RU2375144C1 - Manufacturing method of shell moulds by casted models forms - Google Patents

Manufacturing method of shell moulds by casted models forms Download PDF

Info

Publication number
RU2375144C1
RU2375144C1 RU2008117768/02A RU2008117768A RU2375144C1 RU 2375144 C1 RU2375144 C1 RU 2375144C1 RU 2008117768/02 A RU2008117768/02 A RU 2008117768/02A RU 2008117768 A RU2008117768 A RU 2008117768A RU 2375144 C1 RU2375144 C1 RU 2375144C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
refractory
suspension
pasp
filler
layers
Prior art date
Application number
RU2008117768/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Иванович Булавин (RU)
Виктор Иванович Булавин
Лидия Васильевна Абдишева (RU)
Лидия Васильевна Абдишева
Тамара Геннадьевна Рогозина (RU)
Тамара Геннадьевна Рогозина
Юрий Алексеевич Лемницкий (RU)
Юрий Алексеевич Лемницкий
Марина Викторовна Никифорова (RU)
Марина Викторовна Никифорова
Сергей Алексеевич Никифоров (RU)
Сергей Алексеевич Никифоров
Павел Алексеевич Никифоров (RU)
Павел Алексеевич Никифоров
Антон Павлович Никифоров (RU)
Антон Павлович Никифоров
Евгения Павловна Роот (RU)
Евгения Павловна Роот
Алексей Павлович Никифоров (RU)
Алексей Павлович Никифоров
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет"
Priority to RU2008117768/02A priority Critical patent/RU2375144C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2375144C1 publication Critical patent/RU2375144C1/en

Links

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to foundry field. Method includes treatment of model block in refractory suspension and package of each layer by grain crops material on the basis of silicon dioxide. First two layers on model block is implemented with refractory suspension with binding agent in the form of hydrolysed solution of ethyl silicate, and following layers-with binding agent in the form of liquid glass. In suspension with hydrolysed solution of ethyl silicate it is used filler in which it is additionally introduced pyrogenic silica-alumina powder in amount 0.5-30 wt %. In suspension with liquid glass it is used filler in which it is additionally introduced pyrogenic silica-alumina powder in amount 1.5-80 wt %.
EFFECT: rate increasing of drying of envelopes layers, its refractory property and thermal stability.
2 cl, 3 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к литейному производству, в частности к способам изготовления керамических оболочковых форм в точном литье по выплавляемым моделям (ЛВМ).The invention relates to foundry, in particular to methods for the manufacture of ceramic shell molds in precision casting (Lost wax).

Широко известны способы изготовления комбинированных оболочковых форм, по которым на модельном блоке формируют «лицевые» один-три слоя из суспензий на основе гидролизованных растворов этилсиликата, а затем формируют, так называемые «опорные» слои из суспензий на основе растворов жидкого стекла (Литье по выплавляемым моделям/ В.Н.Иванов и другие. - 3-изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1984. - С.228).Widely known are methods of manufacturing combined shell molds, in which one or three layers of suspensions are formed on the model block from suspensions based on hydrolyzed ethyl silicate solutions, and then so-called “support” layers are formed from suspensions based on liquid glass solutions (Lost wax casting Models / V.N. Ivanov and others. - 3-ed., revised. and add. - M .: Mashinostroenie, 1984. - P.228).

В известных способах преимущественно используют в качестве огнеупорного наполнителя диоксид кремния в виде пылевидного кварца и зернистого обсыпочного материала в виде кварцевого песка, которые не обеспечивают получение качественных отливок из-за высоких значений коэффициента термического расширения кварца, приводящего к деформациям и растрескиванию оболочек при прокалке и заливке их металлом.In the known methods, silicon dioxide is mainly used as a refractory filler in the form of pulverized silica and granular dusting material in the form of silica sand, which do not provide high-quality castings due to the high values of the thermal expansion coefficient of quartz, which leads to deformation and cracking of the shells during calcination and pouring their metal.

Для уменьшения термического расширения кварцевосодержащих огнеупорных наполнителей и обсыпочных зерновых материалов в ЛВМ применяют различные минералогические модификации кварца или используют технологические добавки в огнеупорных суспензиях и обсыпочных материалах.To reduce the thermal expansion of quartz-containing refractory fillers and sprinkling grain materials in a PC, various mineralogical modifications of quartz are used or technological additives are used in refractory suspensions and sprinkling materials.

Известен способ изготовления форм для литья по выплавляемым моделям, по которому для уменьшения термических деформаций оболочек в качестве обсыпочного материала используют кварцевый песок с добавкой до 30 мас.% электрокорунда (RU 2297302, В22С 9/04, заявл. 2004.11.18, опубл. 2006.05.10).A known method of manufacturing molds for investment casting, according to which to reduce the thermal deformation of the shells, quartz sand with an addition of up to 30 wt.% Electrocorundum is used as sprinkling material (RU 2297302, B22C 9/04, published 2004.11.18, published 2006.05 .10).

