RU2162762C1

RU2162762C1 - Method of preparing sand for manufacture of gypsum molds and cores in production of castings from nonferrous alloys

Info

Publication number: RU2162762C1
Application number: RU99119673A
Authority: RU
Inventors: Л.Г. Знаменский; Б.А. Кулаков; В.А. Романов; О.В. Ивочкина
Original assignee: Южно-Уральский государственный университет
Priority date: 1999-09-14
Filing date: 1999-09-14
Publication date: 2001-02-10

Abstract

FIELD: foundry. SUBSTANCE: method includes preparation of aqueous solution of aluminochromophosphate binder with surfactant; treatment of obtained solution with ultrasound for 3-10 min; mixing of obtained solution with prepared sand of dry ingredients by bubbling with simultaneous application of ultrasonic field for 3-8 min. Treatment of aqueous solution of aluminochromophosphate binder and surfactant with ultrasound improved its wetting ability. EFFECT: higher quality of produced castings due to improved rheological properties of sands and mechanical and physical characteristics of gypsum molds and cores. 2 cl, 2 tbl, 2 ex

Description

Изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано для изготовления гипсовых форм и стержней в производстве отливок из цветных сплавов. The invention relates to the field of foundry and can be used for the manufacture of gypsum molds and cores in the manufacture of castings from non-ferrous alloys.

В настоящее время широко используются импортные формовочные гипсовые смеси: "К-90", "Суперкаст", "Сатинкаст", "Ультравест" [1, 2], а также отечественные: "Ювелирная-1" и "Ювелирная-2" [2]. Однако, являясь узкоспециализированными на производство ювелирных изделий, эти смеси не обеспечивают требуемого качества производства машиностроительных отливок, в особенности крупногабаритных и сложнопрофильных. Currently, imported molding gypsum mixtures are widely used: "K-90", "Supercast", "Satinkast", "Ultravest" [1, 2], as well as domestic ones: "Jewelery-1" and "Jewelery-2" [2 ]. However, being highly specialized in the manufacture of jewelry, these mixtures do not provide the required quality for the production of engineering castings, especially large and complex ones.

Применяемые для машиностроительных отливок способы изготовления гипсовых форм и стержней, основанные на обработке смесей в автоклаве [3], являются трудоемкими и дорогостоящими. Кроме того, при этом не достигаются физико-механические свойства гипсовых форм и стержней, необходимые для изготовления массивных и тонкорельефных отливок [3]. The methods of manufacturing gypsum molds and cores used for machine castings, based on the processing of mixtures in an autoclave [3], are laborious and expensive. In addition, the physical and mechanical properties of gypsum molds and cores necessary for the manufacture of massive and thin relief castings [3] are not achieved.

Наиболее близким по технической сущности является способ приготовления смеси для изготовления керамических форм и стержней при производстве отливок из цветных и драгоценных сплавов [4]. В соответствии с указанным прототипом при приготовлении смеси, имеющей состав, мас.%:
Гипс - 10-14
Динас - 59-63
Пылевидный возгон шамотного производства - 3,7-7,0
Алюмохромфосфатное связующее - 0,003-0,02
Вода - остальное
осуществляют предварительную обработку водного раствора алюмохромфосфатного связующего наносекундными электромагнитными импульсами с последующим перемешиванием ингредиентов и вибровакуумированием.The closest in technical essence is the method of preparation of the mixture for the manufacture of ceramic molds and cores in the manufacture of castings from non-ferrous and precious alloys [4]. In accordance with the specified prototype in the preparation of a mixture having a composition, wt.%:
Gypsum - 10-14
Dinas - 59-63
Dusty sublimation of fireclay production - 3.7-7.0
Alumochromophosphate binder - 0.003-0.02
Water - the rest
carry out pre-treatment of an aqueous solution of aluminochromophosphate binder with nanosecond electromagnetic pulses, followed by mixing of the ingredients and vibration vacuum.

