RU1503170C - Способ получени гипсовой формовочной смеси - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к литейному производству и может быть использовано при изготовлении форм дл  точного пить  мелких деталей сложной конфигурации из цветных и благородных металов. Цель изобретени  - улучшение качеава смеси за счет увеличени  прочностных характеристик и стабилизации ихЭта цель достигаетс  тем, что получают совместно гипсовую формовочную смесь из а и Э модификации гипса-полугидрата путем автоклавной обработки природного гипсового камн  в три этапа Сначала получают а модификацию гипса-полугидрата в автоклаве при выдержке воздухе при заданных режимах затем идет образование - Э модификации гипса - полугидрата при последующем нагреве в атмосфере воздуха с температурой 150 - 170° С в течение определенного времени. Такой способ позвол ет улучшить технологические свойства формофочных смесей дл  получени  мег1ких деталей сложной конфигурации из цветных и благородных металлов. 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к литейному производству и может быть использовано при изготовлении форм дл  точного лить  мелких деталей сложной конфигурации из цветных и благородных металлов.

Цель изобретени  - улучшение качества смеси за счет увеличени  и стабилизации прочностных характеристик

Сущность способа по изобретению состоит в следующем.

Получают гипсовую формовочную смесь, включающую приготовление а- и модификаций гипса-полугидрата и последующее их смешение с кремнеземистым наполнителем . Обе модификации гипсового в жущего получают совместно путем тепловой обработки природного гипсового камн  размером 30-50 мм, содержащего 95-99% двугидрата сульфата кальци , в три этапа, включающих пропарку в автоклаве насыщенным вод ным па)ом при избыточном давлении (1,2-1,6) 10 Па в течение 240-300 мин, выдержку на воздухе при 15-25 С в течение 5-10 мин и нагрев в атмосфере воздуха при 150-170°С в течение 300-360 мин.

При пропарке в гипсовом камне по всему объему происходит образование а-полугидрата сульфата кальц1/ . затем при остывании во врем  выдержки на воздухе затворение наружных слоев полугидрата водой, оставшейс  в камне после дегидратации , с превращением обратно з двугидрат сульфата кальци , при нагреве гор чим воздухом - повторна  дегидратаци  наружных слоев с образованием / -полугидрата и удаление из центрального гор чего  дра,  вл ющегос  «-полугидратом, свободной влаги. После окончани  процесса тепловой обработки сухой дегидратированный гипсовый камень представл ет собой ч -полугидрат в оболочке / -полугидрата. В результате при дальнейшем дроблении камн  и тонком измельчении (например, в шаровой мепьнице) происходит одновременно и качественное перемешивание обеих модификацией гипсового в жущего, благодар  чему отпадает необходимость в дополнительном смесителе и устран етс  опасность неоднородности смеси и св занного с этим боака Форм и отливок.

Установление пределов дл  величины избыточного давлени  пара в автоклаве (1,2-1,6)-10 Па обеспечивает возможность плавного регулировани  темпа теплоподво- да к камню, а следовательно размеров ti формы кристаллов ч -полугидр та. Чем вы- ше давление пара, тем быстрее идет эндо термическа  реакци  дегидратации двугидрата сульфата кальци  и тем тоньше

0

5

0

5

0

5

0

5

0

t,

кристаллы а -полугидрата, количество их больше, а получаемое в жущее ближе по свойсгвам к низкопрочному/ -полугидрату. Поэтому верхний предел давлени  1,610 Па соответствует минимально допустимой по нормам гипсоналивной формовки прочности сырой формовочной массы. Нижний предел давлени  1.2-10 Па  вл етс  границей технологически целесообразной минимальной скорости реакции и соответствует максимально допустимой прочности формовочной массы после прокаливани , превышение которой отрицательно сказываетс  на ее выбиваемости из отливок. Нижн   граница времени пропарки 240 мин соответствует минимальной скорости реакции, при которой в паровой среде с минимально допустимым давлением 1,210 Па успевает полностью прогидратировать по всему своему обьему наиболее крупный камень размером 50 мм.

Верхн   граница времени пропарки 300 мин обеспечивает одночасовой запас времени , необходимый в случае использовани  автоклава с встроенным электрическим парогенератором , дл  разогрева воды и последующей продувки рабочего объема паром. Установление пределов дл  времени выдержки пропаренного камн  на воздухе при нормальных услови х обеспечивает возможность управлени  количественным соотношением между а - и /i -полугидратами сульфата кальци  в гипсовом камне. Чем дольше выдержка, тем больше масса камн , остывающа  до температуры обратной реакции - гидратации полугидрата и его превращени  в двугидрат. который при последующем нагреве в воздушной среде сушильного агрегата превращаетс  уже в / гполугидрат. Поэтому верхний предел времени выдержки 10 мин соответствует макси- мально допустимому содержанию / -полугидрата в формовочной смеси и ее минимально допустимым величинам прочности и времени схватывани . Нижний предел времени выдержки 5 мин соотвегствует максимально допустимому содержанию а. -полугидрата, пассивирую- ijiee воздействие на который ортофосфор- иой кислоты может привести к существенному торможению твердени  литейных форм и нарушению регламента формовки. Температура воздуха 15-25°С  вл етс  технологически оптимальной, так K.IK в .этом случае можно совместить выдержку пропаренного камн  на воздухе с его перегрузкой из автоклава в сушильный или печной агрегат, расположенные в одном рабочем помещении