Недостатком данного способа является то, что добавка электрокорунда уменьшает термические расширения лишь в поверхностном объеме слоя оболочки, сформированном обсыпочным материалом с малым содержанием электрокорунда (всего лишь 30 мас.%). Поэтому остальной объем слоя оболочки, сформированный из суспензии на основе пылевидного кварца в качестве огнеупорного наполнителя, не охваченный электрокорундом, сохраняет опасность протекания термического расширения в нем кварца при нагреве оболочек в процессе прокалки и заливке форм металлом.The disadvantage of this method is that the addition of electrocorundum reduces thermal expansion only in the surface volume of the shell layer formed by the bulk material with a low content of electrocorundum (only 30 wt.%). Therefore, the rest of the volume of the shell layer, formed from a suspension based on dusty quartz as a refractory filler, not covered by electrocorundum, retains the risk of thermal expansion of quartz in it when the shells are heated during calcination and the mold is filled with metal.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ изготовления керамических форм для литья по выплавляемым моделям, включающий обработку модельного блока в огнеупорной суспензии, в котором первые один или два слоя выполнены с использованием в качестве связующего гидролизованного раствора этилсиликата и пылевидного диоксида кремния в качестве наполнителя, а последующие слои - с использованием в качестве связующего жидкого стекла и пылевидного диоксида кремния в качестве наполнителя, и последующую обсыпку модельно-керамического блока зернистым материалом на основе диоксида кремния, при этом пылевидный диоксид кремния как наполнитель и зернистый диоксид кремния используют в фазе тридимита (RU №2302311, В22С 9/04, заявл. 2006.04.10; опубл. 2007.07.10).The closest in technical essence and the achieved effect is a method of manufacturing ceramic casting molds for investment casting, including processing the model block in a refractory suspension, in which the first one or two layers are made using ethyl silicate and pulverized silica as a filler in a binder and subsequent layers using liquid glass and pulverized silica as a filler as a binder, and subsequent sprinkling in model-ceramic block particulate material based on silica, with fumed silica as a filler and the particulate silicon dioxide is used in the phase of tridymite (RU №2302311, V22S 9/04, appl 2006.04.10;. published 2007.07.10.).

Недостатками прототипа являются высокая трудоемкость получения огнеупорного наполнителя и зернового обсыпочного материала на основе диоксида кремния в фазе тридимита. Для этого необходимо подвергать дроблению готовой огнеупорной продукции в виде динасовых огнеупорных изделий со структурой тридимита, которая получается длительным высокотемпературным обжигом кварцевосодержащей шихты, что дорого, либо использовать для дробления отходы динасовых огнеупоров после разрушения футеровок плавильных агрегатов, что приводит к засорению огнеупорных наполнителей нежелательными для суспензий включениями, в частности оксидами железа.The disadvantages of the prototype are the high complexity of obtaining refractory filler and grain sprinkling material based on silicon dioxide in the phase of tridymite. For this, it is necessary to crush the finished refractory products in the form of dinas refractory products with a tridymite structure, which is obtained by long-term high-temperature firing of a quartz-containing charge, which is expensive, or to use waste dinas refractories after crushing the lining of the melting aggregates, which leads to clogging of undesirable refractory fillers for clogging inclusions, in particular iron oxides.

Вместе с тем сам процесс дробления, просеивания и классификации получаемых при дроблении огнеупорных изделий или отходов футеровок пылевидных порошков и зерновых обсыпочных материалов является дорогостоящим, трудоемким, сильно пылеобразующим процессом и, следовательно, экологически вредным для окружающей атмосферы.At the same time, the very process of crushing, sieving and classifying refractory products or waste lining of dusty powders and grain sprinkling materials obtained by crushing is an expensive, labor-intensive, highly dust-forming process and, therefore, environmentally harmful to the surrounding atmosphere.

К недостаткам способа также относятся то, что для повышения эффективности в способе предусматривается обработка третьего слоя оболочки с использованием дополнительного связующего в виде алюмоборфосфатного концентрата, а в качестве обсыпки плакированного алюмоборфосфатным концентратом зерновой обсыпочный материал. Однако введение в технологию формирования оболочек дополнительных связующих материалов в виде алюмоборфосфатного концентрата и дополнительных операций по плакированию и сушке зерновых обсыпочных материалов значительно усложняет производство.The disadvantages of the method also include the fact that in order to increase the efficiency the method provides for the treatment of the third layer of the shell using an additional binder in the form of alumina-phosphate concentrate, and as a sprinkling of grain coated with alumina-phosphate concentrate. However, the introduction of additional binder materials in the form of aluminoborophosphate concentrate and additional cladding and drying operations of grain sprinkling materials into the technology of forming shells significantly complicates the production.

