RU2077405C1 - Суспензия для изготовления огнеупорных оболочковых форм по выплавляемым моделям - Google Patents
Суспензия для изготовления огнеупорных оболочковых форм по выплавляемым моделям Download PDFInfo
- Publication number
- RU2077405C1 RU2077405C1 RU94004211A RU94004211A RU2077405C1 RU 2077405 C1 RU2077405 C1 RU 2077405C1 RU 94004211 A RU94004211 A RU 94004211A RU 94004211 A RU94004211 A RU 94004211A RU 2077405 C1 RU2077405 C1 RU 2077405C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- suspension
- shell molds
- stabilizer
- alkoxy
- titanoxane
- Prior art date
Links
- 239000000725 suspension Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 9
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 claims description 11
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 abstract description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 7
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical class O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005495 investment casting Methods 0.000 description 6
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 2
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010410 dusting Methods 0.000 description 2
- -1 ethyl silicates Chemical class 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WDJHALXBUFZDSR-UHFFFAOYSA-M acetoacetate Chemical compound CC(=O)CC([O-])=O WDJHALXBUFZDSR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- INJRKJPEYSAMPD-UHFFFAOYSA-N aluminum;silicic acid;hydrate Chemical compound O.[Al].[Al].O[Si](O)(O)O INJRKJPEYSAMPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- BTANRVKWQNVYAZ-UHFFFAOYSA-N butan-2-ol Chemical compound CCC(C)O BTANRVKWQNVYAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 238000009750 centrifugal casting Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000005350 fused silica glass Substances 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 229920000592 inorganic polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052850 kyanite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010443 kyanite Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 125000000744 organoheteryl group Chemical group 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000011877 solvent mixture Substances 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 1
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 description 1
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
Abstract
Использование: в области металлургии, в литье по удаляемым моделям, а именно в области изготовления керамических оболочковых форм. Сущность: суспензия включает огнеупорный наполнитель и связующее, состоящее из алкоксиэлементоксана, стабилизатора - хелатирующего агента и органического растворителя, которая, согласно изобретению, в качестве алкоксиэлементоксана содержит алкоксититаноксан общей формулы, приведенной в формуле изобретения, где R = CnH2n+1, n = 2-4, m = 2-6, при следующем соотношении ингредиентов, в мас.%: алкоксититаноксан 4-9, стабилизатор 1-5, органический растворитель 14-20, огнеупорный наполнитель - остальное до 100. 1 табл.
Description
Настоящее изобретение относится к области металлургии литью по удаляемым (выплавляемым) моделям, а именно к области изготовления керамических оболочковых форм. Процесс изготовления литьевых керамических форм заключается в нанесении на поверхность модели формообразующих слоев огнеупорных суспензий, состоящих из наполнителя (огнеупорного материала, например электрокорунда, муллита, дистенсиллиманита и др.) и связующего материала (обычно это соединения кремнезема: этилсиликаты, кремнезоли, жидкое стекло) [1,2]
Однако в процессе совершенствования технологии точного литья наблюдается тенденция замены кремнесодержащих связующих новыми связующими, например, на основе соединений алюминия: полисихлорида алюминия [3] алкоксиалюмоксанов [4] волокнистого глиноземного золя [5] Образцы литейной керамики, изготовленные на основе суспензии, в которой в качестве связующего используют волокнистый глиноземный золь, содержащий не более 10% мас. Al2O3, а в качестве наполнителя используют глинозем, плавленный кварц, циркон, муллит, алюмосиликаты, имеют прочность на изгиб после спекания (Тсп 1090oС) 22 кг/см2 [5]
Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по технической сущности и принятой нами за прототип является суспензия для изготовления огнеупорных оболочковых форм по удаляемым моделям, включающая огнеупорный наполнитель и связующее на основе соединений алюминия отличающаяся тем, что в качестве огнеупорного наполнителя она содержит дистенсилламанит, а в качестве связующего смесь алкоксиалюмоксана общей формулы
где R CnH2n+1; n 2-4, m 2-5,
и этилсиликата со средним содержанием оксида кремния 38 мас. и дополнительно содержит органический растворитель и стабилизатор хелатирующий агент при следующем соотношении ингредиентов, в мас.