Известное техническое решение обеспечивает стабильность свойств смеси и технологичность операции формовки смеси указанного состава. Вместе с тем прототип имеет следующие существенные недостатки:
- недостаточный уровень реологических свойств суспензии для качественного воспроизводства ею поверхности моделей сложнопрофильных машиностроительных отливок;
- отсутствие пористой структуры гипсовых форм и стержней после сушки, их низкая газопроницаемость, которая не позволяет осуществить качественного формирования машиностроительных отливок, в особенности из алюминиевых сплавов, склонных к газонасыщению;
- необходимость проведения для получения заданных свойств длительной высокотемпературной прокалки форм, увеличивающей энергоемкость и себестоимость производства отливок;
- неудовлетворительный комплекс прочностных характеристик форм и стержней для изготовления ответственных машиностроительных отливок, в особенности повышенной массы и габаритов.The known technical solution ensures the stability of the properties of the mixture and the manufacturability of the molding operation of the mixture of the specified composition. However, the prototype has the following significant disadvantages:
- insufficient level of the rheological properties of the suspension for high-quality reproduction by it of the surface of the models of complex engineering castings;
- the absence of the porous structure of gypsum molds and cores after drying, their low gas permeability, which does not allow for the high-quality formation of engineering castings, especially from aluminum alloys, prone to gas saturation;
- the need for long-term high-temperature calcining of molds in order to obtain the desired properties, which increases the energy intensity and cost of production of castings;
- an unsatisfactory complex of strength characteristics of molds and cores for the manufacture of critical engineering castings, in particular of increased weight and dimensions.

В основу изобретения положена задача создать такой способ приготовления смеси определенного состава, который обеспечил бы улучшение реологических свойств суспензии и физико-механических характеристик гипсовых форм и стержней для повышения качества производства сложнопрофильных машиностроительных отливок ответственного назначения из цветных сплавов, в особенности крупногабаритных и массивных. The basis of the invention is the task of creating such a method of preparing a mixture of a certain composition, which would provide an improvement in the rheological properties of the suspension and physico-mechanical characteristics of gypsum molds and cores to improve the quality of production of complex specialized castings for critical purposes from non-ferrous alloys, especially large and massive ones.

Указанная задача решается таким образом, что в способе приготовления смеси для изготовления гипсовых форм и стержней при производстве отливок из цветных сплавов, включающем предварительную физическую обработку одного из ингредиентов смеси и ее перемешивание, согласно изобретению при составе смеси, мас.%:
Гипс - 20-25
Пылевидный кварц - 20-30
Кварцевый песок - 10-20
Алюмохромфосфатное связующее - 0,08-0,20
Поверхностно-активное вещество - 0,14-0,30
Вода - остальное
перед перемешиванием ингредиентов осуществляют подготовку водного раствора алюмохромфосфатного связующего и поверхностно-активного вещества и последующую обработку полученного раствора ультразвуком в течение 3-10 мин. Кроме того, перемешивание ингредиентов смеси проводят путем ее барботажа с одновременным наложением ультразвукового поля в течение 3-8 мин.This problem is solved in such a way that in the method of preparing the mixture for the manufacture of gypsum molds and cores in the manufacture of castings from non-ferrous alloys, including preliminary physical processing of one of the ingredients of the mixture and its mixing, according to the invention, with the composition of the mixture, wt.%:
Gypsum - 20-25
Dust Quartz - 20-30
Quartz sand - 10-20
Alumochromophosphate binder - 0.08-0.20
Surfactant - 0.14-0.30
Water - the rest
before mixing the ingredients, an aqueous solution of an aluminochromophosphate binder and a surfactant is prepared and then treated with ultrasound for 3-10 minutes. In addition, the mixing of the ingredients of the mixture is carried out by bubbling it with the simultaneous application of an ultrasonic field for 3-8 minutes.

Использование в способе приготовления смеси состава, содержащего распространенные формовочные материалы - пылевидный кварц и кварцевый песок в указанном соотношении ингредиентов, а также поверхностно-активное вещество (ПАВ), диктуется необходимостью создания условий для смачиваемости суспензией моделей, уменьшения коэффициента термического линейного расширения (КТЛР) форм и стержней, повышения их прочности и газопроницаемости. The use in the method of preparing a mixture of a composition containing common molding materials - pulverized silica and silica sand in the specified ratio of ingredients, as well as a surfactant, is dictated by the need to create conditions for wettability by suspension of models, to reduce the coefficient of thermal linear expansion (CTE) of forms and rods, increasing their strength and gas permeability.