Задачей изобретения является разработка такого способа, при реализации которого формируемые на модельном блоке слои оболочек из суспензий на основе известных связующих материалов: гидролизованных растворов этилсиликата, растворов жидкого стекла и при использовании широко распространенных в ЛВМ традиционных огнеупорных материалов на основе диоксида кремния обеспечивали бы повышение скорости сушки оболочек, высокую прочность при нагреве, термостойкость оболочковых форм и снижение себестоимости производства точного литья по выплавляемым моделям.The objective of the invention is to develop such a method, in which the shell layers formed on the model block from suspensions based on known binders: hydrolyzed ethyl silicate solutions, liquid glass solutions and using traditional silicon dioxide-based refractory materials widely used in computers would increase the drying speed shells, high strength during heating, heat resistance of shell molds and cost reduction of precision casting yaemym models.

Задача решается тем, что в способе изготовления оболочковых форм по выплавляемым моделям, включающем обработку модельного блока в огнеупорной суспензии, в котором первые, лицевые слои выполнены с использованием в качестве связующего гидролизованного раствора этилсиликата и пылевидного диоксида кремния в качестве наполнителя, а последующие слои - с использованием в качестве связующего жидкого стекла и пылевидного диоксида кремния в качестве наполнителя, обсыпку каждого слоя зерновым материалом на основе диоксида кремния, согласно изобретению в наполнитель суспензии дополнительно вводят пирогенный алюмосиликатный порошок (ПАСП).The problem is solved in that in a method for manufacturing shell molds according to investment casting, which includes processing the model block in a refractory suspension, in which the first, front layers are made using ethyl silicate and pulverized silica as a filler, and the subsequent layers with using as a binder liquid glass and pulverized silica as a filler, sprinkling each layer with grain material based on silicon dioxide, according to When the suspension is added to the filler, pyrogenic aluminosilicate powder (PASP) is additionally added.

Особенностью способа является то, что в суспензии на основе связующего в виде гидролизованного раствора этилсиликата ПАСП используют в количестве 0,5-30 мас.%, а в суспензии на основе жидкого стекла 1,5-80 мас.%.A feature of the method is that in a suspension based on a binder in the form of a hydrolyzed solution of ethyl silicate, PASP is used in an amount of 0.5-30 wt.%, And in a suspension based on liquid glass 1.5-80 wt.%.

Другой особенностью способа является то, что в качестве ПАСП используют пирогенную дисперсную пыль от фильтров систем газоочистки обжиговых печей, образующуюся при обжиге глин в производстве шамотных огнеупорных изделий и металлургических огнеупорных порошков.Another feature of the method is that pyrogenic dispersed dust from the filters of the gas treatment systems of kilns is used as PASP, which is formed during clay firing in the production of chamotte refractory products and metallurgical refractory powders.

Отличительная особенность изобретения состоит в том, что при использовании в составах суспензий широко применяемых в ЛВМ дешевых кварцевых огнеупорных материалов, за счет добавок пирогенных алюмосиликатных порошков (ПАСП) достигается эффективное повышение скорости сушки комбинированных оболочковых форм, их прочности при нагреве, термостойкости и снижение себестоимости точного литья.A distinctive feature of the invention lies in the fact that when using cheap quartz refractory materials widely used in LANs in suspensions, due to the addition of pyrogenic aluminosilicate powders (PASP), an effective increase in the drying speed of combined shell molds, their strength during heating, heat resistance, and the reduction in the cost of accurate casting.

ПАСП представляет собой алюмосиликатные материалы с содержанием в своем составе до 70 мас.% оксида алюминия и кремнезем, получаемые в виде пирогенной пыли на фильтрах систем газоочистки при обжиге алюминатных глин в производстве огнеупорных материалов. В отличие от других алюмосодержащих материалов ПАСП является пирогенным материалом, так как проходит стадию высокотемпературного обжига при производстве огнеупоров.PASP is aluminosilicate materials with up to 70 wt.% Alumina and silica in its composition, obtained in the form of pyrogenic dust on the filters of gas purification systems during the burning of aluminate clays in the production of refractory materials. Unlike other aluminum-containing materials, PASP is a pyrogenic material, as it goes through the stage of high-temperature firing in the production of refractories.

Поэтому ПАСП характеризуется рядом благоприятных свойств, необходимых для формирования качественных оболочковых форм в литье по выплавляемым моделям и обеспечивает решение поставленной задачи.Therefore, PASP is characterized by a number of favorable properties necessary for the formation of high-quality shell molds in investment casting and provides a solution to the problem.

По своей гранулометрической структуре ПАСП является высокодисперсным материалом с размерами частиц от 4-х до 40 мкм, что позволяет использовать его в качестве добавки в суспензии с основным огнеупорным наполнителем на основе пылевидного кварца и улучшать свойства суспензий и термомеханических характеристик оболочек.According to its granulometric structure, PASP is a highly dispersed material with particle sizes from 4 to 40 μm, which allows it to be used as an additive in a suspension with the main refractory filler based on dust quartz and to improve the properties of suspensions and thermomechanical characteristics of the shells.