Однако в процессе совершенствования технологии точного литья наблюдается тенденция замены кремнесодержащих связующих новыми связующими, например, на основе соединений алюминия: полисихлорида алюминия [3] алкоксиалюмоксанов [4] волокнистого глиноземного золя [5] Образцы литейной керамики, изготовленные на основе суспензии, в которой в качестве связующего используют волокнистый глиноземный золь, содержащий не более 10% мас. Al2O3, а в качестве наполнителя используют глинозем, плавленный кварц, циркон, муллит, алюмосиликаты, имеют прочность на изгиб после спекания (Тсп 1090oС) 22 кг/см2 [5]
Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по технической сущности и принятой нами за прототип является суспензия для изготовления огнеупорных оболочковых форм по удаляемым моделям, включающая огнеупорный наполнитель и связующее на основе соединений алюминия отличающаяся тем, что в качестве огнеупорного наполнителя она содержит дистенсилламанит, а в качестве связующего смесь алкоксиалюмоксана общей формулы
где R CnH2n+1; n 2-4, m 2-5,
и этилсиликата со средним содержанием оксида кремния 38 мас. и дополнительно содержит органический растворитель и стабилизатор хелатирующий агент при следующем соотношении ингредиентов, в мас.
алкоксиалюмоксан 9,0-23,0
стабилизатор на основе ацетатных соединений 1,0-5,0
этилсиликат со средним содержанием оксида кремния 38 мас. 5,0-20,0
органический растворитель 12,0-30,0
дистенсиллиманит остальное
Образцы литейной керамики, изготовленные на основе этой суспензии, после спекания (Tсп 1120oС) имеют прочность на изгиб от 27 до 39 кг/см2 [6]
Задачей настоящего изобретения является повышение прочности на изгиб литейных керамических форм.
стабилизатор на основе ацетатных соединений 1,0-5,0
этилсиликат со средним содержанием оксида кремния 38 мас. 5,0-20,0
органический растворитель 12,0-30,0
дистенсиллиманит остальное
Образцы литейной керамики, изготовленные на основе этой суспензии, после спекания (Tсп 1120oС) имеют прочность на изгиб от 27 до 39 кг/см2 [6]
Задачей настоящего изобретения является повышение прочности на изгиб литейных керамических форм.
Указанная задача решается тем, что суспензия для изготовления огнеупорных форм по выплавляемым моделям, включающая огнеупорный наполнитель и связующее, состоящее из алкоксиэлементоксана, стабилизатора хелатирующего агента и органического растворителя, согласно изобретению, содержит в качестве алкоксиэлементоксана алкоксититаноксан общей формулы
где R CnH2n+1, n= 2-4, m 2-6,
при следующем соотношении ингредиентов, в мас.
где R CnH2n+1, n= 2-4, m 2-6,
при следующем соотношении ингредиентов, в мас.
Алкоксититаноксан 4-9
Стабилизатор 1-5
Органический растворитель 14-20
Огнеупорный наполнитель остальное до 100.
Стабилизатор 1-5
Органический растворитель 14-20
Огнеупорный наполнитель остальное до 100.
Алкоксититаноксан получают по пат. США N 2643262, кл. 260-429.5, 1953. Алкоксититаноксан применяют в качестве "сшивающих" агентов для гидроксилсодержащих полиэфиров, производных целлюлозы, смол, лаков, синтетических материалов (сборник "Неорганические полимеры", М. Иностранная литература, 1961, с.343-366).
Использование алкоксититаноксанов в процессе изготовления огнеупорных оболочковых форм для литья по выплавляемым моделям не известно.
В качестве растворителя используют любой нерастворяющий модельную массу органический растворитель или смесь растворителей.
В качестве огнеупорного наполнителя берут электрокорундд, дистенсиллиманит, кианит и др.
Суспензию готовят следующим образом. В раствор алкоксититаноксана в органическом растворителе вводят заданное количество стабилизатора, перемешивают в течение 20-30 минут и добавляют наполнитель, например электрокорунд альфа Al2O3 с зернистостью 5-25 мкм перемешивают еще 20-30 минут.
