RU1782695C - Состав дл упрочнени оболочковых форм - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к литейному производству, в частности к формовочным смес м и материалам дл  изготовлени  литейных форм и стержней. В составе дл  упрочнени  оболочковых форм (СУОФ) на основе кварцевого песка в качестве технологической добавки содержитс  вермикулит , при этом в качестве св зующего (С) используетс  гипсова  суспензи  при следующем соотношении компонентов, мас.%: св зующее 72-75; вермикулит 8-20; кварцевый песок -остальное. СУОФ способствует улучшению качества отливок за счет устранени  короблени  форм и повышени  газопроницаемости СУОФ, а также улучшению качества очистки отливок от упрочн ющего состава. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к литейному производству, в частности к формовочным смес м и материалам дл  изготовлени  литейных форм и стержней и может быть использовано дл  получени  упрочненных оболочковых форм в литье по выплавл емым модел м

Известен состав дл  упрочнени  оболочковых керамических литейных форм, состо щий из огнеупорного материала, дунитоперидотитового порошка, гидроокиси кальци  и ортофосфорной кислоты.

Недостатками состава  вл ютс : то, что при его изготовлении используютс  дорогие и дефицитные материалы - ортофосфорна  кислота, гидроокись кальци , дунитопери- дотитовый порошок, а также имеет место высока  прочность после прокаливани  состава , что затрудн ет отделение отливок от состава.

Известен также состав дл  упрочнении керамических оболочек, включающий шлак феррохромового производства, жидкое

стекло, пенообразователь и кварцевый песок .

Недостатками состава  вл етс  низкое качество отливок вследствие значительного уменьшени  объема при нагревании упрочн ющего жидкостекольного св зующего. При этом происходит сжатие оболочки формы и выпучивание ее во внутрь формы. Кроме того, состав после прокаливани  и заливки формы металлом спекаютс , что затрудн ет процесс очистки отливок от оболочки .

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  смесь дл  упрочнени  оболочковых форм при прокаливании их без опок,, содержаща  компоненты при следующем соотношении, мас.%: Шлак феррохромового производства9-11

Карбонат кальци 15--60

Поваренна  соль3-7

Жидкое стекло14-16

ю

€h

43

ел

Пенообразователь0,2-0,3

Кварцевый песокОстальное

Указанна  смесь способствует уменьшению обезуглероженного сло  на отливках и снижению осыпаемости форм после прокаливани ,

Эта смесь имеет аналогичные недостатки , что и указанный выше аналог: уменьше- ние объема при нагревании жидкостекольной упрочн ющей смеси вследствие потери его адсорбционной и химически св занной воды, наход щейс  в составе жидкого стекла. Это вызывает сжатие оболочки, ее изгиб и разрушение. Далее, при нагреве форм при температуре 800°С, прочность упрочн ющей смеси резко падает , образуетс  расплав, происходит спекание , характерное дл  всех жидкостекольных составов, Усиливает спекание и ввод легкоплавкого соединени  - поваренной соли. Вследствие спекани  ухудшаетс  газопроницаемость смеси.

Спекание упрочн ющей смеси затрудн ет процесс очистки отливок от оболочки. Рекомендуемое авторами душирование залитых оболочек примен ть можно не всегда, так как происходит закаливание углеродистого лить  и возможно по вление трещин в отливках.

Целью изобретени   вл етс  устранение указанных недостатков, т.е. улучшение качества отливок за счет устранени  короблени  форм и повышение газопроницаемости упрочн ющего состава, а также улучшение качества очистки отливок от упрочн ющего состава.

Эта цель достигаетс  тем, что состав дл  упрочнени  оболочковых форм при прокаливании их без опок, включающий неорганическое св зующее, огнеупорный наполнитель и технологическую добавку согласно изобретению в качестве технологической добавки он содержит вермикулит при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Неорганическое

св зующее72-75

Вермикулит8-20

Кварцевый песокОстальное,

кроме того в качестве неорганического св зующего он содержит суспензию гипса в воде при соотношении весовых частей гипс : вода- 1:2,36.

П р и м е р. В лабораторных услови х НПО РостНИЙТМ и в цехе точного лить  Куп нского литейного завода были проведены исследовани  по изучению свойств состава дл  упрочнени  оболочковых форм.