Заявителем установлено, что в огнеупорном производстве ПАСП формируется при обжиге алюминатных глин в процессе их механического перемешивания и обжига, при котором образуются пылевидные потоки обожженных дисперсных частиц, которые вместе с потоками горячих газов выносятся к фильтрам в виде дисперсного возгона. При этом частицы возгона при нагреве претерпевают необратимую кристаллизацию минералов исходной глины и их дезактивацию по отношению к связующим растворам суспензий. Поэтому при приготовлении суспензий, в отличие от других видов алюминатных соединений, ПАСП не вступает в активное химическое взаимодействие с компонентами в исходной суспензии и не ухудшает их свойств, но за счет высокой дисперсности частиц повышает ее седиментационную устойчивость и живучесть.The applicant found that in the refractory production PASP is formed during the burning of aluminate clays during their mechanical mixing and firing, in which dusty streams of fired dispersed particles are formed, which, together with the flows of hot gases, are carried to the filters in the form of dispersed sublimation. In this case, the particles of sublimation during heating undergo irreversible crystallization of the minerals of the initial clay and their deactivation in relation to the binder solutions of the suspensions. Therefore, in the preparation of suspensions, unlike other types of aluminate compounds, PASP does not enter into an active chemical interaction with the components in the initial suspension and does not impair their properties, but due to the high dispersion of particles increases its sedimentation stability and survivability.

Другой положительной особенностью ПАСП является то, что при прокаливании оболочек ПАСП, как алюминатный материал, вступает в термохимическое взаимодействие с огнеупорным наполнителем материала оболочек и повышает их термические характеристики.Another positive feature of PASP is that when calcining PASP shells, as an aluminate material, it enters into thermochemical interaction with the refractory filler of the shell material and increases their thermal characteristics.

При использовании ПАСП в суспензиях на этилсиликатном связующем материале при прокалке оболочек формируется материал с высокой термостойкостью за счет образования между частицами кварцевого огнеупорного наполнителя прослоек из алюмосодержащего компонента ПАСП, имеющего малый коэффициент термического расширения. При этом термическое расширение частиц кварца в материале оболочек при нагреве компенсируется прослойками из алюмосодержащего компонента добавки ПАСП за счет твердофазного их спекания. Поэтому термостойкость этилсиликатных слоев оболочек повышается.When PASP is used in suspensions on an ethyl silicate binder, when the shells are calcined, a material with high heat resistance is formed due to the formation of interlayers of quartz refractory filler interlayers from the aluminum-containing PASP component having a low coefficient of thermal expansion. In this case, the thermal expansion of quartz particles in the shell material during heating is compensated by interlayers from the aluminum-containing component of the PASP additive due to their solid-phase sintering. Therefore, the heat resistance of ethyl silicate layers of the shells increases.

При использовании ПАСП в суспензиях на жидкостекольном связующем материале на оболочках формируются слои с более высокой огнеупорностью и термостойкостью. Это связано с тем, что ПАСП дополнительно вносит в состав жидкостекольного материала высокотемпературный компонент в виде оксида алюминия, а за счет другого компонента в виде диоксида кремния повышает общее содержание кремнезема в материале оболочек и, тем самым, повышает силикатный модуль жидкостекольного связующего, способствующего повышению огнеупорности (горячей прочности) оболочек. При этом обогащение силикатного материала оксидами алюминия повышает общую огнеупорность оболочек, так как увеличивает температуру плавления трехкомпонентной системы силикатной связки (SiО2-Na2О-Al2О3) в жидкостекольных слоях оболочек. Поэтому добавка ПАСП, улучшая свойства жидкостекольных суспензий, обеспечивает эффективное повышение огнеупорности и термостойкости жидкостекольных слоев и в целом комбинированных оболочек при прокаливании и заливке их металлом.When PASP is used in suspensions on a liquid glass binder, layers with higher refractoriness and heat resistance are formed on the shells. This is due to the fact that PASP additionally introduces a high-temperature component in the form of alumina into the composition of the liquid-glass material, and due to another component in the form of silicon dioxide increases the total silica content in the shell material and, thereby, increases the silicate modulus of the liquid-glass binder, which increases refractoriness (hot strength) shells. Wherein enriched aluminum oxide silicate material increases the overall refractoriness of the shells, as it increases the melting temperature of a ternary system silicate binder (SiO 2 -Na 2 O-Al 2 O 3) in zhidkostekolnyh shells layers. Therefore, the addition of PASP, improving the properties of liquid glass suspensions, provides an effective increase in the refractoriness and heat resistance of liquid glass layers and, in general, combined shells during calcination and pouring with metal.

Примеры реализации изобретения.Examples of the invention.

Для испытания использовали ПАСП в виде дисперсной пыли, полученной на фильтрах систем газоочистки обжиговых печей в производстве огнеупорных шамотных изделий и металлургических порошков.For testing, PASP was used in the form of dispersed dust obtained on the filters of gas treatment systems of kilns in the production of refractory fireclay products and metallurgical powders.