Наполнитель, вводимый в состав суспензии, предварительно прокаливают при температуре 600oС в течение 2-х часов. Вязкость суспензии задают расчетным соотношением исходных компонентов в пределах 20-50 с. Условия приготовления суспензии: температура помещения 20-25oС, влажность 60-80%
Изготовление керамических оболочковых форм производят по общепринятой технологии литья по выплавляемым моделям.
Изготовление керамических оболочковых форм производят по общепринятой технологии литья по выплавляемым моделям.
Примеры конкретного выполнения способа.
Пример 1. Суспензию готовят на основе раствора гексабутоксититаноксана (С4H9 O)3-Ti-O-Ti-(OC4H9)3 (8,2% мас.), в смеси растворителей этанол (абс.): бутанол 2:1 (15,5% мас.), вводят 3,5% мас. ацетоуксусного эфира и перемешивают в течение 20-30 минут и добавляют наполнитель электрокорунд 72,8% мас. перемешивают 20-30 минут.
Из суспензии на модель (МАИ-165) последовательно наносят формообразующие слои. После нанесения одного слоя, суспензии дают возможность равномерно растечься по поверхности модели и обсыпают порошком электрокорунда альфа-Al2O3 N 20. После этого модель с нанесенным слоем выдерживают во влажной атмосфере (ψ 98%) 1,5-2 часа. Наносят 4 слоя огнеупорного материала. По окончании нанесения слоев модель выплавляют в ванне с модельной массой при температуре 200-220oС, образец литейной керамики спекают при температуре 1350oС, а затем определяют прочность на изгиб образца литейной керамики.
Примеры конкретного состава суспензий и прочность на изгиб образцов литейной керамики, полученных на основе этих суспензий, приведены в таблице.
Суспензии, приготовленные по предложенным составам (примеры 1-3), обладают удовлетворительной гидролитической стабильностью. Так при нанесении на модель этих суспензий, обсыпку можно наносить через 2-3 минуты, то есть в течение этого времени образование пленки, обладающей клеящей способностью, не наблюдается. Готовые суспензии выдерживают хранение в герметично закрытой таре более 30 суток.
Прочность прокаленных образцов литейной керамики (примеры 1-3, графа II), полученных на основе этих суспензий, значительно выше (в 4-5 раз) прочности на изгиб образцов по прототипу (примеры 6, 7, графа II), повышение температуры прокалки до 1350oС приводит к возрастанию прочностных свойств (графа 12.
Суспензии, приготовленные для сравнения при количествах компонентов, выходящих за рамки предложенного состава (примеры 4,5) не могут быть использованы для получения качественных образцов литейной керамики. Так, например, при высокой концентрации титаноксана (более 9% мас) и стабилизатора (более 5% мас, пример 5) резко возрастает вязкость суспензии, что приводит к образованию неравномерного по толщине покрытия (подтеки, налипание комочков обсыпки), что создает условия возникновения концентраторов напряжений в слоях керамических форм и, как следствие, возникновение трещин в форме в процессе их прокалки.
При использовании для изготовления образцов литейной керамики суспензий с низким содержанием титаноксана менее 4% мас. и стабилизатора менее 1% мас. (пример 4), на поверхности модели при нанесении таких суспензий в течение первых 3-5 секунд наблюдается образование пленки, препятствующей налипанию обсыпки, что приводит к невозможности получения образца литейной керамики. Кроме того, такие суспензии (пример 4) не выдерживают длительного хранения.
По сравнению с прототипом значительно возрастают прочностные свойства керамических форм по выплавляемым моделям, что обеспечивает повышение качества литых деталей (снижается брак по засорам), создает возможность использования такой керамики в условиях повышенного давления металла на стенки форм (центробежная заливка, литье крупногабаритных и массивных деталей). Прочность на изгиб прокаленного материала возрастает в 4-5 раз.
Источники информации
1. Литье по выплавляемым моделям. М. Машиностроение, 1984.
1. Литье по выплавляемым моделям. М. Машиностроение, 1984.
2. Химия и технология элементоорганических соединений. М. НИИИЭХИМ, 1972, вып. 1, с. 166-175.
3. Патент США N3933190, кл. 164-26, 1974.
4. Заявка на авт. св. N 4792668 от 15.02.90, положительное решение от 21.12.90, кл. B 22C 1/18.
