RU2130358C1 - Суспензия для изготовления оболочковых форм в литье по выплавляемым моделям - Google Patents
Суспензия для изготовления оболочковых форм в литье по выплавляемым моделям Download PDFInfo
- Publication number
- RU2130358C1 RU2130358C1 RU98113797A RU98113797A RU2130358C1 RU 2130358 C1 RU2130358 C1 RU 2130358C1 RU 98113797 A RU98113797 A RU 98113797A RU 98113797 A RU98113797 A RU 98113797A RU 2130358 C1 RU2130358 C1 RU 2130358C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- suspension
- silica
- pyrogenic
- liquid glass
- glass
- Prior art date
Links
- 239000000725 suspension Substances 0.000 title claims abstract description 58
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 9
- 238000005495 investment casting Methods 0.000 title claims description 7
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims abstract description 49
- 229910000604 Ferrochrome Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims abstract description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 55
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 11
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 7
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 claims description 7
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 abstract description 21
- 238000005266 casting Methods 0.000 abstract description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 230000001698 pyrogenic effect Effects 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract description 5
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 229910021485 fumed silica Inorganic materials 0.000 description 31
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 19
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 15
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 12
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 10
- 229910002012 Aerosil® Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 description 6
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 description 5
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 4
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 3
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 3
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 3
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 3
- 150000004761 hexafluorosilicates Chemical class 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- 239000006057 Non-nutritive feed additive Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012717 electrostatic precipitator Substances 0.000 description 2
- 150000004673 fluoride salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 239000003238 silicate melt Substances 0.000 description 1
- 150000003388 sodium compounds Chemical class 0.000 description 1
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N sodium oxide Chemical compound [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001948 sodium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- RVEZZJVBDQCTEF-UHFFFAOYSA-N sulfenic acid Chemical compound SO RVEZZJVBDQCTEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 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
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
Abstract
Суспензия предназначена для изготовления оболочковых форм в литье по выплавляемым моделям. Суспензия содержит жидкое стекло 23,0 - 30,0 мас.%, шлак феррохромовый 0,5-5,0 мас. %, поверхностно-активное вещество 0,2-0,3 мас. %, пирогенный коллоидальный кремнезем 1,5-20,0 мас.%, огнеупорный наполнитель - остальное. Пирогенный коллоидальный кремнезем замедляет взаимодействие жидкого стекла с феррошлаком и повышает живучесть суспензии, огнеупорность и термостойкость керамики. Обеспечивается снижение себестоимости литья, повышение его качества, уменьшается загрязнение окружающей среды. 4 табл.
Description
Изобретение относится к области литейного производства, а именно к суспензиям для изготовления оболочковых форм в литье по выплавляемым моделям.
Известно применение в литье по выплавляемым моделям суспензий, в состав которых входят жидкостекольное связующее и порошкообразный отвердитель - феррохромовый шлак (Васин Ю.П., Никифоров С.А. и др. Самотвердеющие суспензии для оболочковых форм. - Литейное производство, 1993, 1, с.19).
Для улучшения свойств суспензий в их составе рекомендуется применять жидкостекольное связующее с высоким силикатным модулем 4...5 ед. Однако при этом живучесть суспензий снижается, что ограничивает полноту ее использования. При использовании в суспензиях низкомодульного жидкого стекла (2,2...2,5 ед. ) живучесть их увеличивается, но ухудшаются другие их свойства, а также снижается качество оболочек. Так, при использовании низкомодульного жидкого стекла ухудшается кроющая способность суспензий, увеличивается ее склонность к чрезмерному ценообразованию, возрастает длительность упрочнения оболочек на воздухе и при химическом отверждении в жидких или порошкообразных отвердителях, что приводит к увеличению брака оболочек и длительности цикла формообразования. Вместе с тем применение низкомодульного жидкостекольного связующего снижает огнеупорность оболочек, увеличивает их склонность к пластической деформации при прокалке и заливке, что приводит к возрастанию брака отливок по прорыву металла, нарушению геометрических размеров, увеличению пригара, ухудшению выбиваемости керамики.
Улучшить свойства суспензий и керамических оболочек можно применением в суспензии каких-либо технологических добавок, позволяющих снизить содержание жидкостекольного связующего и уменьшить в оболочках содержание щелочных соединений натрия из жидкого стекла.