Первоначально проверили влияние ПАСП на свойства оболочек с использованием в качестве связующего этилсиликата марки ЭТС-40.Initially, the effect of PASP on the properties of shells was tested using ETS-40 grade ethyl silicate as a binder.

Проверка проведена на 4-х - слойных стандартных образцах по технологии совмещенного гидролиза этилсиликата с пылевидным кварцем марки КП-1. Суспензии готовили в стандартном гидролизере конструкции «НИИТАвтопром». Гидролиз ЭТС-40 и приготовление суспензии проводили совмещенным способом по известной технологии (Литье по выплавляемым моделям./В.Н.Иванов и другие. - 3-изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1984. - С.220-223).The test was carried out on 4-layer standard samples using the technology of combined hydrolysis of ethyl silicate with dust-like quartz of the KP-1 grade. Suspensions were prepared in a standard hydrolyzer of the NIITAvtoprom design. The hydrolysis of ETS-40 and the preparation of the suspension was carried out by a combined method according to the known technology (Lost wax casting. / V.N. Ivanov and others. - 3-ed., Revised and additional - M .: Mashinostroenie, 1984. - P. 220-223).

ПАСП в расчетном количестве вводили в суспензию перед введением в нее основной массы огнеупорного наполнителя или в готовую суспензию при доводке ее вязкости. Вязкость суспензии контролировали по прибору ВЗ-4 и во всех случаях поддерживали ее в пределах 50-55 сек.PASP in the calculated amount was introduced into the suspension before introducing the bulk of the refractory filler into it or into the finished suspension when adjusting its viscosity. The viscosity of the suspension was monitored using a VZ-4 instrument and in all cases it was maintained within 50-55 sec.

Скорость сушки определяли по остаточной влажности образцов, проходящих сушку вместе с оболочками в камерах сушки во всех случаях при одинаковых условиях. Время сушки каждого слоя составляло 2 часа при температуре в камере 28°С и относительной влажности воздуха 70% по психрометру.The drying rate was determined by the residual moisture content of the samples being dried together with the shells in the drying chambers in all cases under the same conditions. The drying time of each layer was 2 hours at a temperature in the chamber of 28 ° C and a relative humidity of 70% by psychrometer.

При изготовлении формоблоков из опытных суспензий параллельно готовили стандартные образцы для испытания на огнеупорность - прочность при высоких температурах - «Горячую прочность» и термостойкость. При этом технологические операции во всех случаях поддерживались с одинаковыми режимами.In the manufacture of mold blocks from experimental suspensions, standard samples were simultaneously prepared for testing for refractoriness - strength at high temperatures - "Hot strength" and heat resistance. Moreover, technological operations in all cases were supported with the same modes.

«Горячую прочность» образцов при изгибе σг определяли стандартным методом на изгиб в электрической нагревательной печи при температуре 900°С.The "hot strength" of the samples under bending σ g was determined by the standard method for bending in an electric heating furnace at a temperature of 900 ° C.

Термостойкость оболочек определяли по степени изменения циклической прочности образцов на изгиб σц, обработанных по схеме: нагрев при 900°С с выдержкой 30 мин, последующее охлаждение до 25°С. При этом выбран трехкратный цикл обработки из одной и той же группы образцов. Результаты приняты средние по трем измерениям для каждого цикла «нагрев-охлаждение».The heat resistance of the shells was determined by the degree of change in the cyclic bending strength of the samples σ c , processed according to the scheme: heating at 900 ° C for 30 min, followed by cooling to 25 ° C. In this case, a triple processing cycle from the same group of samples was selected. The results are taken averaged over three measurements for each heating-cooling cycle.

Для сравнения при одинаковых условиях формообразования изготовлены также образцы из суспензии прототипа с использованием в качестве огнеупорного наполнителя диоксида кремния в фазе тридимита и обсыпочного зернового материала на основе диоксида кремния в фазе тридимита. Дополнительной обработки алюмоборфосфатным концентратом слоев и обсыпочного зернового материала, рекомендованной в прототипе, не проводилось. Поэтому сравнительные результаты получены лишь по влиянию на свойства оболочек огнеупорного наполнителя на основе диоксида кремния с минеральной структурой тридимита и обычно применяемого в ЛВМ кварцевого наполнителя марки КП-1.For comparison, under the same shaping conditions, samples were also prepared from a suspension of the prototype using silicon dioxide in the tridymite phase as a refractory filler and sprinkled grain material based on silicon dioxide in the tridimite phase. Additional processing alumina-phosphate concentrate layers and sprinkling of grain material recommended in the prototype was not carried out. Therefore, comparative results were obtained only by the effect on the properties of the shells of a refractory filler based on silicon dioxide with the mineral structure of tridymite and the silica filler of the KP-1 brand commonly used in computers.