Соотношение ингредиентов смеси, указанное в формуле изобретения, вызывает формирование необходимых реологических свойств (текучесть и вязкость) и продолжительности затвердевания гипсовых суспензий. The ratio of the ingredients of the mixture specified in the claims causes the formation of the necessary rheological properties (fluidity and viscosity) and the duration of the hardening of gypsum suspensions.

Ультразвуковая (УЗ) обработка предварительно подготовленного водного раствора алюмохромфосфатного связующего (АХФС) и ПАВ для затворения сухих ингредиентов смеси обеспечивает увеличение текучести и продолжительности затвердевания гипсовой суспензии, необходимых для качественного изготовления крупногабаритных форм и стержней. Указанный эффект достигается за счет ионизации используемого раствора под действием ультразвука и более полного протекания реакции гидролиза АХФС, сопровождаемой повышением кислотности раствора. В результате чего образующиеся ионы растворенных веществ затворителя адсорбируются на частицах гипса и частично блокируют его взаимодействие с водой. Кроме того, под влиянием ультразвукового поля наблюдается диспергирование коллоидных частиц раствора, вызывающее уменьшение его вязкости и поверхностного натяжения. Совместная подготовка АХФС с ПАВ и обработка полученного раствора ультразвуком обеспечивает улучшение его смачивающей способности. При этом снижается поверхностное натяжение затворителя и создаются условия при подготовке смеси для ее перехода в пенообразное состояние. В результате обеспечивается улучшение воспроизводимости смесью тонкорельефной поверхности моделей и формируется равномерная высокопористая структура гипсовых форм и стержней при производстве отливок из цветных сплавов. Ultrasonic (US) treatment of a pre-prepared aqueous solution of aluminochromophosphate binder (AHFS) and surfactant for mixing the dry ingredients of the mixture provides an increase in the fluidity and solidification time of the gypsum slurry necessary for the high-quality production of large-sized molds and cores. The indicated effect is achieved due to the ionization of the solution used under the action of ultrasound and a more complete hydrolysis of the AHFS, accompanied by an increase in the acidity of the solution. As a result, the formed ions of the dissolved substances of the hardener are adsorbed on the gypsum particles and partially block its interaction with water. In addition, under the influence of the ultrasonic field, dispersion of colloidal particles of the solution is observed, causing a decrease in its viscosity and surface tension. The joint preparation of AHFS with a surfactant and the treatment of the resulting solution with ultrasound provides an improvement in its wetting ability. At the same time, the surface tension of the caster decreases and conditions are created when preparing the mixture for its transition to a foamy state. As a result, the reproducibility of the mixture of the high-relief surface of the models is improved and a uniform highly porous structure of gypsum molds and cores is formed in the production of non-ferrous alloy castings.

При этом "разжижение" затворителя позволяет увеличить степень наполнения суспензии и за счет этого повысить прочность и трещиноустойчивость форм и стержней. At the same time, the "liquefaction" of the coffer can increase the degree of filling of the suspension and thereby increase the strength and crack resistance of the molds and cores.

Проведение перемешивания ингредиентов смеси путем ее барботажа с одновременным наложением ультразвукового поля создает условия для формирования пористой структуры форм и стержней вследствие активного газонасыщения суспензии, а также равномерного распределения во всем ее объеме и диспергирования образующихся пузырьков воздуха в результате явления кавитации и акустических течений, инициируемых ультразвуком в жидкой фазе суспензии. Кроме того, барботаж смеси, проводимый ее продувкой сжатым воздухом, обеспечивает качественное перемешивание ингредиентов, исключает необходимость использования электромешалок и увеличивает долговечность технологической оснастки. Mixing the ingredients of the mixture by bubbling with the simultaneous application of an ultrasonic field creates the conditions for the formation of the porous structure of the molds and rods due to the active gas saturation of the suspension, as well as uniform distribution throughout its volume and dispersion of the resulting air bubbles as a result of cavitation and acoustic flows initiated by ultrasound in liquid phase suspension. In addition, the sparging of the mixture, carried out by blowing it with compressed air, provides high-quality mixing of the ingredients, eliminates the need for the use of electric mixers and increases the durability of technological equipment.

