Состав для упрочнения керамических стержней и форм Советский патент 1986 года по МПК B22C3/00 

to

Од

00

ю Изобретение относится к jTHTennoMy произродству, в частности к составам для упрочнения керамических стерж(ей и форм, получаемых по постоянной оснастке для изготовления крупногабаритных отливок и отливок со сложным профилем. Цель изобретения - повьш1ение проч ности стержней и форм при 1500 1600°С и их термостойкости. Стержни пропитывают составом, при готовленным из смеси лака КО-815, разбавленного ксилолом, до вязкости 10,5 с и порошка алюминия. На 550 мп раствора лака берут 100 г порошка алюминия. Полученную смесь тщательн размешивают и отстаивают п течение 5 мин для оседания крупных фракций порошка. Отстоявшуюся суспензию сли вают и замеряют ее плотность, которая должна быть равной 1,04-1,06 г/см В такой суспензии размер частиц алю миния составляет 0,5-5 мкм. При бол ших размерах частиц происходит шелуиш ние пропитанньос суспензий стержней после.их прокаливания, (табл. 1). Стержни, смеси на основе электро рунда пропитывают в составах (табл. 2), а затем в вертикальном положении сушат на воздухе не менее 1 ч. прокаливают в коробах без засыпки при в течение 4-5 ч. Охлаждение стержни используют при изготовлении выплавляем)ГК моделей и керамических форм. При пропитывании стержней диспер ньп1 алюминиевый порошок проникает в лоры керамики и частично покрывает поверхность стержня . При термообработке алюминий окисления переходит активный оксид алюминия, вступаю1дий в реакционное спекание с компонента ми керамического стержня. Это повьш1ает прочность керамики холодном и нагретом сост(зянии и увеличивает термостойкость стержней. Параметры пропитанной стержней иВеличина брака отливок, полученных с их использованием, приведены в табл. 3. Если содержание дисперсного алюминия ниже 3 мае. %, то несмотря на ее высокую проникаюп(ую способность эффект упрочнения керамики щэи однократной пропитке мал (прочность при от пропитки суспензией с 1% порошка алюминия возрастает всего на 10-15%). 7I При содержании в пропитываюп(ем составе 32J дисперсного алюминия г)та величина составляет 35-30%, возрастает термостойкость стержня, что уже позволяет снизить брак по дефек-там стержней в 1,5-2 раза. Если содержание алюминия превышает 20%, например 25 мае. %, вязкость суспензии становится слишком высокой, что приводит к подтекам и неоднородности толщи)1ы пленки на поверхности стержней, к отслоению и растрескиванию покрытия, что не дает эффекта упрочнения керамики. Для пропитки керамики с целью ее упрочнения используют суспензию с 3-20 нас.% диспе.рсного порошка алюминия . Но при концентрац 1и алюминия 3-10 мас.% для достижения эффекта, получаемого при использовании 1520%-ной суспензии, необходима двукратная пропитка с промежуточной сушкой на воздухе в течение 1-2 ч. Если содержание исходного лака в суспензии при оптимальном содержании алюминия 15 мае. % менее 10%, например 5%, порошок алюминия может частично осыпаться в процессе тра тспортировки и других операций до выполнения прокал ;и стержней. Если содержание лака превьпиает 35 мае. % например 50%, вязкость суспензии значительно возрастает, что приводит к ухудшению проникающей способности суспензии, увеличению толщины покрытия и его шелушению после прокалки при 950°С. Оптимальное содержание исходного лака в суспензии 10-35 мас.%. .Использование предложенного соста ва л,ля пропитки керамических материалов повышает прочность стержней при в 2-2,5 раза, при 1500-1600 С в 1,5-2 раза. Возможно упрочнять весь керамический стержень или избирательно упрочнять отдельные его элементы, например, наиболее ослабленные вьгход- ные кромки керамического стержня, разрушаюш 1еся под действием струи расплавленного металла. Все это возможность сократить брак дорогостоящих отливок по дефектам керамических стержней.

Формула изобретения

Состав для упрочнения керамических стержней и форм, включающий полисилоксановую смолу, ароматический углеводород, отличающийс я тем, что, с целью повышения прочности стержней и форм при 15001600°С и их термостойкости, он дополнительно содержит дисперсный порошок алюминия с размером частиц 0,5-5 мкм при следующем соотношении компонентов, мае. %:

Полисилокса новая

смола10-35

Дисперсный порошок

алюминия с размером

частиц 0,5-5 мкм 3-20

Ароматический углеОстальное

водород

Таблица 1.

12,5

АСД-10,5-40

12,5

АСД-4

12,5

0,5-10

АСД-6

0,5-5 (с от- 12,5 делением фракции 5 мкм методом седиментации)

1Раствор лака КО-815-33 Ксилол

2Раствор лака99 Порошок алюминия1

Раствор лака

97

Шелушение покрытия (дисперсная

двуокись крем}1ия и окись алюминия) на большой поверхности стержня

Частичное шелушение покрытия на

поверхности стержня, местно, вследствие повьш1енной толщины и недостаточной проникающей способности

Шелушение покрытия на отдельных

участках поверхности стержня

Тонкое покрытие равномерной толщины по всей поверхности выходной кромки, прочное сцепление с поверхностью стержня вследствие хорошей проникающей способности

Таблица 2

Продо.ижение табл 2. а.

Тонкая равномерная пленка без наплывов

Пленка покрытия с неравномерной толщиной, наплывы, заполнение перфораций.

Отслоение частиц алюьмния от поверхности стержня

Тонкое равномерное покрытие прочное сцепление алюминия с керамикой

Повышенная толщина пленки покрытия, наплывы