Способ получения двухслойных литейных форм Советский патент 1982 года по МПК B22C9/00 

(5) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДВУХСЛОЙНЫХ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ

Изобретение относится к литейному производству и может быть использов при литье черных и цветных металлов Известен способ изготовления обли цованных керамизированных литейных форм, состоящих из опорного слоя, керамического рабочего слоя и водоне растворимой гидрофобной прослойки 1.. Этот способ не обеспечивает возможность изготовления рабочего слоя по шликерной технологии. Опорный слой известных литейных форм негигроскопичен из-за наличия водонерастворимого гидрофобного покрытия, поэтому формирование рабочего слоя по шликерной технологии невозможно . Известен способ, в котором формирование керамических изделий шликерным путем из водных суспензий заключается в мокром измельчении огнеупорной основы с образованием водной суспензии, заливке суспензии в ос- настку из гигроскопичного материала и выдержке времени. В то же время шликерная керамика выгодно отличается исключительно низкой усадкой в процессе сушки (до 11), низким коэффициентом термического расширения, высокой термостойкостью. Преимуществом формы на основе шликерной- керамики является меньшая подверженность образованию трещим и лучшие механические свойства 2 . Известен также способ изготовления керамических литейных форм, в котором для обеспечения возможности заполнения керамической суспензией на этилсиликате зазора между моделью и опорным песчаным слоем последний покрывают гидрофобной прослойкой из кремний-органики 3}. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является

способ получения двухслойных форм, включающий изготовления пористого опорного слоя, нанесение на опорный слой гидрофобной прослойки и последующую заливку шликерной суспензии в зазор между опорным слоем и моделью .

Недостатками такого способа изготовления форм являются высокая стоимость материалов, применяемых в качестве гидрофобной прослойки, а также трудоемкость нанесения прослойки в виде сетки. Эти недостатки неизбежны при такой технологии и вызваны необходимостью предотвращения впитывания жидкой фазы облицовочного состава опорным слоем при заполнении узкого протяженного-зазора между моделью и опорным слоем и необходимостью создания условий для обеспечения прочной адгезионной связи между опорным и облицивочным слоями.

I

Целью изобретения является упрощение способа и снижение себестоимости форм.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения двухслойных литейный форм, включающему изготовление пористого опорного слоя, нанесение на опорный слой гидрофобной прослойки и заливку шликерной суспензии в зазор между опорным слоем и моделью, в качестве гидрофобной прослойки используют водорастворимые соли щелочных металлов .

После заполнения зазора покрытие растворяется водой, содержащейся в суспензии, обеспечивая возможность формирования керамического слоя из шликера путем поглощения влаги опорным слоем.

На фиг. 1 представлена схема реализации способа; на фиг. 2 - график зависимости количества поглощенной влаги от времени.

Пористый опорный слой 1 изготавливают, например, спеканием железного порошка марки ПЖО фракции 30 100 мкм. Пористость слоя 50%. Окунанием в расплав хлористого натрия при 750°С его наносят на опорный слой 1 с получением гидрофобной прослойки 2. Опорный слой с покрытием устанавливают на стальную мо,дель 3 так, что между слоем и моделью оставляется зазор (толщиной 1 мм).

Щликер h изготавливают мокрым измельчением кварцевого стекла в фарфоровой шаровой мельнице в течение 48 ч, а затем заливают в зазор

мерез заливочное отверстие 5 в опорном слое. При этом заполнение зазора толщиной менее 1 мм происходит надежно. Шероховатость поверхности керамического слоя соответствует 6-7 классу по ГОСТу 278973.

Прокаленные при 900°С формы заливают сталью хЗМФС при ТбОО С. Шероховатость поверхности отливок находится в пределах 5 6-го класса по ГОСТу 2789-73.

Для получения сравнительных данных по заполнению суспензией протяженного зазора при -наличии покрытия из хлористого натрия и без него применяют технологическую пробу. Проба состоит из двух половин, верхняя плоская со стояком, в нижней половине выполнен канал сечением 2x20 мм и длиной 600 мм. Шликер, содержащий 20 воды, заливают в контрольную пробу (без покрытия) и в пробу с покрытием из хлористого натрия толщиной О,5 мм. При этом реальное сечение канала с покрытием составляет 1x19 мм. В контрольной пробе длина заполненного участка составляет Ц80 мм. Проба с покрытием заполняется на всю длину. Это свидетельствует об улучшен ии текучести суспензии по зазору между моделью и опорным слоем при- Наличии покрытия, легкорастворимого в воде.

Стоимость солей щелочных металлов, применяемых в качестве растворимой прослойки, составляет например, для хлористаго натрия 0,03 РУб. за 1 кг-. Такую прослойку можно.наносить на всю поверхность контакта onofjHoro и облицовочного слоев. При этом отпадает необходимость применения тра- .

фарета для нанесения прослойки участками. При исследовании определяют : растворимость прослойки из различных веществ. В качестве критерия принято время выдержки суспензии на

покрытии, нанесенном на опорный слой. Заполняемость зазора проводят на пробе. Результаты исследований приведены в таблице. Хлористый натр Азотнокислый натр Азотистокислый натр Мочевина Из таблицы видно, что использова ние быстрорастворимых веществ (моче вина) в качестве материала прослойки не позволяет полностью заполнить узкий протяженный зазор суспензией облицовочного состава. Прослойка растворяется на участках у стояка, и начинается:отбор жидкой фазы, всл ствие чего жидкотекучесть суспензии падает. Из графика, представленного на фиг. 2, видно, что соляное покрытие 8 течении начальных 7-8 мин не пропускает воду в пористый образец.1 (из суспензии 2). Этого времени дос таточно для заполнения узких протяженных зазоров между моделью и опор ным слоем. В последующие 12 мин про ходит резкое увеличение объема влаги, поглощенной опорным слоем, что обеспечивает твердение керамики. Применение легкорастворимого пок рытия позволяет снизить расход кера мики за счет улучшения текучести шл кера и, как следствие, возможности уменьшения толщины зазора до 1 мм. 26 Кроме того, уменьшение толщины зазора сводит к минимуму потери размеров керамического рабочего слоя в результате усадки шликера. Реализация изобретения позволит упростить процесс получения двухслойных форм за счет простоты нанесения на опорный слой гидрофобной прослойки и снизить себестоимость изготовления форм за счет использования для образования гидрофобной прослойки дешевых солей (солей щелочных металлов). Формула изобретения Способ получения двухслойных литейных форм, включающий изготовление пористого опорного слоя, нанесение на опорный слой гидрофобной прослойки и последующую заливку шликерной суспензии в зазор между опорным слоем и моделью, отличающийся тем, что, с целью его упрощения и снижения себестоимости форм, в качестве гидрофобной прослойки используют водорастворимые соли щелочных металлов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № , кл. В 22 С 9/00, 197А. 2.Пивинский Ю.Е., Ромашин А.Г. Кварцевая керамика. М., Металлургия, 197А, с. 251. 3.Оболенцев Ф.Д. Селиванов Ю.А. Песчаные формы с тонкой керамической облицовкой для точных отливок. Литейное производство.1977, № 7, с. 21-23. k. Авторское свидетельство СССР по заявке № 29719 8/22-02, кл. В 22 С 9/00, 1980.