При этом проведение операции барботажа в условиях воздействия ультразвука на смесь в течение 3-8 мин является оптимальным, поскольку именно в этот промежуток времени повышается вязкость суспензии до таких значений, при которых образующиеся пузырьки воздуха еще способны к локальному перемещению, но не обладают возможностью удалиться из объема суспензии совсем. Таким образом, указанная продолжительность обработки является необходимой для формирования пористой структуры форм и стержней, повышения их газопроницаемости до значений, обеспечивающих свободное удаление газов из полости только просушенных гипсовых форм при их заливке цветными сплавами, в частности алюминиевыми, особенно склонными к газонасыщению. За счет этого резко снижается брак по газовым раковинам ответственных машиностроительных отливок, например алюминиевых турбин компрессора двигателей внутреннего сгорания. At the same time, a sparging operation under the influence of ultrasound on the mixture for 3-8 minutes is optimal, since it is during this period of time that the viscosity of the suspension increases to such values that the air bubbles that are formed are still capable of local movement, but are not able to leave suspension volume at all. Thus, the indicated processing time is necessary to form the porous structure of the molds and rods, increase their gas permeability to values that ensure free removal of gases from the cavity of only dried gypsum molds when they are filled with non-ferrous alloys, in particular aluminum ones, which are especially prone to gas saturation. Due to this, spoilage in gas sinks of critical engineering castings, for example, aluminum turbines of an internal combustion engine compressor, is sharply reduced.

Предлагаемый способ приготовления смеси для изготовления гипсовых форм и стержней при производстве отливок из цветных сплавов осуществляют следующим образом. The proposed method of preparing a mixture for the manufacture of gypsum molds and cores in the manufacture of castings from non-ferrous alloys is as follows.

Готовят водный раствор АХФС (ТУ6-18-166-78) и ПАВ. В качестве последнего могут быть использованы алкиларилсульфонаты (контакт Петрова, ДС-РАС, сульфонол), оксиэтилированные алкилфенолы (смачиватели ОП-7, ОП-10) и другие [5]. В воду дают 0,3-0,8 мас.% АХФС плотностью 1300-1320 кг/м³ и ПАВ в количестве 0,5-1,0 мас. % (по отношению к массе воды, используемой в качестве затворителя сухих ингредиентов смеси).Prepare an aqueous solution of AHFS (TU6-18-166-78) and surfactant. As the latter, alkylaryl sulfonates (Petrov contact, DS-RAS, sulfonol), hydroxyethylated alkyl phenols (wetting agents OP-7, OP-10) and others can be used [5]. 0.3-0.8 wt.% AHFS with a density of 1300-1320 kg / m ³ and surfactant in an amount of 0.5-1.0 wt. % (in relation to the mass of water used as a solvent for the dry ingredients of the mixture).

Полученный раствор подвергают обработке ультразвуком частотой 20-22 кГц и мощностью 4-6 кВт (на выходе генератора). Для этого может быть применена установка, состоящая из ультразвукового генератора, например марок УЗГ-22-10, УЗГ8-01/22 [6], магнитострикционного преобразователя (ПМС-15) и ванны, дном которой служит волновод, соединенный с сердечником преобразователя. The resulting solution is subjected to sonication with a frequency of 20-22 kHz and a power of 4-6 kW (at the output of the generator). For this, an installation consisting of an ultrasonic generator, for example, grades UZG-22-10, UZG8-01 / 22 [6], a magnetostrictive transducer (PMS-15), and a bath, the bottom of which is a waveguide connected to the core of the transducer, can be used.

Обрабатываемый раствор заливают в ванну и воздействуют ультразвуком в течение 3-10 мин. При проведении операции "озвучивания" менее 3 мин не удается обеспечить требуемую степень ионизации и диспергирования коллоидного раствора и добиться эффекта "разжижения" затворителя. Ультразвуковая обработка водного раствора АХФС и ПАВ более 10 мин оказывается малоэффективной, поскольку дальнейших существенных физико-химических превращений в затворителе практически не происходит и технологические свойства смеси изменяются незначительно. The treated solution is poured into the bath and sonicated for 3-10 minutes. When carrying out the operation of "scoring" for less than 3 minutes, it is not possible to provide the required degree of ionization and dispersion of the colloidal solution and to achieve the effect of "thinning" of the matrix. Ultrasonic treatment of an aqueous solution of AHFS and surfactants for more than 10 minutes is ineffective, since there are practically no further significant physicochemical transformations in the matrix and the technological properties of the mixture change slightly.

