Смесь для изготовления литейных форм по выплавляемым моделям Советский патент 1989 года по МПК B22C1/16 B22C1/00 B22C1/02 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к вопросу разработки составов смесей для изготовления литейных форм по выплавляемым моделям, преимущественно используемым при производстве ювелирных изделий.

Цель изобретения - стабилизация свойств смеси, увеличение ее живучести и газопроницаемости, повышение качества поверхности отливок и уменьшение трудоемкости их изготовления.

Смесь для изготовления литейных форм состоит из огнеупорного наполни- тетя, электрокорунда, диатомита, гипса, воды и замедлителя твердения гипса - оксиэтшщеллюлозы.

Электрокорунд представляет собой искусственно полученный плавлением глинозем с примесями других оксидов. Для смесей используется измельченный электрокорунд с размером фракций 0,008-0,14 мм. При этом фракции размером 0,03-0,06 мм составляют 67- 78%. Плавленный электрокорунд имеет стабильные размеры при нагреве и мало изменяет геометрическую и размерную точность отливок, полученных в формах из смесей с использованием электрокорунда в качестве огнеупог - ного наполнителя.

Диатомит или аглопсритовый песок (ГОСТ 11991-76) представляет собой кремнистые опаловые породы, в част J Oi Сл

oo

ности диатомита, содержащие полые панцыри микроскопических организмов (диатомитовые водоросли) гидрокремнистого состава. Химический состав диатомита следующий мас.%: Si02 72-95; А1203 1,5-11; СаО 0,3-0,5; MgO 0,1-1,1; Ь егО, 0,7-3,2; KJ) до 1,0; до 0,4; SO, до 0,15. Природный диатомит после интенсивного размешивания в воде имеет мелкодисперсную структуру и состоит из отдельных включений крупностью 0,004- 0,02 мм 88%; 0,02-0,12 мм - остальное. Диатомит имеет объемную массу 90-150 кг/м, коэффициент теплопроводности 0,06-0,09 Вт/м-К и температуру плавления 1270-1570 С. Ввод диатомита в состав смеси повышает ее газопроницаемость и улучшает качест- во поверхности отливок ювелирных изделий.

Оксиэтилцеллюлоза представляет собой эфир целлюлозы, образующийся при действии на щелочную целлюлозу оксида этилена. Последняя взаимодействует как с гидроксильными группами целлюлозы, так и с оксиэтильными группами. При этом образуется приви- той сополимер целлюлозы и полиэтилен оксида. Представляет собой белую аморфную массу. Использование окси- этилцеллюлозы основано на растворимости ее в воде, высокой вязкости и стабильности образующихся растворов, Оксиэтилцеллюлоза, обволакивая тонкой пленкой включения огнеупорного наполнителя, диатомита и гипса, атрудняет доступ воды к поверхности частиц гипса и замедляет процесс пе- рех ода полугидрата в двугидрат и твердения гипса. Кроме того, в меньшей степени заполняются водой поры диатомита, а это способствует сохра нению высокой газопроницаемости смеси и ликвидации образования пористости в рабочем поверхностном слое формы. Обволакивание ацетшщеллюло- зой измельченного электрокорунда способствует уменьшению скорости протекания химических реакций примесей с кислотами или щелочами, растворенными в воде, и уменьшению количества выделяющихся газов.

Гипс марок Г-6БШ и Г-7БШ по ГОСТ 125-79 является вяжущим и использует ся в качеств - основного компонента смеси для форм точного литья.

5

Q 5 0

0 5 0 5 0 5

Составы смесей и параметры смесей и отливок приведены в табл.1 и 2.

Критерии живучести смеси определяют в минутах от момента приготовления смеси до начала повышения вязкости. Исследования вязкости смесей проводят на вискозиметре ВЗ-6. Характеризуется изменение вязкости временем истечения определенного объема смеси через калиброванное отверстие и выражается в секундах.

Исследование текучести смесей проводят по методу Суттерда, Навеску смеси в 350 г по этому методу заливают в полый цилиндр диаметром 50 мм и высотой 100 мм, установленный на ровную и горизонтальную поверхность из оргстекла. Через 8 мин выдержки цилиндр поднимают и текучесть определяют по диаметру расгечения смеси на оргстекле.

Поры в затвердевшей и прокаленной смеси и на поверхности отливок исследуют под микроскопом МБС-2 с применением интеграционного столика модели ИСА.

Уменьшение содержания в смеси измельченного электрокорунда меньше 38 мас.% приводит к уменьшению стабильности размеров и геометрической точности отливок. Увеличение содержания в смеси измельченного электрокорунда больше 55 мас.% приводит к снижению газопроницаемости смеси и образованию в поверхностном рабочем слое пористости и ухудшению качества литья.