Отдельно проведены испытания образцов с использованием жидкостекольных суспензий. Для испытания использовали жидкое стекло с плотностью 1,27 г/см3 и силикатным модулем 2,8 ед. Соотношение жидких и твердых компонентов составляло 1:1,3. ПАСП в расчетном количестве вводили в суспензию вместе с огнеупорным наполнителем - пылевидным кварцем марки КП-1.Separately, samples were tested using liquid glass suspensions. For the test used liquid glass with a density of 1.27 g / cm 3 and a silicate module of 2.8 units. The ratio of liquid to solid components was 1: 1.3. PASP in the calculated amount was introduced into the suspension together with a refractory filler - dust-like quartz of the KP-1 grade.

При случайном выборе содержаний ПАСП в суспензиях показывает совместное действие слоев с добавками ПАСП на термомеханические свойства оболочек.With a random choice of PASP contents in suspensions, it shows the combined effect of layers with PASP additives on the thermomechanical properties of shells.

Проведены испытания комбинированных оболочек по схеме: 2 лицевых слоя, выполненных на этилсиликатном связующем и 2 опорных слоя, выполненных на жидкостекольном связующем.Tests of combined shells were carried out according to the scheme: 2 front layers made on ethyl silicate binder and 2 support layers made on liquid-glass binder.

Для испытания способа на комбинированных образцах выбраны три случайных примера при различных содержаниях ПАСП в суспензиях.To test the method on combined samples, three random examples were selected for different contents of PASP in suspensions.

Пример 1: добавление ПАСП в ЭТС-суспензию 0,5 мас.%; в ЖС-суспензию 30 мас.%.Example 1: the addition of PASP in the ETS suspension of 0.5 wt.%; 30% by weight in a slurry suspension.

Пример 2: добавление ПАСП в ЭТС-суспензию 7 мас.%; в ЖС-суспензию 60 мас.%.Example 2: adding PASP to the ETS suspension of 7 wt.%; 60% by weight in a slurry suspension.

Пример 3: добавление ПАСП в ЭТС-суспензию 30 мас.%; в ЖС-суспензию 20 мас.%.Example 3: adding PASP to the ETS suspension of 30 wt.%; in a slurry suspension 20 wt.%.

Результаты испытания этилсиликатной суспензии с добавками ПАСП представлены в таблице 1, а жидкостекольной суспензии с добавками ВГДП в таблице 2. Результаты испытания комбинированных образцов, изготовленных по схеме: 2×2 представлены в таблице 3.The results of testing ethyl silicate suspension with PASP additives are presented in table 1, and the liquid-glass suspension with additives of VGDP in table 2. Test results of combined samples made according to the scheme: 2 × 2 are presented in table 3.

Таблица 1Table 1 Показатель испытанияTest indicator Содержание ПАСП в ЭТС-суспензии, мас.%The content of PASP in the ETS suspension, wt.% ПрототипPrototype 0,20.2 0,50.5 1,51,5 55 77 15fifteen 2525 30thirty 4040 Ост. влажн. %Ost. humid % 1,861.86 1,841.84 1,791.79 1,731.73 1,421.42 0,870.87 0,750.75 0,670.67 0,630.63 0,610.61 σг, МПаσ g , MPa 3,213.21 3,523.52 3,683.68 3,743.74 4,284.28 4,924.92 5,195.19 6,626.62 6,876.87 6,966.96 σЦ, МПа:σ C , MPa: 1 цикл1 cycle 3,163.16 3,513,51 3,623.62 3,723.72 4,224.22 4,864.86 5,215.21 6,576.57 6,876.87 6,926.92 2 цикл2 cycle 3,033.03 3,323.32 3,363.36 3,433.43 3,583,58 1,431.43 4,164.16 5,165.16 5,125.12 5,565.56 3 цикл3 cycle 2,262.26 2,612.61 2,782.78 2,922.92 3,113.11 1,381.38 3,653.65 4,274.27 4,574,57 4,724.72 Таблица 2table 2 Показатель испытанияTest indicator Содержание ПАСП в ЖС-суспензии, мас.%The content of PASP in ZhS suspension, wt.% ПрототипPrototype 0,20.2 1,51,5 5,55.5 15fifteen 2525 3535 5555 7070 8080 Ост. влажн. %Ost. humid % 2,162.16 1,941.94 1,991.99 1,871.87 1,541,54 1,181.18 0,950.95 0,970.97 0,930.93 0,910.91 σг, МПаσ g , MPa 1,121.12 1,151.15 1,771.77 2,872.87 3,983.98 4,754.75 5,895.89 6,956.95 7,177.17 8,768.76 σц, МПа:σ C, MPa: 1 цикл1 cycle 1,161.16 1,141.14 1,761.76 2,822.82 3,943.94 4,764.76 5,915.91 6,976.97 7,157.15 8,828.82 2 цикл2 cycle 0,430.43 0,720.72 1,361.36 1,431.43 3,583,58 3,883.88 4,164.16 4,964.96 5,125.12 7,357.35 3 цикл3 cycle 00 00 0,780.78 1,121.12 2,112.11 1,381.38 1,951.95 2,272.27 3,873.87 4,224.22 Таблица 3Table 3 Показатель испытанияTest indicator Примеры испытания комбинированных оболочекCombination Shell Test Examples 1one 22 33 σГ, МПаσ G , MPa 6,876.87 8,658.65 7,327.32 σЦ, МПа:σ C , MPa: 1 цикл1 cycle 6,766.76 8,668.66 7,357.35 2 цикл2 cycle 6,436.43 7,977.97 6,236.23 3 цикл3 cycle 4,344.34 6,356.35 5,675.67