Наиболее близкой к заявляемой является суспензия на жидкостекольном связующем с добавкой феррохромового шлака (а.с. N 555969, СССР, МКИ В 22 С 9/04, 3/00, 1/10, заявл. 18.06.75, N 2146286/02, опубл. 30.04.77, БИ 16), которая с целью повышения прочности оболочек при прокаливании и улучшения чистоты поверхности отливок в качестве технологической добавки содержит гексафторсиликат металла при следующих соотношениях ингредиентов: шлак феррохромовый, жидкое стекло, пенообразователь, гексафторсиликат металла, огнеупорный наполнитель.
В указанной суспензии добавка гексафторсиликата металлов Al, Mg, Ba, Ca способствует упрочнению жидкостекольной керамики при прокалке. Однако фтористые соли указанных металлов активно реагируют с жидким стеклом в исходном состоянии и приводят к его коагуляции даже при малых содержаниях, что сильно снижает живучесть суспензии (Растворимое стекло. // П.Н. Григорьев, М.А. Матвеев / М.: Госиздат по стройматериалам. - 1956. - С.75, 88-89, 93, 95). Поэтому такие суспензии не могут быть эффективно использованы для изготовления многослойных оболочковых форм в литье по выплавляемым моделям, требующих длительного сохранения исходных свойств.
Вместе с тем фтористые соли указанных металлов являются сильными минерализаторами и увеличивают склонность аморфного кремнезема из жидкого стекла к кристаллизации (Химия стекла // А.А. Аппен / Изд-во "Химия", Ленинград.: 1974. - С. 171), что в свою очередь приводит к снижению термостойкости жидкостекольной керамики и, следовательно, за счет увеличения ее теплового расширения - к повышенному браку оболочек по растрескиванию и браку отливок по просечке и прорыву металла.
Задачей изобретения является разработка такой суспензии на жидкостекольном связующем с добавкой феррохромового шлака, которая обеспечила бы возможность длительного ее использования при формировании многослойных оболочек за счет повышения живучести, а также уменьшения продолжительности прокалки и снижения брака оболочек при прокалке и заливке и отливок по нарушению размерной точности, по просечке и прорыву металла во время заливки за счет повышения огнеупорности и термостойкости керамического материала оболочек.
Поставленная задача решается тем, что суспензия для изготовления оболочковых форм в литье по выплавляемым моделям, включающая феррохромовый шлак, жидкое стекло, поверхностно-активное вещество, огнеупорный наполнитель и технологическую добавку, в качестве технологической добавки содержит пирогенный коллоидальный кремнезем при следующих соотношениях ингредиентов, мас.%:
Шлак феррохромовый - 0,5 - 5,0
Жидкое стекло - 23,0 - 30,0
ПАВ - 0,2 - 0,3
Пирогенный коллоидальный кремнезем - 1,5 - 20,0
Огнеупорный наполнитель - Остальное
Нижний предел содержания феррохромового шлака принят 0,5 мас.%, так как при его меньшем содержании чрезмерно увеличивается время твердения суспензии в нанесенном на модельный блок слое. При содержании феррохромового шлака более 5,0 мас.% живучесть суспензии уменьшается до опасного предела, при котором происходит быстрое коагулирование суспензии в баке обмакивания, что уменьшает полноту ее полезного расходования.
Шлак феррохромовый - 0,5 - 5,0
Жидкое стекло - 23,0 - 30,0
ПАВ - 0,2 - 0,3
Пирогенный коллоидальный кремнезем - 1,5 - 20,0
Огнеупорный наполнитель - Остальное
Нижний предел содержания феррохромового шлака принят 0,5 мас.%, так как при его меньшем содержании чрезмерно увеличивается время твердения суспензии в нанесенном на модельный блок слое. При содержании феррохромового шлака более 5,0 мас.% живучесть суспензии уменьшается до опасного предела, при котором происходит быстрое коагулирование суспензии в баке обмакивания, что уменьшает полноту ее полезного расходования.
Нижний предел содержания жидкого стекла принят 23 мас.%, так как при меньшем содержании уменьшается вязкость суспензии и кроющая способность ее оказывается недостаточной для качественного формирования слоя оболочки. При содержании жидкого стекла более 30 мас.% вязкость суспензии чрезмерно уменьшается и также ухудшается формирование качественного слоя оболочки.