Параллельно с УЗ обработкой раствора осуществляют подготовку смеси из сухих ингредиентов: гипса, пылевидного кварца и кварцевого песка в соответствии с представленной рецептурой (см. формулу изобретения). In parallel with the ultrasonic treatment of the solution, a mixture is prepared from dry ingredients: gypsum, pulverized silica and silica sand in accordance with the recipe (see the claims).

Предпочтительнее использовать высокопрочный гипс марок Г-16 и выше Самарского гипсового комбината, пылевидный кварц марки А (ГОСТ 9077-82), а также кварцевые пески марок 2КО315, 2КО2 (ГОСТ 2138-84). It is preferable to use high-strength gypsum of grades G-16 and above the Samara gypsum plant, dust-like quartz of grade A (GOST 9077-82), as well as quartz sands of grades 2KO315, 2KO2 (GOST 2138-84).

Затем сухую гипсовую смесь засыпают в предварительно обработанный ультразвуком водный раствор АХФС и ПАВ из расчета 360-400 мл затворителя на 1 кг смеси. Then, the dry gypsum mixture is poured into an aqueous solution of AHFS and a surfactant pretreated with ultrasound at the rate of 360-400 ml of a saturator per 1 kg of a mixture.

Перемешивание полученной гипсовой суспензии проводят путем ее барботажа, причем с одновременным наложением ультразвукового поля указанных параметров в течение 3-8 мин. Mixing the obtained gypsum suspension is carried out by bubbling, and with the simultaneous application of the ultrasonic field of these parameters for 3-8 minutes

Барботажно-ультразвуковая обработка смеси менее 3 мин не приводит к качественному вспениванию гипсовой смеси и не обеспечивает требуемой пористости форм и стержней. Продолжительность указанной обработки более 8 мин вызывает неравномерность в распределении пор в объеме формы (стержня) вследствие начала повышения вязкости гипсовой суспензии. Bubble-ultrasonic treatment of the mixture for less than 3 minutes does not lead to high-quality foaming of the gypsum mixture and does not provide the required porosity of the molds and cores. The duration of this treatment for more than 8 minutes causes uneven distribution of pores in the volume of the mold (core) due to the onset of increasing the viscosity of the gypsum slurry.

Барботаж гипсовой суспензии может быть осуществлен за счет подачи сжатого воздуха, например из цеховой сети, под давлением 3-5 атм. По окончании барботажно-ультразвуковой обработки смеси она используется для изготовления гипсовых форм и стержней. Sparging of gypsum slurry can be carried out by supplying compressed air, for example from a workshop network, under a pressure of 3-5 atm. At the end of bubble-ultrasonic treatment of the mixture, it is used for the manufacture of gypsum molds and cores.

Предлагаемый способ приготовления смеси для изготовления гипсовых форм и стержней иллюстрируется следующими примерами. The proposed method of preparing a mixture for the manufacture of gypsum molds and cores is illustrated by the following examples.

Пример 1. Осуществляют подготовку водного раствора АХФС и ПАВ. Для этого АХФС (ТУ6-18-166-78) плотностью 1300 кг/м³ дают в дистиллированную воду в количестве 0,3 мас.%. В качестве ПАВ используют смачиватель ОП-7, 0,5 мас.% которого вливают в раствор с последующим перемешиванием.Example 1. Prepare an aqueous solution of AHFS and surfactant. For this, AHFS (TU6-18-166-78) with a density of 1300 kg / m ³ is fed into distilled water in an amount of 0.3 wt.%. As a surfactant, an OP-7 wetting agent is used, 0.5 wt.% Of which is poured into the solution, followed by stirring.