5. Авт. св. N 1838986, кл. B 22C 1/06, 1993.
6. Патент США N 4196769, кл. 164-26, B 22C 9/04, 1980.
Claims (1)
- Суспензия для изготовления огнеупорных оболочковых форм по выплавляемым моделям, содержащая огнеупорный наполнитель и связующее, отличающаяся тем, что в качестве связующего она содержит раствор алкоксититаноксана со стабилизатором в органическом растворителе при следующем соотношении ингредиентов, мас.Алкоксититаноксан 4 9
Стабилизатор 1 5
Органический растворитель 14 20
Огнеупорный наполнитель Остальное
при этом алкоксититаноксан имеет общую формулу
где R CnH2n+1;
n 2 4;
m 2 6.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94004211A RU2077405C1 (ru) | 1994-02-08 | 1994-02-08 | Суспензия для изготовления огнеупорных оболочковых форм по выплавляемым моделям |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94004211A RU2077405C1 (ru) | 1994-02-08 | 1994-02-08 | Суспензия для изготовления огнеупорных оболочковых форм по выплавляемым моделям |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU94004211A RU94004211A (ru) | 1995-10-20 |
| RU2077405C1 true RU2077405C1 (ru) | 1997-04-20 |
Family
ID=20152242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU94004211A RU2077405C1 (ru) | 1994-02-08 | 1994-02-08 | Суспензия для изготовления огнеупорных оболочковых форм по выплавляемым моделям |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2077405C1 (ru) |
-
1994
- 1994-02-08 RU RU94004211A patent/RU2077405C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 908462, кл. B 22 C 1/06, 1982. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0252862B1 (en) | Ceramic shell mold facecoat and core coating systems for investment casting of reactive metals | |
| US4196769A (en) | Ceramic shell mold | |
| US4578487A (en) | Binding agents containing titanic acid esters for the preparation of coating compositions and refractory bodies, and a method for the preparation of these binding agents | |
| US2829060A (en) | Mould and method of making the same | |
| CN87105530A (zh) | 用于熔模铸造的型芯，制备这种型芯的方法，以及制备内部包含所述型芯的熔模铸造铸型的方法 | |
| EP0207864B1 (en) | Binders for manufacture of precision casting molds | |
| US7500511B2 (en) | Molding composition and method of use | |
| JPH06504233A (ja) | 鋳型としてのセラミックシェルを製造する方法および粘結剤 | |
| RU2077405C1 (ru) | Суспензия для изготовления огнеупорных оболочковых форм по выплавляемым моделям | |
| JPS6363296B2 (ru) | ||
| US20060144556A1 (en) | Shell mold binder composition and method | |
| US4624898A (en) | Processes for the application of refractory compositions to surfaces such as for the preparation of refractory shell molds and refractory compositions produced thereby | |
| US7749933B2 (en) | Rheological additive | |
| RU2082537C1 (ru) | Суспензия для изготовления литейных керамических форм по выплавляемым моделям | |
| IL36333A (en) | Refractory compositions | |
| RU2179492C1 (ru) | Суспензия для изготовления литейных керамических форм по выплавляемым моделям и способ ее получения | |
| JPH038533A (ja) | 希土類酸化物スラリー | |
| FR2723584A1 (fr) | Moules en carapace en ceramique et noyaux pour couler des metaux reactifs | |
| KR920000157B1 (ko) | 용해 도가니용 고순도의 내화코팅 조성물 그리고, 내화코팅 조성물의 코팅 방법 | |
| JP2772090B2 (ja) | 反応性金属鋳造用のセラミック製シェルモールド及びコア | |
| WO2025100445A1 (ja) | 鋳造用塗型剤組成物、鋳物の製造方法および砂焼着き抑制方法 | |
| SU1310090A1 (ru) | Суспензи дл изготовлени форм по выплавл емым модел м | |
| JP2025079331A (ja) | 鋳造用塗型剤組成物、鋳物の製造方法および砂焼着き抑制方法 | |
| HU192361B (en) | Refractory ceramic mask binder | |
| SU1256843A1 (ru) | Комплексный растворитель дл этилсиликатного св зующего |