Влияние ПАВ на смачивающую способность суспензии при содержании меньше 0,2 мас. % не наблюдается. Содержание ПАВ более 0,3 мас.% нецелесообразно, так как свойства суспензии меняются мало.
При содержании пирогенного коллоидального кремнезема менее 1,5 мас.% его влияние на свойства суспензий и качество оболочек незначительно, поэтому это содержание принято за нижний предел. При содержании пирогенного кремнезема более 20 мас.% значительно снижается газопроницаемость керамики, что может привести к снижению качества отливок.
Предлагаемая для применения в суспензиях технологическая добавка - пирогенный коллоидальный кремнезем - получается при высокотемпературных процессах обработки кремнеземосодержащих материалов, например, при обжиге аэросила, при обжиге и помоле кварцевого стекла, при выплавке кремнеземосодержащих ферросплавов: ферросилиция, технического кремния, силикохрома и других.
Рентгеноструктурным анализом установлено, что пирогенный коллоидальный кремнезем имеет рентгеноаморфную структуру, как и коллоидальный кремнезем в жидком стекле. Однако, как показали эксперименты, в отличие от частиц коллоидального кремнезема жидкого стекла поверхность частиц пирогенного кремнезема сильно дезактивирована по отношению к водной среде и они слабо реагируют с жидким стеклом и меньше склонны к кристаллизации при прокалке.
Наиболее предпочтительным для применения является пирогенный конденсированный коллоидальный кремнезем, образующийся на электрофильтрах ферросплавных печей при выплавке в них ферросилиция, силикохрома и др. Он является отходом ферросплавного производства, поэтому имеет низкую стоимость и не дефицитен. Кроме этого, использование пылевидного отхода в производстве вместо выбрасывания на свалку улучшает экологию окружающей среды.
Пирогенный конденсированный коллоидальный кремнезем поставляется ферросплавными заводами по ТУ - 249533-01-90 Госстандарта в виде марок МК85, МК80, МК65 и др. и содержит в своем составе до 85 мас.% пирогенного коллоидального кремнезема. Преобладающий размер частиц его составляющей 0,01 мкм. Остальные частицы имеют размер не более 1 мкм.
Из аэросила (ГОСТ 14922-87) пирогенный кремнезем получают путем обжига его частиц при нагреве в печи или пропусканием через плазменную горелку с температурой от 1800 до 2500 С. При этом коллоидальные частицы аэросила дезактивируются, сохраняя свою рентгеноаморфную структуру. Поэтому химическая активность его к жидкому стеклу сильно уменьшается, а коллоидальность частиц сохраняется. Преобладающий размер частиц пирогенного аэросила колеблется от 0,01 до 0,05 мкм.
При размоле кварцевого стекла, полученного из кремнеземистого расплава, электрофильтры улавливают частицы коллоидального размера от 0,05 до 0,1 мкм. При этом частицы сохраняют свою рентгеноаморфную структуру и низкую химическую активность к жидкому стеклу.
Вводимая в суспензию технологическая добавка в виде пирогенного коллоидального кремнезема улучшает свойства жидкостекольных суспензий в исходном состоянии и керамического материала оболочек при их прокаливании. Повышается живучесть жидкостекольных суспензий за счет того, что при введении пирогенного кремнезема общий показатель силикатного модуля вводимого жидкого стекла увеличивается, а коагуляционная стойкость его сохраняется на исходном уровне. Поэтому для приготовления суспензий можно использовать жидкое стекло со стандартным модулем до 3 ед., но со значительно меньшей плотностью. При этом соотношение кремнезема и щелочи в связующем возрастает и силикатный модуль можно значительно увеличивать: до 4,0...5,0 ед. и более.
При этом несмотря на получаемый высокий силикатный модуль жидкостекольного связующего живучесть суспензии значительно возрастает. Это связано, во-первых, с тем, что вводимый пирогенный кремнезем малоактивен к жидкому стеклу и не уменьшает его исходную коагуляционную стойкость, во-вторых, химически инертные частицы пирогенного кремнезема в силу своей коллоидальности и инертности блокируют частицы отвердителя - феррохромового шлака, размер которых колеблется от 80 до 40 мкм. Поэтому процесс химического взаимодействия жидкостекольного связующего и феррохромового шлака сильно замедляется, что повышает живучесть суспензии в исходном, перед нанесением на модель, состоянии.