Подготовленный раствор подвергают ультразвуковой обработке при частоте колебаний 22 кГц и мощности 5 кВт (на выходе генератора). Для этого применяют установку, включающую генератор ультразвука (УЗГ-22-10), магнитострикционный преобразователь (ПМС-15), сердечник которого соединен с волноводом, являющимся дном ванны с обрабатываемым раствором [6]. The prepared solution is subjected to ultrasonic treatment at an oscillation frequency of 22 kHz and a power of 5 kW (at the output of the generator). For this, a setup is used that includes an ultrasound generator (UZG-22-10), a magnetostrictive transducer (PMS-15), the core of which is connected to a waveguide, which is the bottom of the bath with the solution to be treated [6].

Варьируют продолжительность УЗ обработки водного раствора АХФС и ПАВ: 3, 5 и 10 мин. Одновременно готовят сухую смесь из высокопрочного гипса марки Г-16, пылевидного кварца марки А (ГОСТ 9077-82) и кварцевого песка марки 2КО315 (ГОСТ 2138-84). Смесь из указанных ингредиентов засыпают в предварительно обработанный ультразвуком раствор и перемешивают с помощью электромешалки при частоте вращения крыльчатки 1800 об/мин в течение 3 мин. Используют следующее соотношение ингредиентов, мас.%:
Гипс - 22
Пылевидный кварц - 25
Кварцевый песок - 15
Алюмохромфосфатное связующее - 0,1
Поверхностно-активное вещество - 0,2
Вода - остальное
Сухую смесь дают в водный раствор АХФС и ПАВ из расчета 360-380 мл затворителя на 1 кг смеси.The duration of ultrasonic treatment of an aqueous solution of AHFS and surfactants varies: 3, 5 and 10 minutes. At the same time, a dry mixture is prepared from high-strength gypsum of the G-16 grade, powdered quartz of the A grade (GOST 9077-82) and quartz sand of the 2KO315 grade (GOST 2138-84). A mixture of these ingredients is poured into a pre-sonicated solution and mixed with an electric mixer at an impeller speed of 1800 rpm for 3 minutes. Use the following ratio of ingredients, wt.%:
Gypsum - 22
Dust Quartz - 25
Quartz sand - 15
Alumochromophosphate binder - 0.1
Surfactant - 0.2
Water - the rest
The dry mixture is given in an aqueous solution of AHFS and surfactant at the rate of 360-380 ml of a saturator per 1 kg of a mixture.

Параллельно для получения сравнительных данных осуществляют приготовление гипсовой смеси согласно прототипу. Подготовленные смеси используют для изготовления форм и стержней с фиксацией их физико-механических свойств. In parallel, to obtain comparative data, the gypsum mixture is prepared according to the prototype. Prepared mixtures are used for the manufacture of molds and cores with fixation of their physical and mechanical properties.

Показателями для сравнения являются смачивающая способность затворителя, продолжительность затвердевания и текучесть смеси, прочность и газопроницаемость форм после сушки. Indicators for comparison are the wetting ability of the curing agent, the duration of the solidification and fluidity of the mixture, the strength and gas permeability of the forms after drying.

Смачивающую способность затворителя определяли по известной методике капиллярной пропитки пористой среды. Для этого измеряли в трубке диаметром 5 мм и высотой 400 мм равновесную высоту пропитки затворителем предварительно подготовленной смеси из кварцевого песка 2КО315 (ГОСТ 2138-84) и пылевидного кварца марки А (ГОСТ 9077-82), взятых в соотношении 3:1 по массе. Чем больше равновесная высота пропитки затворителем (раствором АХФС и ПАВ) пористой среды, тем лучше его смачивающая способность и выше степень воспроизведения гипсовой смесью поверхности моделей. The wetting ability of the curing agent was determined by the known method of capillary impregnation of a porous medium. For this, the equilibrium height of impregnation of a previously prepared mixture of quartz sand 2KO315 (GOST 2138-84) and dust-like quartz grade A (GOST 9077-82) taken in a ratio of 3: 1 by weight was measured in a tube with a diameter of 5 mm and a height of 400 mm in a tube. The greater the equilibrium height of the impregnation of the porous medium with the solvent (AHFS and surfactant solution), the better its wetting ability and the higher the reproducibility of the surface of the models with the gypsum mixture.

