Способ производства отливок из магния и магниевых сплавов Советский патент 1932 года по МПК B22C1/04 

Известен способ отливки легко окисляемых металлов, в особенности-магния и его сплавов, в песчаные формы с применением шихт из веществ, выделяю-.щих в соприкосновении с расплавленным металлом недеятельные или легко окисляемые газы и пары, не действующие как продукты ,их Ь исления, на металл. Между прочим, было предложено применять для этой цели чрезвычайно мелкую серу, при чем, последняя либо распылялась на высушенной форме или наносилась под нагреванием таким образом, что сера прилипала к песчаной форме в виде мельчайших капелек. Растворением серы в соответствующих растворителях, наносимых затем на внутреннюю поверхность песчаной формы, достигается еще более мел-. Кое распределение серы.

В дальнейшей форме выполнения этого способа сырой, формовочный песок смешивается с такими защитными веществами, которые при нагревании выделяют газы, к которым магний при температуре отливки нечувствителен, так зке, как и к продуктам их окисления. Этим, между прочим, должно быть устранено вредное действие на металл образующегосяв виду влажности формы водяного парг.

Защитными веществам этого рода являются, кроме серы, бикарбонаты, щавелевокислые соли и борная кислота. Мочевина, а также смеси нёсколькихизвестных веществ, предложены в качестве соответствующих защитных веществ.

Как известно, мочевина при известных условиях, в рсобеь1ности под действием теп.ла, переводится в аммиачную соль, именно, изоцианат аммония, от; щепляющий в дальнейшем аммиак. Так как при применении мочевины в качестве защитного вещества при отливках магниевых сплавов было установлено выделение аммиака, можно было предположить, что защитное действие мочевины основано на отщеплении аммиака. Это повело к тому, что была исследована применимость собственно аммиачных соединений в качестве защитных веществ.

При этом соединения аммиака и фтора приобретают особый интерес; Уже раньше было предложено предохранять предметы из магния и его сплавов от коррозирующих воздействий обработкой металлических поверхностей растворами

фторидов. Это защитное действие свя3aHOj вероятно, с тем, что на поверхности обработанных предметов образуется практически нерастворимый защитный слой фтористого магния. Если это так, то при применении фтористого аммония в качестве защитного вещества можно ожидать, что плавиковая кислота, образующаяся при распаде этой соли в присутствии влажности формовочного песка и под действием тепла наполняющего форму жидкого металла, также будет причиной образования подобных защитных слоев на затвердевшей отливке.

Опыты с фтористым аммонием, поставленные дйя проверки этого предположения, сначала не дали удовлетворительных результатов. С одной стороны, желаемое защитное : eйcтвиe имеет место, но в то же время гигроскопичность фтористого аммония в условиях процесса отливки ведет к слишком быстрому распаду соли с выделением больших количеств аммиачных паров. Вследствие этого формы быстро беднеют в отношении содержания в них защитного вещества, и вторичное применение песка после однократного употребления без добавки соли оказывается невозможным.

При дальнейшем проведении исследований было найдено, что существую т другие фтористо-аммониевые соли, не имеющие этих недостатков. В первую очередь подходящим средством этого рода оказывается кислый фтористый аммоний (NHiF HF).V

При примешивании этой соли к формовочному песку, целесообразно в количестве 3 - 5% получаемые литые изделия не только безупречны в отношении их поверхности, но по сравнению с отливками, изготовленными обычными до сих пор способами, обнаруживают повышенное сопротивление разъеданию, что несомненно должно быть приписано образованию остающегося защитного слоя фторида на готовой отливке. Значительный распад примешанного к песку защитного вещества при воздействии тепла отливки здесь не имеет места в заметном объеме, и потому ничто не мешает повторному применению песка.

И кремнефтористоводородный аммоний при известных предпосылках оказался пригодным для целей настоящего

изобретения. В этом случае,, вследствие взаимодействия соли с влажностью песка. происходит распад с присоединение воды согласно следующему уравненйю(MH4/2SiFe-f-4 НЮ 2 NH4F4-4 HF-|rf-Si (ОН)4.

Образовавшийся при этом фтористый аммоний, повидимому, присоединяет часть плавиковой кислоты с образованием кислой соли, пригодность которо в качестве защитного вещества уже установлена. Имеющее одновременно место образование гидратизированной кремнекислоты ведет во время рбмена к вспучиванию песка, в виду чего рекомеыду ся, во и збежание нечеткости формьг после примешивания кремнефтористоводородного аммония, оставлять песок лежать несколько времени. Происходящеег при обмене уменьшение влажности формовочного песка лишь незаметно уменьшает его формующую способность, так; как, вероятно, гидратизированная кремневая кислота действует в сторону повышения пластичности. С другой стороны, малое содержание влаги впеске,. вследствие химической активности магния является желательным.

В качестве защитного вещества может быть, наконец, применен и нейтраль ный фтористый аммоний; если только принять меры, чтобы присутствием связывающих ам1чиак веществ задерживался слишком быстрый распад соли, вследствие обменной реакции с влагою песка и под действием тепла. Для этой цели особенно пригодной оказалась щавелевая киcлota; если к зеленому песку примешивают около фтористого аммония и около щавелевой кислоты, то оказывается, что распад фтористого аммония практически может не приниматься больше во внимание.

Прибавлением щавелевой кислоты может быть практически уничтожено также вредное свойство кремнефтористоводородного аммрния вследствие обменной реакции с влажным песком вызывать его вспучивание. В этом случае нет больше необходимости оставлять песок лежать перед употреблением.

Применение защитных веществ происходит так же, как у известных уже веществ. При малых отливках к песк

примешивают до l5Vo защитных веществ. При больщих отливках оказывается много лучше применять только что описанные защитные вещества в соединении с ранее известнь1ми, особенно с серой или с борной кислотой, для надежного предохранения от явлений местного выгорания на отливках.

Предмет патента.f

1. Способ производства отливок из магния и магниевых сплавов в песчаные формы с применением защитных веществ, отличающийся тем, что в качестве защитных применякэтся вещества, содержащие в связанной или не связан1 ой форме фтористый аммоний в соединении с кислым веществом или только фтористый аммбний в комплексной (связанной) форме.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве защитного вещества применяют кислый фтористый аммоний.

3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве защитного вещества применяют смесь фтористого аммония или кремнефтористоводородного аммония со щавелевой кислотой.

4.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве защитного вещества применяют смесь кремнефтористоводородного аммония и песка, которую после смешения выдерживают до окончания реакций с влагою песка.

5.Способ производства отливок измагния и магниевых сплавов в песчаной форме с применением защитных веществ, отличающийся тем, что защитные вещества по п.п. 1-4 вводят вместе с сероЙ1 или другими известными защитными веществами.