Вместе с тем добавка пирогенного кремнезема повышает огнеупорность и термостойкость жидкостекольной керамики оболочек за счет того, что при введении дополнительного количества коллоидального кремнезема, позволяющего снизить исходную плотность жидкого стекла, относительное содержание в керамике оксида натрия из жидкостекольного связующего, являющегося плавнем, уменьшается, что увеличивает огнеупорность жидкостекольной связки керамического материала оболочек. Кроме этого, возможность применения при добавлении пирогенного кремнезема жидкостекольного связующего с меньшей плотностью позволяет уменьшить в жидкостекольной керамике количество активного к температурной кристаллизации кремнезема из исходного жидкого стекла на неактивный из пирогенного кремнезема. Поэтому склонность к кристаллизации жидкостекольной связки в материале керамики уменьшается и, следовательно, снижается ее тепловая деформация, что увеличивает свойство термостойкости керамики при резкой смене температур, связанной с выходом оболочек из прокалочных печей или при заливке их металлом.
Как показали испытания, полезное действие пирогенного коллоидального кремнезема начинает заметно проявляться при содержании 1,5 мас.%. Поэтому это содержание пирогенного кремнезема принято за нижний предел. При содержании технологической добавки более 20 мас.% нецелесообразно, т.к. сильно снижается газопроницаемость керамики и доходит до опасного для качества отливок порога. Поэтому за верхний предел содержания технологической добавки принято 20 мас.%.
Для приготовления суспензии используется стандартное натриевое жидкое стекло по ГОСТ 1308-81-92.
В качестве ПАВ используют анионактивные вещества типа сульфанола, пасты ДС-РАС и другие.
Порошкообразный отвердитель применяется в виде феррохромового шлака (отходы феррохромового производства), поставляемого по ТУ 14-11-108-95.
В качестве огнеупорного наполнителя может быть использован любой пылевидный кварц марок КП-1, КП-2 или порошкообразный маршалит. Могут быть использованы и другие огнеупорные материалы на основе оксидов алюминия, циркона, магния, хрома.
Приготовление суспензии можно проводить в любых смесителях с пропеллерной мешалкой, в том числе в стандартных гидролизерах. В процессе перемешивания в мешалку сначала загружают жидкостекольное связующее и ПАВ, затем дают огнеупорный наполнитель и пирогенный кремнезем. В последнюю очередь загружают феррохромовый шлак. Перемешивание проводят до получения равномерной по консистенции суспензии. Контроль готовности суспензии проводят по условной вязкости при истечении из стандартной воронки BЗ-4. Для лицевых слоев применяют суспензию с условной вязкостью 40...50 секунд, для опорных слоев - до 60 секунд. Сушку слоев на моделях проводят на воздухе от 30 до 90 минут в зависимости от типа камер сушки и интенсивности воздухообмена.
Пример реализации изобретения
Для приготовления суспензий использовали пылевидный кварц марки КП-1 (ГОСТ 907-92), натриевое жидкое стекло с модулем 2,8 ед. и плотностью 1300 кг/м3, феррохромовый шлак, пасту ДС-РАС. В качестве предлагаемой технологической добавки использовали пирогенный конденсированный коллоидальный кремнезем в виде отхода ферросплавных печей, полученный при выплавке ферросилиция, а также пирогенный коллоидальный кремнезем, полученный при обжиге аэросила марки А-15 (ГОСТ 14922-87) путем пропускания его через пламя плазменной горелки с температурой 1900...1950oC.
Для приготовления суспензий использовали пылевидный кварц марки КП-1 (ГОСТ 907-92), натриевое жидкое стекло с модулем 2,8 ед. и плотностью 1300 кг/м3, феррохромовый шлак, пасту ДС-РАС. В качестве предлагаемой технологической добавки использовали пирогенный конденсированный коллоидальный кремнезем в виде отхода ферросплавных печей, полученный при выплавке ферросилиция, а также пирогенный коллоидальный кремнезем, полученный при обжиге аэросила марки А-15 (ГОСТ 14922-87) путем пропускания его через пламя плазменной горелки с температурой 1900...1950oC.
