0

Реализация изобретения позволяет снизить энергетические затраты за счет снижения температуры прокалки формы на 100-150°С, получать формы, которые при .выплавке модельно5го состава не деформируются.

Таблица 1

СУСПЕНЗИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ по ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ, включающая огнеупорный напол- нитель на основе окиси кремнезема, алюмохромофосфатное связунвдее, жидкое стекло, водуJ. серную кислоту. отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности формы при прокалке и сни сения за. счет это-, го температуры пос тедней на 100150 с, а также улучшения смачиваемости моделей, суспензия дополнительно содержит высокоглиноземис-илй цемент и поверхностно-анионактивное вещество при следующем соотношении ингредиентов, мае. %: Жидкое стекло 1,8-3,0 Вода 16-20 Серная кислота 1,7-,0 Ллюмохромофосфатное связующее10-14 Высокоглиноземистый цемент 2-5 Поверхностноактивное ве0,01-0,10 щество Огнеупорный наполнитель на оснрве окиси кремОстальное незема

11,3 16,5 Зода.(растворитель) Серная кислота . (плотность 1840 кг/м) 2 Жидкое стекло (М 2,8-3, плотность 1420 КГ/мЗ) Алюмохромофосфатная связка (плотность 1550 кг/мЗ)12 Высокоглиноземистый цемент Пылевидный кварц (Великодворский) 66 69,5 69,5 ПАВ (контакт Петрова) Кремнезоль12 Этиловый спирт 8 2,3 2,5 9,3 2,8 7,5 12,0 0,01 0,05 16,5 16,5 16,5 16,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,0 3,0 1/В 3,0 12,0 10,0 10,0 14,0 3,15 62,95 67,15 61,05 0,05 0,05 0,05 0,05

50 60 65 60 1,6

1,5 1,4 1,2 7,0

5,7 6,8 7,2 Таблица2

70 62

55

1,7 1,4 1,6

6,5 6,6 7,3