Анализ результатов испытания, приведенных в таблице 1, показал, что при добавлении ПАСП в ЭТС-суспензию заметное его влияние на термомеханические свойства оболочек начинается уже при содержании добавки от 0,2 мас.%. Однако для гарантированного улучшения свойств оболочек при малых содержаниях ПАСП принято за минимальное содержание 0,5 мас.%.An analysis of the test results shown in Table 1 showed that when PASP is added to the ETS suspension, its noticeable effect on the thermomechanical properties of the shells begins even when the content of the additive is from 0.2 wt.%. However, for guaranteed improvement of the properties of the shells at low PASP contents, the minimum content of 0.5 wt.% Was taken.

Повышение содержания ПАСП в ЭТС-суспензиях более 30 мас.% нецелесообразно из экономических соображений.An increase in the content of PASP in ETS suspensions of more than 30 wt.% Is impractical for economic reasons.

Анализ результатов испытания, приведенных в таблице 2, показал, что улучшение циклической прочности ЖС-образцов начинается при содержании ПАСП в ЖС-суспензии от 1,5 мас.% и более. Поэтому за минимальное содержание ПАСП в ЖС-суспензии принято 1,5 мас.%. При содержаниях ПАСП в суспензиях более 80 мас.% нецелесообразно из экономических соображений.The analysis of the test results shown in table 2 showed that the improvement in the cyclic strength of the ZhS samples begins when the content of PASP in the ZhS suspension is from 1.5 wt.% Or more. Therefore, the minimum content of PASP in the FS suspension was taken to be 1.5 wt.%. When the content of PASP in suspensions of more than 80 wt.% Is impractical for economic reasons.

Результаты испытаний комбинированных образцов в сочетаниях ЭТС-слоев и ЖС-слоев, приведенных в таблице 3, показывают, что высокие свойства слоев, сформированных на отдельных связующих материалах с добавками ПАСП, в комбинированных оболочках не снижаются, а наоборот повышаются. Это гарантированно обеспечивает повышение качества комбинированных оболочек в литье по выплавляемым моделям при различных сочетаниях слоев и содержаниях ПАСП в суспензиях.The test results of the combined samples in combinations of the ETS layers and the ZhS layers shown in Table 3 show that the high properties of the layers formed on separate binder materials with PASP additives in combined shells do not decrease, but rather increase. This is guaranteed to improve the quality of combined shells in investment casting with various combinations of layers and the contents of PASP in suspensions.

Промышленная применимость способа. Наиболее целесообразно предлагаемый способ применять в производстве точного литья из углеродистых сталей и серого чугуна. При этом способ позволяет значительно расширить номенклатуру литья по массе и габаритным размерам, так как повышенные термомеханические свойства комбинированных оболочек с добавками ПАСП снижают опасность разрушения форм при прокаливании и заливке металлом.Industrial applicability of the method. The most appropriate proposed method is used in the production of precision castings from carbon steel and gray cast iron. Moreover, the method allows to significantly expand the range of castings by weight and overall dimensions, since the increased thermomechanical properties of the combined shells with PASP additives reduce the risk of mold damage during calcination and pouring with metal.

Добавка ПАСП является отходом огнеупорного производства, поэтому она продается по низким ценам, а ее утилизация способствует улучшению экологии территорий от загрязнения пылевидными отвалами.PASP additive is a waste of refractory production, therefore, it is sold at low prices, and its disposal helps to improve the ecology of the territories from pollution by dust dumps.

Использование ПАСП в технологиях точного литья по выплавляемым моделям позволяет использовать дешевые и широко применяемые в ЛВМ кварцевые огнеупорные материалы такие, как пылевидный кварц, природный маршалит, молотую кварцевую муку и за счет этого эффективно снижать себестоимость производства точного литья.The use of PASP in investment casting precision casting technology makes it possible to use cheap and widely used quartz refractory materials such as pulverized quartz, natural marshalite, ground quartz flour and thereby effectively reduce the cost of precision casting.