Приготовление суспензии проводили в объемном смесителе с пропеллерной вертикальной мешалкой. За один прием готовили суспензию объемом 50 литров. Вязкость суспензии контролировали по BЗ-4 и поддерживали ее постоянной около 50 секунд.
Живучесть суспензии проверяли по стандартной методике с помощью иглы Вика на приборе польского производства. За живучесть принимали время до начала изменения вязкости суспензии, которую определяли в момент, когда игла Вика за контрольное время погружения (1 минута) не достигала дна мерной емкости с суспензией на 2 мм. Время живучести суспензии оценивали в часах.
Огнеупорность готовой керамики проверяли на опытных образцах - пироскопах и по прочности в нагретом состоянии цилиндрических образцов с размерами: диаметр 10 мм, длина 16 мм по методике Никифорова А.П. (Черногоров П.В., Никифоров А.П., Дробах Г.А. Изменение прочности и податливости стержневых смесей в нагретом состоянии. - Литейное производство, 6, 1974, c. 4-6).
Термостойкость керамики проверяли по прочности на изгиб стандартных образцов размером 20х30х5 мм, предварительно прокаленных при температуре 900oC и быстро охлажденных на воздухе до комнатной температуры 20...25oC (Литье по выплавляемым моделям // Под ред. Я.И. Шкленника и В.А. Озерова / 3-е перераб и доп. - М.: Машиностроение, 1984. - С. 200).
Газопроницаемость керамики определяли после прокалки и охлаждения на образцах диаметром 50 мм и толщиной 5 мм по стандартной методике. Результаты испытаний представлены в таблицах. В табл.1 представлены составы испытанных суспензий с добавкой пирогенного кремнезема - отхода ферросплавных печей.
В табл. 2 представлены результаты испытания образцов, полученных из суспензий с добавкой пирогенного кремнезема (числитель) и без него (знаменатель).
В табл. 3 представлены составы суспензий с добавкой пирогенного кремнезема, полученного из обожженного аэросила.
В табл. 4 представлены результаты испытания образцов с добавкой пирогенного аэросила (числитель) и без него (знаменатель).
Как видно из таблиц, заметное влияние пирогенного кремнезема на оценочные параметры начинается при его содержании в суспензии 1,5 мас.% и более. Причем отмечается, что живучесть суспензий уменьшается при увеличении содержания феррошлака от 0,3 до 7 мас.% без добавки пирогенного кремнезема более чем в 34 раза, а с добавками - всего лишь в 7 раз. При этом для каждого состава суспензии добавка пирогенного кремнезема увеличивает живучесть в среднем в 9... 12 раз. Таким образом, можно четко отметить, что пирогенный кремнезем во всех случаях увеличивает живучесть самотвердеющих жидкостекольных суспензий с феррохромовым шлаком. Даже при максимальном содержании феррошлака (7 мас.%) живучесть суспензий с добавкой пирогенного кремнезема увеличивается до семи часов, что позволяет полностью использовать ее на формирование многослойных оболочек в пределах одной рабочей смены.
Однако применение добавки пирогенного кремнезема более 20 мас.% приводит к снижению газопроницаемости керамики до опасного для форм предела (состав N 8 табл. 2 и N 6 табл. 4) и, хотя при этом газопроницаемость керамики допустима с учетом возрастания мелкопористой структуры за счет коллоидальности частиц пирогенного кремнезема, верхний предел его содержания целесообразно ограничить.
Из таблиц также видно, что добавка в суспензию пирогенного кремнезема приводит к увеличению огнеупорности и термостойкости керамики. Повышение огнеупорности керамики объясняется тем, что при добавлении пирогенного кремнезема в коллоидальной форме образующаяся силикатная жидкость при температурах 900oC перераспределяется на гораздо большую поверхность частиц, поэтому удельное отношение ее к поверхности частиц сильно снижается. В результате этого разупрочняющее действие силикатной жидкости снижается.
