Смесь для изготовления литейных керамических стержней Советский патент 1989 года по МПК B22C1/00 

Изобретение относится к литейному производству по выплавляемым моделям, а именно к составам керамических масс для изготовления стержней при производстве литых изделий со сложной конфигурацией внутренней полости, преимущественно турбинных лопаток, как небольшой протяженности, так и крупногабаритных, длрпюю более 400 мм, стационарных газотурбинных установок. Цель изобретения - уменьшение коробления стержней и сокращение цикла их изготовления.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Технический лигносульфонат (ТЛС) представляет собой кальциевые, натриевые, аммониевые или кальциево-нат- риевые соли лигносульфоновых кислот, массовая доля сухих веществ не менее 47%. Выпускается в виде жидкости плотностью 1230 кг/мм марок А,Б,В,Д,Е или в твердом состоянии марки Т.

Являясь поверхностно-активным веществом, ТЛС хорошо смачивает поверхность огнеупорных частиц, пластифи4

СО Од

00

со

00

31496898 . 4

цируя смесь. При нагревании стержней в шкафу при 230-250 С в течение большая часть ТЛС удаляется уже при . 15 мин. Прокалку образцов осуществля-

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам смесей для изготовления литейных керамических стержней, используемых преимущественно при изготовлении пустотелых лопаток. Цель изобретения - уменьшение коробления стержней и сокращение цикла их изготовления. Состав смеси, мас.%: карбид кремния 2,0 - 3,5

графит 1,0 - 4,0

технический лигносульфонат 4,0 - 9,0

аморфный кремнезем 1,0 - 7,0

разнофракционный электрокорунд - остальное. Изобретение позволяет уменьшить линейное расширение стержней почти в 2 раза и ограничить их коробление, повысить прочность стержней в 1,3 - 1,5 раза, сократить продолжительность обжига стержней в 6 - 8 раз и снизить температуру обжига с 1200 до 1100°С, т.е. существенно упростить и удешевить процесс изготовления керамических стержней. 2 табл.

450 С, причем стержни не оплавляются. При прокаливании стержней не требуется их засыпка глиноземом, что значительно ускоряет нагрев. Соли, внесенные ТЛС, выполняют функцию минерализаторов, понижающих темшратуру спекания стержней до 1100 С. Более низкая температура спекания, значительно меньшее содержание органических добавок предопределяют меньшее коробление и усадку стержней.

Графит, вводимый в состав смеси, выполняет также функцию пластификатора, улучшающего подвижность частиц огнеупорного наполнителя. Так как графит имеет высокую температуру плавления, он способствует повышению жаростойкости стержней и уменьшает глубину обезуглероженного слоя отливки.

Представителями аморфного кремнезема, которые могут быть использованы 25 в составе смеси по изобретению, являются термолит - искусственный перистый прочный материал, полученный путем обжига при 1100-1200 С кремнистых

20

40

осадочных пород (трепела, диатомита, 30 шевление процесса изготовления стерж- опоки), диатомит - горная порода, состоящая из микроскопических панцирей одноклеточных диатомитовых водорослей, опора - осадочная кремнистая горная порода, состоящая, в основном, -jj из мелкозернистого и аморфного водного кремнезема.

Пример. В лабораторные бегуны загружали расчетное количество электрокорунда различных фракций, термолита и графита. Смесь перемешивали 3-5 мин, затем вводили расчетное количество ТЛС и снова перемешивали в течение 4 мин.

В табл. 1 приведены составы смесей по изобретению.

Для дилатометрических испытаний на дериватографе системы Ф. Пйулик (ВНР) бьши изготовлены образцы, представляющие собой втулку 0 16x7 и h 38 мм.

Методика изготовления образцов.

Образцы на сжатие и на разрыв по ГОСТ 23409.7-78 набивали на копре Фишера 9 у/дарами. Затем образцы сушили

ней,

Формула изобретения

Смесь для изготовления литейных керамических стержней, используемая преимущественно при изготовлении пустотелых лопаток, содержащая электрокорунд разиофракционный, карбид кремния и пластификатор, о т л и - ч а, ю щ а я с я тем, что, с целью уменьшения коробления стержней и сокращения цикла их изготовления, смесь дополнительно содержит аморфный крем- дс Иезем, а в качестве пластификатора .- технический лигносульфонат и графит При следующем соотношении ингредиен50

тов, мае.%:

Карбид кремния Графит

Технический лигносульфонат

Аморфный кремнезем Электрокорунд разно- фракционныйГ

2,0-3,5 1,0-4,0

4,0-9,0 1,0-7,0

О стальное

ли в муфельной печи при 1100 в течение 8ч.

Известный состав после взвешивания и перемешивания, нагревали на водяной бане до 93-97 С и изготавливали образцы по-описанной методике.

Сушку и прокаливание образцов осуществляли в заформованпом в глино- зем состоянии в течение 65 ч.

После охлаждения и внешнего осмотра образцы подвергали испытаниям.

Результаты испытаний представлены в табл. 2.

Как видйо из табл. 2, введение в состав смеси в качестве пластификатора связующего ТЛС совместно с

графитом позволяет уменьшить расширение почти в 2 раза и, соответственно, ограничить коробленде стержней. Повышаются -также прочностные свойства образцов в 1,3 - 1,5 раз.

Продолжительность обжига стержней сокращается в 6,8 раз, температура обжига снижается на , что обеспечивает значительное упрощение и уде

евление процесса изготовления стерж-

ней,

Формула изобретения

Смесь для изготовления литейных керамических стержней, используемая преимущественно при изготовлении пустотелых лопаток, содержащая электрокорунд разиофракционный, карбид кремния и пластификатор, о т л и - ч а, ю щ а я с я тем, что, с целью уменьшения коробления стержней и сокращения цикла их изготовления, смесь дополнительно содержит аморфный крем- Иезем, а в качестве пластификатора .- технический лигносульфонат и графит При следующем соотношении ингредиен0

тов, мае.%:

Карбид кремния Графит

Технический лигносульфонат

Аморфный кремнезем Электрокорунд разно- фракционныйГ

2,0-3,5 1,0-4,0

4,0-9,0 1,0-7,0

О стальное

Т л б .4 и ц а 1

Т а б л и ц а 2