Способ получения композиции для изготовления литейных форм по выплавляемым моделям Советский патент 1982 года по МПК B22C1/16 

Изобретение относится к литейному производству черных и цветных сплавов, в частности к способам получения композиций, используемых для получения литейных форм.

Известен способ приготовления руспензий для изготовления оболочковых многослойных форм путем проведения гидролиза этилсиликата при перемешивании в суспензии пылевидного огнеупорного наполнителя flj.

Недостатком такого способа является низкая npo iHocTb получаемых форм и большие затраты времени на их просушку.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ приготовления суспензии, используемой при приготовлении форм для литья по выплавляемым моделям, включающий эмульгирование этилсиликата с помощью поверхностно-активных веществ при перемешивании в воднойсуспензии пылевидного огнеупорного наполнителя, подкисленного минеральной кислотой, и проведение реакции гидролиза на границе глобул этилсиликата при водородномпоказателе 1-2. Для обеспечения полноты реакции гидролиза этилсиликата перемешивание производится в течение 4560 мин в механической мешалке с

г числом оборотов пропеллера 1500 2400 в мин 2.

Недостатком такого состава является то, что полученная известным сйособом композиция обладает

Q низкой седиментационной устойчивостью из-за малой величины удельного веса жидкой фазы. Седиментационная неустойчивость суспензии проявляется в быстром оседании пылевидного наполнителя, что приводит

15 к изменению вязкости и соответственно к нестабильности толщины и прочности формооболочки. в пылевидных наполнителях присутствует металлическое железо (вследствие

20 помола в агрегатах с железосодержащими или мелющими частями),поэтому для проведения гидролиза этилсиликата необходимо,i чтобы рН реакционной среды был 1-2. Для до25стижения такого водородного показателя добавляется минеральная кислота, которая нейтрализует вредную роль металлического железа, присутствующего в пылевидном напоЛни30 теле. В результате взаимодействия металлического железа с серной кислотой, получаются кристаллогидраты FeO4 4HjtO, которые являются гидраскопичны № веществами, т.е.- легко впитывают влагу и трудно отдают при .сушке, что затрудняет и увеличи вает время сушки оболочки из-за наличия свободной влаги. Целью изобретения является уве личение прочности форм и сокращение времени их отверждения. Поставленная цель достигается те что предварительно подкисляют кремнезоль кислотой, затем проводят частичный гидролиз этилсиликата в кремнезоле в присутствии бихромата аммония в течение 25-30 мин. Оптимальная концентрация коллоидального раствора кремниевой кисло ты, при которой керамика имеет максимальную прочность, составляет 200 г/л, однако возможно применение кремнезоля с концентрацией 50-220 г обеспечивающей достижение поставлен ной цели. Для повЕлления стабильност кислого кремнезоля и создания оптимальных условий для гидролиза этилсиликата рн кремнезоля поддерживают пределах 0,8-1,2. Для предотвращени коррозии железа, присутствующего в искусственном пылевидном наполнител в подкисленный кремнеэоль вводят ин гибитор коррозии железа - бихромат аммония, который стабилизирует рН композиции. Сущность способа заключается в следующем. В смеситель емкостью 2 литра вво дят коллоидальньий раствор кремниево кислоты с водородным показателем 2 и концентрацией 200 г/л, поверхност но-активное вещество (сульфанол), маршалит искусственный непрокаленный (ПК-З) этилсиликат 40, бихромат аммония. Все это перемешивают в течение 20 мин при скорости пропе лера смесителя 1500 об/мин. Вязкост суспензии 45 с. Присутствие в компо зиции ингибитора коррозии железа предотвращает реакцию его с кислотой и образование гигроскопических солей, в результате чего заметно ускоряется сушка оболочки. Повышение удельного веса жидкой фазы суспензии за счет использовани коллоидального раствора кремниевой кислоты с удельным весом свыше 1 повышает седиментационн5ю устойчивость суспензии, обеспечивая таким образом стабильность толщины наносимых слоев, что благоприятно сказывается на прочности оболочки Замена воды на коллоидальный раствор кремниевой кислоты позволяет также уменьшить содержание свободной влаг так кан использование, например, 20-30%-ного раствора кремниевой кис лоты ооеспечивает введение в суспензию 20-30%-ной твердой фазы в связи с тем, что коллоидальный раствор представляет собой дисперсию твердых частиц в жидкости. Твердая фаза кремниевой кислоты обеспечивает повышение прочности формооболочки, позволяя вести операцию гидролиза не полностью. Это сокращает время ее проведения до 25-30 мин. Меньшее время проведения гидролиза приводит к понижению прочности, а большее не влияет на прочность. Негидролизованный этилсиликат, обладающий гидрофобными свойствами, адсорбируясь на поверхности наполнителя суспензии и оболочки, повышает тем самым прочность оболочки. ЦредлагаемБМ способом получают многослойные оболочковые формй из суспензии Состава, вёс.%: Кремнезоль24,5 Этилсиликат4,9 Маршалит искусственныйОстальноесверх 100 вес.%: Сульфонол0,1 , Бихромат аммония 0,7 Время сушки слоев покрытия для первого слоя составляет 45с, для второго, третьего, четвертого и пятого слоев -70с. Время сушки пятислойной оболочки, высушенной в камере сушки при относительной- влажности воздуха 47% и 28 С, составляет 1,62 %, в то время как влажность оболочки, полученной известным способом 1,98%. Прочность формооболочки, изготовленной предлагаемым способом, составляет 35 кгс/см. Выплавка производится в воде при в течение 10 мин. При выплавлении и извлечении формы из ванны разрзппений не наблюдается. Прочность формы после удаления моделей составляет 46 кгс/см, а Фррм, полученных из суспензии известным способом, составляет 39 кгс/см -. После выплавления модельного состава из формы последняя упрочняется жидким стеклом и после 24 часовой сушки прокаливается и заливается металлом. Разрушений форм нет. Реализация изобретения позволит 1повысить прочность форм после выплавления из нее моделей в воде и сократить время их отверждения при сокращенном времени проведения гидролиза этилсиликата (гидролиз проходит неполностью) с использованием дешевого связующего - кремнезолн с малой концентрацией SIO. Ожидаемый экономический эффект при программе 3,5 тыс.т литья в год составит 75000 руб. 59447 Формула изобретения Способ получения композиций, для изготовления литейных форм по выпл9вляемш4 моделям, включающий с эмульгирование этилсиликата с помощью поверхностно-активных веществ и проведение гидролиза этилсиликата при перемешивании в композиции пылевидного наполнителя, отличающ и и с я .тем, что, с целью увеличе- ния прочности форм и сокр«1кн«я вре246меня их отверждения, предварительно подкисляют кремнеэоль кислотой. а затем проводят частичный гидролиз атилсиликата в кремнезоле в присутствии бихромата аммония в течение 2530 мин. Источники инфо1 €ации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 122586, кл. В 22 С 9/04, 1959. 2. Авторское свидетельство СССР 426743, кл. В 22 С 9/04, -1972.