Как видно из табл. 3 и 4, огнеупорность керамики сильно понижается при увеличении содержания жидкого стекла в исходной суспензии (см. знаменатели результатов испытания), что связано с увеличением расплава силиката натрия в керамике. При добавлении же пирогенного кремнезема (числители) относительное содержание расплава к удельной поверхности частиц интенсивно снижается и тем больше, чем выше содержание пирогенного кремнезема. Поэтому при увеличении содержания в суспензии жидкого стекла содержание пирогенного кремнезема также необходимо увеличивать.
Повышение термостойкости жидкостекольной керамики при добавлении пирогенного кремнезема объсняется особыми свойствами его частиц. Поверхность частиц пирогенного кремнезема дезактивирована при воздействии высоких температур в процессе его получения. Поэтому частицы пирогенного кремнезема слабо реагируют с силикатным расплавом связки при нагреве керамики и в значительной мере сохраняют свою исходную структуру. Поэтому в керамике с добавкой пирогенного кремнезема значительно меньше участков с кристаллической структурой кварца. Вследствие этого керамика меньше испытывает тепловые деформации, связанные с аллотропными превращениями кристаллического кварца. Поэтому термическая стойкость керамики в целом увеличивается. Это хорошо видно по полученным экспериментальным данным табл. 2 и 4. Термостойкость керамики при добавлении пирогенного кремнезема в среднем увеличивается в 2... 5,5 раза. Это позволяет снизить брак отливок по прорыву и просечке металла и для мелких отливок проводить прокалку и заливку оболочек без опорного наполнителя. Это позволяет сократить энергозатраты на прокалку оболочек за счет сокращения времени прокаливания.
В целом экономический эффект достигается за счет исключения из технологии дорогостоящего этилсиликата, сокращения времени формообразования оболочек на 50...70%, уменьшения брака оболочек на 30...50% и отливок на 15... 20%. При этом повышается производительность труда, упрощается производство, улучшается экология окружающей среды.
Claims (1)
- Суспензия для изготовления оболочковых форм в литье по выплавляемым моделям, содержащая шлак феррохромовый, жидкое стекло, поверхностно-активное вещество, огнеупорный наполнитель и технологическую добавку, отличающаяся тем, что в качестве технологической добавки она содержит пирогенный коллоидальный кремнезем при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
Шлак феррохромовый - 0,5 - 5,0
Жидкое стекло - 23,0 - 30,0
ПАВ - 0,2 - 0,3
Пирогенный коллоидальный кремнезем - 1,5 - 20,0
Огнеупорный наполнитель - Остальное
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98113797A RU2130358C1 (ru) | 1998-07-20 | 1998-07-20 | Суспензия для изготовления оболочковых форм в литье по выплавляемым моделям |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98113797A RU2130358C1 (ru) | 1998-07-20 | 1998-07-20 | Суспензия для изготовления оболочковых форм в литье по выплавляемым моделям |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2130358C1 true RU2130358C1 (ru) | 1999-05-20 |
Family
ID=20208619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98113797A RU2130358C1 (ru) | 1998-07-20 | 1998-07-20 | Суспензия для изготовления оболочковых форм в литье по выплавляемым моделям |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2130358C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2214984C2 (ru) * | 2001-10-04 | 2003-10-27 | Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" | Огнеупорная литьевая масса |
| RU2722956C1 (ru) * | 2019-10-21 | 2020-06-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Комсомольский-на-Амуре государственный университет" (ФГБОУ ВО "КнАГУ") | Литейная многослойная оболочковая форма |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1934371C (de) * | 1971-06-24 | Zentralnij nautschno lssledowatel skij Institut technologii maschinostrojenija, Moskau | Flussige, selbsterstarrende Formmasse fur Gießkerne und formen | |