Продолжительность затвердевания гипсовой суспензии фиксировали с помощью иглы Вика [7]. The duration of hardening of the gypsum slurry was fixed using a Vic needle [7].

Текучесть смеси оценивали, используя методику Суттарда, по диаметру растечения 250 мл суспензии при поднятии стандартной гильзы (диаметр и высота 50 мм) с гипсовой смесью, с момента затворения которой прошло 8 мин [7]. The fluidity of the mixture was evaluated using the Suttard method, according to the diameter of the flow of 250 ml of the suspension when lifting a standard sleeve (diameter and height 50 mm) with a gypsum mixture, from the moment of mixing of which 8 minutes passed [7].

Прочность форм оценивали, испытывая на изгиб образцы размером (40х20х5)10^-3 м после сушки на воздухе. Газопроницаемость образцов определяли по ГОСТ 23409.6-78.The strength of the molds was evaluated by testing for bending samples (40x20x5) 10 ^-3 m in size after drying in air. The gas permeability of the samples was determined according to GOST 23409.6-78.

Влияние УЗ обработки раствора АХФС и ПАВ на свойства суспензий, форм и стержней представлено в табл. 1. В ней приведены также значения прочности образцов, изготовленных по заявляемому способу при наполнении гипсовой суспензии: 360 мл затворителя на 1 кг сухих составляющих. The influence of ultrasonic treatment of the solution of AHFS and surfactants on the properties of suspensions, forms and rods is presented in table. 1. It also shows the strength values of samples made by the present method when filling gypsum slurry: 360 ml of coformant per 1 kg of dry components.

Пример 2. Аналогично примеру 1 готовят смесь для изготовления гипсовых форм и стержней. Однако используют способ, по которому перемешивание ингредиентов смеси проводят путем ее барботажа с одновременным наложением ультразвукового поля (частота 22 кГц, мощность 5 кВт на выходе генератора). Варьируют продолжительность барботажно-ультразвуковой обработки гипсовой суспензии: 3, 5 и 8 мин. Example 2. Analogously to example 1, a mixture is prepared for the manufacture of gypsum molds and cores. However, a method is used in which the mixing of the ingredients of the mixture is carried out by bubbling it while applying an ultrasonic field (frequency 22 kHz, power 5 kW at the output of the generator). The duration of bubbling-ultrasonic treatment of gypsum suspension varies: 3, 5 and 8 minutes.

Показателями для сравнения являются прочность и газопроницаемость форм, а также их точность после тепловой обработки, характеризуемая коэффициентом термического линейного расширения (КТЛР) в интервале температур 20-300^oC.The indicators for comparison are the strength and gas permeability of the forms, as well as their accuracy after heat treatment, characterized by the coefficient of thermal linear expansion (KTLR) in the temperature range 20-300 ^o C.

КТЛР форм определяли на дилатометре "PAULIK", используя образцы диаметром 5 мм и высотой 30 мм. The CTLR of the forms was determined on a PAULIK dilatometer using samples with a diameter of 5 mm and a height of 30 mm.

Влияние барботажно-ультразвуковой обработки суспензии на свойства форм представлено в табл. 2. The effect of bubble-ultrasonic treatment of the suspension on the properties of the forms is presented in table. 2.

Результаты испытаний показывают, что по сравнению с прототипом заявленный способ приготовления смеси обеспечивает ее реологические свойства, требуемые для изготовления крупногабаритных машиностроительных отливок ответственного назначения. При этом уменьшается КТЛР смеси, улучшается смачиваемость гипсовой суспензией тонкорельефной поверхности моделей, значительно повышается прочность и газопроницаемость форм и стержней в производстве отливок из цветных сплавов. The test results show that, in comparison with the prototype, the claimed method of preparing the mixture provides its rheological properties required for the manufacture of large-sized engineering castings for critical purposes. At the same time, the KTLR of the mixture decreases, the wettability of the thin-relief surface of the models by the gypsum suspension improves, the strength and gas permeability of the molds and cores in the production of non-ferrous alloys are significantly increased.