Если содержание в смеси диатомита меньше 3,0%, то газопроницаемость смеси оказывается недостаточной и отливки имеют шероховатую поверхность с отдельными выступами. Если содержание диатомита превышает 16 мас.%, то увеличивается податливость смеси и при прокалке форма теряет размерную и геометрическую точность.

Уменьшение содержания в смеси оксиэтилцеллюлозы .меньше 0,06 мас.% приводит к увеличению скорости твердения смеси, снижению ее живучести и повышению газовыделения и ухудшению качества формы, а увеличение содержания в смеси оксиэтилцеллюлозы больше 0,12 мас.% приводит к значительному снижению скорости твердения и удлинению технологического про- цесга изготовления форм и отливок в целом.

Если годерллние гипса в смеси меньше 6 мас.%, снижаются прочностные свойства смеск. При увеличении содержания гипса больше 18 мас.% наблюдается повышенная усадка форм и потеря геометрической и размерной точности отливок.

Содержание воды в смеси определяется необходимостью достижения оптимальных живучести, жидкотекучести и вязкости смеси. При расходе воды меньше нижнего предела наблюдаются малые живучесть, жидкотекучесть и вязкость смеси, а при увеличении воды больше верхнего предела смесь медленно твердеет и при сушке и прокалке форм в них образуются трещины

Смеси и формы для ювелирных отливок приготавливаются по следующей технологии,,

Сухие составляющие смеси вводят в специальный скоростной смеситель и перемешивают в течение 0,5-1,5 мин. Параллельно готовят необходимой концентрации раствор ацетилцеллюлозы в воде. Затем этот раствор вливают в смеситель и дополнительно перемешивают 0,5-1,5 мин. После перемешивания смеситель накрывают крышкой и смесь вакуумируют при остаточном давлении 10 мм рт.ст, в течение 2-3 мин и, сняв крышку, смесь разливают по формам, в которых предварительно установлены блоки с восковыми моделями ювелирных изделий. Затем смесь в формах дополнительно вакуумируют с целью удаления запутавшихся при перемешивании в смеси газов и газов, выделившихся при протекании химических реакций при твердении смеси. При этом увеличивается плотность смеси и улучшается рабочая поверхность форм, соприкасающаяся с выплавляемыми моделями. Вакуумирова- ние форм длится 3-5 мин, а затем вакуум снимают и смесь в формах затвердевает в течение 25-50 мин. Для повышения прочности гипса формы

757586

выдерживают на воздухе- в течение 10-24 ч. Дальше их подвергают ступенчатой термообработке при 150- 800°С в течение 8-9,5 ч. Затем нагретые формы в специальных установках заливают одним из известных способов: свободным, центробежным, вакуумным или др. Залитые формы охлажЮ даются до нормальной температуры

и затем выбиваются. Блоки с отливками очищают от остатков смеси, .отмывают в воде, а затем в специальных кислотных растворах. Очищенные блоки

15 подаются на контроль и разбраковку отливок о

Смесь обеспечивает получение отливок с повышенной точностью и хорошим качеством поверхности благодаря при- менению электрокорунда. Использование оксиэтилцеллюлозы повышает живу

честь и текучесть смесей.

Все это позволяет снизить брак отливок до 5-7%.

Формула изобретения

Смесь для изготовления литейных форм по выплавляемым МОДРЧТМ, используемая при производстве ювелирных изделий, включающая огнеупорный наполнитель, воду, гипс и замедлитель твердения, отличающаяся тем, что, с целью стабилизации

свойств смеси, увеличения ее живучести и газопроницаемости, повышения качества поверхности отливок и уменьшения трудоемкости их изготовления, в качестве огнеупорного наполнителя она содержит электрокорунд и диатомит, а в качестве замедлителя твердения - оксиэтилцеллюлозу при следующем соотношении компонентов, мас.%: Электрокорунд 38-55 Диатомит3-16

Гипс6,0-18,0

Оксиэтилцеллюлоэа 0,06-0,12 ВодаОстальное

Таблица 1

Изобретение относится к материалам литейной формы при изготовлении отливок по выплавляемым моделям, преимущественно при производстве ювелирных изделий. Цель изобретения - стабилизация свойств смесей, увеличение ее живучести и газопроницаемости, повышение качества поверхности отливок и уменьшение трудоемкости их изготовления. Смесь содержит, мас. %: электрокорунд 38-55, диатомит 3-16, гипс 6-18, оксиэтилцеллюлоза 0,06-0,12, вода остальное. Электрокорунд обеспечивает высокую точность отливок, диатомит - газопроницаемость, оксиэтилцеллюлоза уменьшает скорость твердения смеси и повышает ее жидкотекучесть, гипс обеспечивает необходимую прочность формы. Использование смеси снижает трудоемкость изготовления форм и отливок и снижает брак отливок до 5-7%. 2 табл.

Таблица 2