| SU555969A1 (ru) * | 1975-06-18 | 1977-04-30 | Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт технологии машиностроения | Смесь дл упрочнени оболочковых керамических литейных форм |
| SU837551A1 (ru) * | 1979-04-12 | 1981-06-15 | Краматорский Научно-Исследователь-Ский И Проектно-Технологическийинститут Машиностроения Нииптмаш | Жидка самотвердеюща смесь |
| EP0530658A1 (en) * | 1991-09-02 | 1993-03-10 | CENTRO SVILUPPO MATERIALI S.p.A. | Process for the manufacture of ceramic molds to be used for the preparation of unidirectional and single crystal metal components |
-
1998
- 1998-07-20 RU RU98113797A patent/RU2130358C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1934371C (de) * | 1971-06-24 | Zentralnij nautschno lssledowatel skij Institut technologii maschinostrojenija, Moskau | Flussige, selbsterstarrende Formmasse fur Gießkerne und formen | |
| SU555969A1 (ru) * | 1975-06-18 | 1977-04-30 | Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт технологии машиностроения | Смесь дл упрочнени оболочковых керамических литейных форм |
| SU837551A1 (ru) * | 1979-04-12 | 1981-06-15 | Краматорский Научно-Исследователь-Ский И Проектно-Технологическийинститут Машиностроения Нииптмаш | Жидка самотвердеюща смесь |
| EP0530658A1 (en) * | 1991-09-02 | 1993-03-10 | CENTRO SVILUPPO MATERIALI S.p.A. | Process for the manufacture of ceramic molds to be used for the preparation of unidirectional and single crystal metal components |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2214984C2 (ru) * | 2001-10-04 | 2003-10-27 | Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" | Огнеупорная литьевая масса |
| RU2722956C1 (ru) * | 2019-10-21 | 2020-06-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Комсомольский-на-Амуре государственный университет" (ФГБОУ ВО "КнАГУ") | Литейная многослойная оболочковая форма |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105102147B (zh) | 含有硫酸钡的模制材料混合物、模具或模芯及其制造方法、以及硫酸钡的用途 | |
| US5057155A (en) | Mold forming material | |
| CN105960296B (zh) | 含有碳化硅的铸模和表面涂层组合物及铸造钛和铝化钛合金的方法 | |
| EA038380B1 (ru) | Применение обмазывающей композиции, содержащей кислоту, в литейной промышленности | |
| JP2016002572A (ja) | 精密鋳造鋳型製造用スラリー組成物及びその製造方法 | |
| RU2130358C1 (ru) | Суспензия для изготовления оболочковых форм в литье по выплавляемым моделям | |
| JP2011230176A (ja) | 鋳物砂及び鋳物砂組成物並びにそれを用いて得られた鋳造用鋳型 | |
| JP7572970B2 (ja) | 鋳造材料混合物の添加物としての、粒子状合成非晶質二酸化ケイ素を含む粒子材料の使用、対応する方法、混合物、及びキット | |
| RU2098220C1 (ru) | Смесь и способ изготовления литейных керамических стержней | |
| JPS5844945A (ja) | 有機自硬性鋳型に用いる浸炭及び浸硫防止用塗型剤 | |
| JP7537964B2 (ja) | 鋳型造型用組成物 | |
| JP2008207238A (ja) | 鋳造鋳型 | |
| US20240316620A1 (en) | High-inertia Mold Shell for Casting and Preparation Method thereof and Method for Improving Precision of Magnesium Alloy Cast | |
| JP2023534489A (ja) | 鋳造産業で使用するための物品、対応する鋳型、中子、フィード要素又はモールディング材料混合物を作成するための方法並びに装置及び使用 | |
| CN114833300A (zh) | 塞隆陶瓷型壳面层浆料及其制备方法和应用 | |
| JPH0952169A (ja) | 溶鋼容器羽口用耐火物 | |
| JP7700317B2 (ja) | 無機コーテッドサンドおよびその製造方法、鋳造用鋳型、ならびに無機コーテッドサンドの保存安定性の向上方法 | |
| JP7671898B2 (ja) | 鋳型用鋳物砂およびその製造方法、鋳造用鋳型、ならびに鋳型用鋳物砂の保存安定性の向上方法 | |
| CN113811405B (zh) | 熔模粉末 | |
| RU2170155C1 (ru) | Состав противопригарного покрытия для литейных форм и стержней | |
| CN119282054B (zh) | 一种2520耐热不锈钢专用保护渣及其制备工艺 | |
| RU2152841C1 (ru) | Суспензия для изготовления литейных керамических форм и стержней | |
| JP2006212650A (ja) | 鋳型の製造方法 | |
| JPH05208241A (ja) | チタンまたはチタン合金の精密鋳造用鋳型 | |
| RU2148464C1 (ru) | Смесь для изготовления литейных форм и стержней |