Способ приготовления смеси опробован при изготовлении турбин компрессора из алюминиевых сплавов. Результаты показывают улучшение качества производства этих сложнопрофильных отливок ответственного назначения. The mixture preparation method was tested in the manufacture of compressor turbines from aluminum alloys. The results show an improvement in the quality of production of these highly specialized castings for critical applications.

Учитывая повышенный комплекс получаемых технологических свойств, заявленный способ приготовления смеси для изготовления гипсовых форм и стержней может быть также использован для получения сложной литейной оснастки, в зубопротезном деле, в художественном литье. Given the increased complex of the obtained technological properties, the claimed method of preparing a mixture for the manufacture of gypsum molds and cores can also be used to obtain complex casting equipment, in denture, in art casting.

Список литературы
1. Урвачев В.П., Кочетков В.В., Горина Н.Б. Ювелирное и художественное литье по выплавляемым моделям сплавов меди. - Челябинск: Металлургия. - 1991. - 168 с.List of references
1. Urvachev V.P., Kochetkov V.V., Gorina N.B. Lost and investment casting of copper alloys. - Chelyabinsk: Metallurgy. - 1991 .-- 168 s.

2. Магницкий О. Н. , Пирайнен В.Ю. Художественное литье. - СПб.: Политехника. - 1996. - 213 с. 2. Magnitsky O. N., Pirainen V.Yu. Art casting. - SPb .: Polytechnic. - 1996. - 213 p.

3. Дошкарж И. , Габриель Я., Гоушть М., Павелка М. Производство точных отливок. - М.: Машиностроение, 1979. - 296 с. 3. Doshkarzh I., Gabriel Y., Gousht M., Pavelka M. Production of precision castings. - M.: Mechanical Engineering, 1979. - 296 p.

4. Патент РФ N 2129932. Смесь для изготовления керамических форм и стержней при производстве отливок из цветных и драгоценных сплавов и способ ее приготовления / Знаменский Л.Г., Кулаков Б.А, Крымский В.В. и др. Бюл. N 13, 1999 (прототип). 4. RF patent N 2129932. A mixture for the manufacture of ceramic molds and cores in the manufacture of castings from non-ferrous and precious alloys and the method of its preparation / Znamensky L.G., Kulakov B.A., Krymsky V.V. et al. Bull. N 13, 1999 (prototype).

5. Моющие средства, их использование в машиностроении и регенерация / А. Ф. Тельков, Ю.С. Козлов. О.К. Кузнецов и др. - М.: Машиностроение, 1993. - 208 с. 5. Detergents, their use in mechanical engineering and regeneration / A. F. Telkov, Yu.S. Kozlov. OK. Kuznetsov et al. - M.: Mechanical Engineering, 1993. - 208 p.

6. Основы физики и техники ультразвука / Б.А. Агранат, М.Н. Дубровин, Н. Н. Хавский и др. - М.: Высшая школа, 1987. - 352 с. 6. Fundamentals of physics and technology of ultrasound / B.A. Agranat, M.N. Dubrovin, N.N. Khavsky and others. - M .: Higher school, 1987. - 352 p.

7. Гутов Л.А., Бабляк Е.Л., Изойко А.П. Художественное литье из драгоценных металлов. - Л.: Машиностроение, 1988. - 224 с. 7. Gutov L.A., Bablyak E.L., Isoiko A.P. Precious metal art casting. - L .: Engineering, 1988 .-- 224 p.

Claims

1. A method of preparing a mixture for the manufacture of gypsum molds and cores in the production of non-ferrous alloy castings, comprising preparing a mixture of dry ingredients, preparing an aqueous solution of an aluminum-chromophosphate binder and mixing them, characterized in that the aqueous solution of an aluminum-chromophosphate binder is prepared with a surfactant and treated the resulting solution by ultrasound for 3 to 10 minutes, while the mixture has the following composition, wt.%:
Gypsum - 20 - 25
Dust Quartz - 20 - 30
Quartz sand - 10 - 20
Alumochromophosphate binder - 0.08 - 0.20
Surfactant - 0.14 - 0.30
Water - Else
2. The method according to claim 1, characterized in that the mixing of the ingredients of the mixture is carried out by bubbling with the simultaneous application of an ultrasonic field for 3 to 8 minutes