Смесь для изготовления водорастворимых стержней Советский патент 1980 года по МПК B22C1/00 B22C9/10 

Таблица 1

Нитрат кальция - Са(ЫОз)2 - представляет собой кристаллический порошок белого цвета, молекулярная масса 164,9. Плотность 2,36 кг/см. Температура плавления 56 ГС. Растворимость в воде при 20°С - 126 г/100 г НоО, при 100°С - 363 г/100 г Н2О.

Ортофосфат калия представляет собой бесцветные прозрачные кристаллы, в массе белого цвета, гигроскопичен, молекулярная масса - 338,38. Температура плавления - 1340°С. Растворимость в воде при 20°С - 98,5 г/100 г НзО, при 60°С - 178,5 г/100 г Н20. Ортофосфат калия способствует фосфотации поверхности охлаждаемой полости, что исключает возможность коррозии металла. В случае, применения в смеси нитрата кальция в качестве тугоплавкого материала смесь содержит тальк или аэросил, или окись магния, или окись алюминия, или графит, или окись железа. При применении в смесй ортофосфата калия смесь содержит тальк или окись магния, или окись алюминия, или окись железа.

Смесь для изготовления водорастворимых стержней получают путем их механического смешения до получения однородной массы. В готовом виде смесь представляет собой порошкообразную массу.

Для получения водорастворимых стержней полученной смесью заполняют специальную пресс-форму, устанавливают пуансон и производят прессование при удельном давлении 1500-2000 кГс/см.

Отпрессованные стержни подвергают термической обработке для удаления остаточной влаги и увеличения механической прочности стержней.

Соотношение компонентов в смеси является оптимальным, поскольку выход за пределы указанных компонентов в сторону их уменьшения не позволяет; значительно повысить растворимость стержней.

Выход за пределы указанных компонентов в сторону увеличения повышает гигроскопичность шихты, что ухудшает технологичность процесса формования (прессования) стержней.

Оптимальность соотношения ингредиентов смеси иллюстрируется составами и

технологическими свойствами, которые

представлены соответственно в табл. 1 и 2.

Таблица 2

Как следует из табл. 1 и 2, использование в шихте компонентов в других количествах, ОТЛИЧНЫХ от указанных в формуле иэгобретеййя либо слабо повышает раствоp iMOcfb стержней по сравнению с прототипом, либо приводит к получению шихты, плохо поддающейся прессованию при комнатной температуре и атмосферном давлеНИИ из-за высокой гигроскопичности формуемой шихты.

Изобретение иллюстрируется примерами № 1-5 и состайами и технологическими свойствами, которые, соответственно, приведены в табл. 3 и 4.

Пример 1. 89,5 вес.% порошкообразного хлористого натрил, 10 sec.% нитрата кальция и 0,5 вес.% аэросила смещйвают

до получения однородной массы. Шихту формуют в специальных пресс-формах при удельном давлении прессования 1800 кГс/см. Отпрессованные стержни подвергают термической обработке при 300°С в течение трех часов.

Отформованные водорастворимые стержни используют для получения полосТи Масляного охлаждения в кованых или литых поршнях двигателей внутреннего сгораиия.

Вымывание водопроводной водой водорастворимого стержня при ковке (отливке) поршня двигателя типа D-70, при диаметре просверленных в форме (отливке) двух каналов по 80 мм, происходит 1 ч 55 мин против 3 ч 50 мин для стержней, изготовленных из известной шихты.

Пример 2. 84 вес.% порошкообразного хлористого натрия, 15 вес.% ортофосфата калия и 1 вес.% талька смешивают до поТаблица 4

лучения однородной массы. Шихту формуют в специальных пресс-формах- при удельном давлении 1800 кГс/см. Отпрессованные, стержни подвергают термической обработке, при 700°С в течение трех часов. Полученные водорастворимые стержни исТаблица 3

пользуют для получения полости масляного охлаждения в литых или кованых порошках. Вымывание водой водорастворимого стержня при ковке (отливке) поршня двигателя типа D-70 через 2 канала диаметром 10 мм, просверленных в форме (отливке), происходит в течение 1 ч 50 мин против 3 ч 50 мин для стержней, изготовленных из известной шихты.

Пример 3. 78,5 вес.% порошкообразного хлористого натрия, 20 вес.% ортофосфата калия и 1,5 вес.% талька смешивают до получения однородной массы. Формование, термообработку и вымывание стержня производят, как в примере-1. Вымывание во-дои стрежня происходит в течение 14- 10 мин против 3 ч 50 мин для стрежней, изготовленных из известной шихты.: Пример 4. 68 вес.% порошкообразного

хлористого натрия, 30 вес.% opтoфocфata калия и 2 вес.% окиси магния смешивают до получения однородной массы. Формование, термообработку и вымьшание водой: стержня происходит в течение 1 ч-против

3 ч. 50 мин для стержней, изготовленных из известной шихты...

Пример 5. 58 вес.% порошкообразного хлористого натрия, 40 вес.% ортофосфата калия и 2 вес.% талька смешивают до получения однородной массы. Формование, термообработку и вымывание стержня производят, как в примере 1. Вымывание водой стержня происходит в течение 50 мин против 3 ч 50 мин для стержней, изготовленных из известной шихты.

Прочностные характеристики определялись на полуавтоматическом приборе для испытания образцов на прочность 084М..

Величина остаточной влаги опрессованных стержней после прогрева их при 300°С в течение 3 ч составляет не более 0,2%.

Смесь в соответствии с изобретением обладает вымываемостью в 2 раза лучшей, чем известная, за счет улучшения растворимости стержней.

А при использовании ортофосфата калия обладает пониженным коррозионным воздействием солей смеси на материал детали при сохранении высокой термостойкости водорастворимого стержня за счет фосфотации поверхности деталей.

Смесь по изобретению может найти применение в производстве литых и кованых поршней двигателей внутреннего сгорания из легких металлов и их сплавов.

Формула изобретения

натрии и тугоплавкий материал, отличаю ш; а я с я тем, что, с целью повышения растворимости стержней, она дополнительно содержит нитрат кальция или ортофосфат калия при следующем соотношении ингредиентов, вес.%:

Тугоплавкий материал 0,5-5,0 Нитрат кальция или

ортофосфат калия10-40

Хлористый натрийОстальное.

25

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № 435045, кл. В 22 С 1/12, 1972 (прототип).