В смеситель заливали 520 мл водопроводной воды ГОСТ 2874-82, затем вводили

220 г гипса строительного ГОСТ 125-70 и перемешивали 1 мин, В полученную суспензию вводили 110 г кварцевого песка Верх- не-Днепровского карьера марки 1К02А

ГОСТ 2189-78 и перемешивали в течение 1,5 мин, а затем вводили 150 г вермикулита средней фракции марки 100 ГОСТ 12865-67. Полученный состав перемешивали 2 мин и заливали в форму цилиндра дл  получени 

стандартных образцов ф 50 мм и h -50 мм, которые после отверждени  й прокалки при 1000°С подвергали испытани м. Аналогичным образом были получены 5 вариантов предлагаемого состава и один вариант по

прототипу.

Вли ние состава на коробление отливок провер ли на оболочковых формах турби- нок дл  трубокомпрессора ТКР-11. Дл  этого оболочковую форму устанавливали

воронкой вниз в жакет так, чтобы между оболочкой и жакетом был зазор не менее 15 мм, и заливали приготовленным составом . Затем форму подвергали вибрации в течение 15-20 сек. Спуст  15-20 мин состав

твердел, форму извлекали вместе с залитым составом и передавали на прокалку. Прокалку и заливку форм металлом производили без опок. После охлаждени  состав легко разрушалс , так как он не спекалс  и имел

многочисленные поры. После обрезки прибыли отливки турбин подвергали выщелачиванию и контролю размерной точности (коробление диска турбинки).

В табл.1 приведены составы Мг 1-5 по

предлагаемому техническому решению и № 6 согласно прототипу.

В примере конкретного исполнени  предлагаетс  состав № 3, пересчитанный в весовые части дл  удобства манипулировани .

В табл.2 представлены свойства испытуемых составов дл  упрочнени  оболочковых форм.

Как видно из табл.2 газопроницаемость

предлагаемого состава в 4-4,5 раза выше известного, прочность прокаливани , характеризующа  степень разрушени  состава , в 10-12 раз ниже, объемна  масса состава уменьшаетс  з 4-5 раз, биение диска турбинки сокращаетс  в 3 раза.

Оптимальное содержание гипсового св зующего в составе 72-75 мас.%. При содержании его выше 75 мас.% сокращаетс  врем  твердени  состава, что снижав технологичность . При содержании гипсового св зующего менее 72 мас.% снижаетс  газопроницаемость состава, увеличиваетс  врем  твердени  и биение диска отливки турбинки.

При содержании вермикулита более 20 мае % резко снижаетс  прочность состава после прокаливани , а при содержании менее 8 мас.% увеличиваетс  биение диска турбинки и объемна  масса состава.

Гипсова  суспензи  готовилась в соотношении гипс : вода - 1 : 2,36 из расчета необходимой текучести по общеприн той технологии, а также исход  из последующей прочности состава.

Использование предлагаемого состава дл  упрочнени  оболочковых форм обеспечивает следующие технико-экономические преимущества:

-значительно повышаетс  газопроницаемость состава;

-сокращаетс  брак отливок по короблению и газовым раковинам;

-сокращаетс  трудоемкость очистки лить  из упрочн ющего состава;

-отпадает необходимость в использовании опок из жароупорной стали.

Claims (2)

1.Состав дл  упрочнени  оболочковых форм, прокаливаемых без опок, включающее неорганическое св зующее, огнеупорный наполнитель и технологическую добавку, отличающийс  тем, что, с целью предотвращени  короблени  форм и повышени  газопроницаемости упрочн ющего состава, а также улучшени  качества

0 отливок за счет упрощени  процесса очистки отливок от упрочн ющего состава, в качестве технологической добавки он содержит вермикулмт, а в качестве огнеупорного наполнител  - кварцевый песок,

5 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Неорганическое св зующее72-75

Вермикулит8-20

0 Кварцевый песокОстальное.

2.Состав по п.1,отличающийс  тем, что в качестве неорганического св зующего он содержит суспензию гипса в воде в соотношении 1:2,6 мас.%.

Таблица 1

Таблица 2