Снижение укдззннпго температурного уровн  нежелательно, т е, оно может привести к интенсивному охлаждению камн  и преобладанию е нем/1-полугидрат . Верхний предел температуры нагрев  со- ответствует максимально допустимому уровню превышение которого приводит к превращению полугидрата сульфата кальци  в одну из форм ангидрита резко отличающегос  по свойствам от гипсового вйжущего. Нижний предел соответствует скорости дегидратации и сушки, снижение которой может значительно удлинить технологический цикл. Нижний тредел времени нагрева 300 мин соответствует полно- му удалению химически св занной и свободной влаги из наиболее крупного камн  размером 50 мм. Верхний предел 360 мин введен дл  учета времени восст иоппе- ни  заданной температуры воздуха 150 170°С в случае использовани  электропечных камерных агрегатов, рабочий объем которых остывает при открывании и внесении сырого камн . Верхний предел размеров гипсового камн  50 мм соответствует 8-11-часовому циклу его тепловой обработки, (т.е. 1-1.5 рабочим сменам ),превышениекоторого нецелесообразно.

Уменьшение размера камн  позвоп ет ускорить технологический процесс, однако при размерах меньше 30 мм остьизание на воздухе пропаренного камн  будет столь быстрым, чтО больша  его часть будет впоследствии ft -полугидратом что отрицатель- но скажетс  на прочностных свойствах смеси. Нижний предел содержани  в природном гипсовом камне двугидрата сульфата кальци  95% соответствует максимально допустимому содержанию вредных приме- сей, взаимодействие которых с ортофос- форной кислотой приводит к нарушению режима твердени  литейных Форм. Верхний предел 99% соответствует наиболее чистым породам гипсовых месторождении напри- мер Каменец-Подольского. Кривского и других месторождений.

Гипсовую формовочную смесь получают следующим образом

Природный гипсовый камень 1 сорта по ГОСТ 4013-82 дроб т до Фрлк им. .п 50 мм.

помещают в автоклав, в котором пропарила ют его при давлении (1.2--1.6) 10 Па в течение мин. после чего давление сбрасывают до атмосферного камень извлекают на воздух и при 15 выдерживают мин. после чего помещают в oнвeктивнyю сушилку или электропечной камерный агрегат, предварительно прогретый до 150-170°С. и при этой температуре выдерживают в течение 300 -360 мин. После этого сухой камень-полугидрат дроб т и размалывают в шаровой керамической мельнице до порошкообразного состо ни , соответствующего остатку на сите 02 не более 2% (индекс III по ГОСТ 125-79). Полученное гипсовое в жущее смешивают в пропорции 1:4 или 1:3 с пылевидным кремнеземистым наполнителем, после чего при з. 1ланном водомассовом соотношении раз- ме иивают порошок в воде, в которой предварительно растворена технологическа  добапка ортофосфорной кислоты. Жидкой смесью заполн ют технологическую оснастку (опоки с модел ми отливаемых изделий). в которой масса вакуумируетс . твердеет и прокаливаетс .

Дл  получени  сравнительных данных изготавливают формовочную массу из отдельно произведенных компонентов,%: а- ги ПС-полугидрат (высокопрочный) Деконского комбината 15,/ -гипс-полугидрат (строительный) Пешеланского комбината 10 и динас марки ЭД 75. После CMei-иивани  компонентов в течение 60 мин изготавливают образцы и испытывают их на прочность. Результаты испытаний приведены в таблице.

Более высокие технологические характеристики позвол ют обеспечить более эффективное вибровакуумирование при формовке, что подтверждено при опробовании способа приготовлени  смеси.

Реализаци  способа получени  гипсовой формовочной смеси позволит улучшить технологические свойства формовочных смесей в услови х центробежного лить  мелких изделий сложной конфигурации из цветной и благородных металлов. (56) Авторское свидетельство СССР Ы: 1243882. кл. В 22 С 1/16. 1984,

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИПСОВОЙ ФОРМОВОЧНОЙ СМЕСИ, используемой дл  изготовлени  форм при получении лить  из цветных и благородных металлов, включающий изготовление а-и- -модификаций гипса-полугидрата и последующее их смешение с кремнеземистым наполнителем , отличающийс  тем, что, с целью улучшени  качества смеси за счет увеличени  прочностных характеристик и стабилизации их, обе модификации гипсового в жущего получают путем тепловой обработки природного гипсового камн  размером 30 - 50 мм, содержащего 95 - 99% двугидрата сульфата кальци , в три зтапа, включающие пропарку в автоклаве насыщенным вод ным паром при избыточном давлении (1,2 - 1,6) 10 Па в течение 4-5 ч, выдержку на воздухе при 15 - 25 С в те- чение 5-10 мин и нагрев в атмосфере воздуха с температурой 150 - 170 С в течение 5-6 ч.