Claims (2)

1. Способ изготовления оболочковых форм по выплавляемым моделям, включающий обработку модельного блока в огнеупорной суспензии, при которой первые два слоя на модельном блоке выполняют с использованием огнеупорной суспензии со связующим в виде гидролизованного раствора этилсиликата и пылевидного диоксида кремния в качестве наполнителя, а последующие слои - с использованием огнеупорной суспензии со связующим в виде жидкого стекла и пылевидного диоксида кремния в качестве наполнителя, и обсыпку каждого слоя зерновым материалом на основе диоксида кремния, отличающийся тем, что в огнеупорной суспензии со связующим в виде гидролизованного раствора этилсиликата используют наполнитель, в который дополнительно вводят пирогенный алюмосиликатный порошок в количестве 0,5-30 мас.%, а в огнеупорной суспензии со связующим на основе жидкого стекла используют наполнитель, в который дополнительно вводят пирогенный алюмосиликатный порошок в количестве 1,5-80 мас.%.1. A method of manufacturing shell molds according to investment casting, including processing the model block in a refractory suspension, in which the first two layers on the model block are made using a refractory suspension with a binder in the form of a hydrolyzed solution of ethyl silicate and dusty silicon dioxide as a filler, and subsequent layers using a refractory slurry with a binder in the form of liquid glass and pulverized silica as a filler, and sprinkling each layer with grain material on the basis e silicon dioxide, characterized in that in a refractory suspension with a binder in the form of a hydrolyzed solution of ethyl silicate, a filler is used, into which pyrogenic aluminosilicate powder is additionally added in an amount of 0.5-30 wt.%, and in a refractory suspension with a binder based on liquid glass, filler, in which pyrogenic aluminosilicate powder is additionally introduced in an amount of 1.5-80 wt.%. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве пирогенного алюмосиликатного порошока используют пирогенную дисперсную пыль от фильтров систем газоочистки обжиговых печей, образующуюся при обжиге глин в производстве шамотных огнеупорных изделий и металлургических огнеупорных порошков. 2. The method according to claim 1, characterized in that the pyrogenic aluminosilicate powder uses pyrogenic dispersed dust from the filters of the gas treatment systems of kilns, resulting from clay firing in the production of fireclay refractory products and metallurgical refractory powders.
RU2008117768/02A 2008-05-04 2008-05-04 Manufacturing method of shell moulds by casted models forms RU2375144C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008117768/02A RU2375144C1 (en) 2008-05-04 2008-05-04 Manufacturing method of shell moulds by casted models forms

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008117768/02A RU2375144C1 (en) 2008-05-04 2008-05-04 Manufacturing method of shell moulds by casted models forms

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2375144C1 true RU2375144C1 (en) 2009-12-10

Family

ID=41489434

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008117768/02A RU2375144C1 (en) 2008-05-04 2008-05-04 Manufacturing method of shell moulds by casted models forms

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2375144C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2512710C1 (en) * 2012-09-19 2014-04-10 Аркадий Ильич Маляров Method of making 3d moulds from loose sodium silicate mixes using investment patterns
RU2532750C1 (en) * 2013-11-18 2014-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева", НГТУ Manufacturing method of casts as per molten out models

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2512710C1 (en) * 2012-09-19 2014-04-10 Аркадий Ильич Маляров Method of making 3d moulds from loose sodium silicate mixes using investment patterns
RU2532750C1 (en) * 2013-11-18 2014-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева", НГТУ Manufacturing method of casts as per molten out models

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101832945B1 (en) Use of unfired refractory products as a lining in large-volume industrial furnaces, as well as an industrial furnace lined with said unfired refractory products
JP5879414B2 (en) Sintered refractories with improved thermal shock resistance
WO2007061070A1 (en) Refractory brick
CN104446564B (en) A kind of preparation method of the zircon corundum brick containing chromium oxide
CN106145976B (en) Andalusite-mullite-silicon carbide brick for cement kiln and preparation method thereof
JP5927287B2 (en) Composition for refractory or kiln tools of regular or irregular shape
EP0404610B2 (en) Refractory compositions of monoclinic zirconia and articles made therefrom, showing mechanical strength at elevated temperatures and an improved thermal shock resistance
JP7136704B2 (en) Sintering aid for dry particle refractory compositions
RU2302311C1 (en) Method for making ceramic shell molds for casting with use of investment patterns
CN108472722A (en) Including zeolite type micro-structure pours refractory assemblies and application thereof
CN1050591C (en) Fired microporous carbon-aluminium brick
RU2375144C1 (en) Manufacturing method of shell moulds by casted models forms
JP2013043180A (en) Molding sand and method for producing the same
JP4615370B2 (en) Foundry sand
US9764377B2 (en) Method for the production of core sand and/or molding sand for casting purposes
RU2358827C1 (en) Suspension for manufacturing of ceramic shell moulds into foundring by dispensable pattern
CN108160913B (en) Additive for precoated sand
RU2368451C1 (en) Manufacturing method of shell moulds into investment casting
CN108160912B (en) Preparation method of additive for precoated sand
JPH04114969A (en) Nitride-bonded sic refractory material
EP3050858B1 (en) A method for lining metallurgical vessels using self hardening refractory material
RU2368452C1 (en) Manufacturing method of multilayer shell moulds for investment casting (versions)
RU2267469C1 (en) Raw mixture for refractory article production
RU2754334C1 (en) Method for manufacturing a ceramic mold for lost-wax casting
US3778493A (en) Compacting refractory particles having a surface coating of gelled silicasol

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100505