RU2532765C1 - Dusting material for manufacture of shell-type moulds as per molten out models - Google Patents

Dusting material for manufacture of shell-type moulds as per molten out models Download PDF

Info

Publication number
RU2532765C1
RU2532765C1 RU2013147255/02A RU2013147255A RU2532765C1 RU 2532765 C1 RU2532765 C1 RU 2532765C1 RU 2013147255/02 A RU2013147255/02 A RU 2013147255/02A RU 2013147255 A RU2013147255 A RU 2013147255A RU 2532765 C1 RU2532765 C1 RU 2532765C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shell
manufacture
iron
electrocorundum
dusting material
Prior art date
Application number
RU2013147255/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Олегович Леушин
Любовь Игоревна Леушина
Владимир Андреевич Ульянов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева", НГТУ
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева", НГТУ filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева", НГТУ
Priority to RU2013147255/02A priority Critical patent/RU2532765C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2532765C1 publication Critical patent/RU2532765C1/en

Links

Landscapes

  • Mold Materials And Core Materials (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention refers to foundry engineering. Dusting material contains the following, wt %: electrocorundum 30-40, iron scale 25-35, and iron is the rest.
EFFECT: improving quality of shell-type moulds and the obtained casts.
1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к литейному производству, а именно к получению отливок по выплавляемым моделям.The invention relates to foundry, and in particular to the production of investment castings.

Известна суспензия для изготовления оболочковых форм на основе этилсиликатного связующего, включающая этилсиликат, воду, поверхностно-активное вещество, соляную кислоту, ортофосфорную кислоту, алюмометилсиликонат натрия в виде 15%-ного водного нейтрализованного раствора с рН 2-6, огнеупорный наполнитель, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит электрофильтровую пыль из отходов ферросплавных печей при выплавке кремнийсодержащих соединений: технического кремния, ферросилиция, силикохрома при следующих соотношениях ингредиентов, масс.: этилсиликат 4,0-11,7; вода 18,0-22,7; поверхностно-активное вещество 0,09-0,1; соляная кислота 0,5-0,1; ортофосфорная кислота 0,3-1,25; алюмометилсиликонат натрия в виде 15%-ного водного нейтрализованного раствора рН 2-6 1,9-2,5; электрофильтровая пыль ферросплавных печей 0,5-12,5; огнеупорный наполнитель - остальное [1].A known suspension for the manufacture of shell forms based on ethyl silicate binder, including ethyl silicate, water, surfactant, hydrochloric acid, phosphoric acid, sodium aluminomethyl silicate in the form of a 15% aqueous neutralized solution with a pH of 2-6, a refractory filler, characterized in that it additionally contains electrostatic dust from the waste of ferroalloy furnaces in the smelting of silicon-containing compounds: technical silicon, ferrosilicon, silicochrome in the following ratios of the ingredient a, wt .: ethylsilicate 4,0-11,7; water 18.0-22.7; surfactant 0.09-0.1; hydrochloric acid 0.5-0.1; phosphoric acid 0.3-1.25; sodium aluminomethylsiliconate in the form of a 15% aqueous neutralized solution, pH 2-6, 1.9-2.5; electrostatic dust of ferroalloy furnaces 0.5-12.5; refractory filler - the rest [1].

Суспензия имеет ряд недостатков. Требуются дополнительные затраты на приобретение веществ, вводимых в состав суспензии. Кроме того, сложным является процесс подготовки водного нейтрализованного раствора алюмометилсиликоната натрия требуемых концентрации и рН.Suspension has several disadvantages. Additional costs are required for the purchase of substances introduced into the suspension. In addition, the preparation of an aqueous neutralized solution of sodium aluminomethylsiliconate of the required concentration and pH is complicated.

Известен способ изготовления форм в производстве литья по выплавляемым моделям с применением кварцевого песка для присыпки первого слоя наносимой на блок суспензии, отличающийся тем, что с целью улучшения качества отливок для присыпки второго и последующих слоев используют размолотый шлак - отход ваграночного, доменного или мартеновского производств [2].A known method of manufacturing molds in investment casting using quartz sand to sprinkle the first layer applied to the slurry block, characterized in that in order to improve the quality of castings for sprinkling the second and subsequent layers, ground slag is used - waste of cupola, blast furnace or open-hearth production [ 2].

Данный способ не лишен недостатков. Вводится дополнительная операция по размалыванию шлаков, характеризующаяся высокой трудоемкостью. Использование диоксида кремния в качестве обсыпочного материала обусловливает возможные негативные последствия полиморфных превращений в кварце, приводящие к ослаблению прочности форм и снижению их трещиностойкости.This method is not without drawbacks. An additional slag grinding operation is introduced, which is characterized by high labor intensity. The use of silicon dioxide as a coating material determines the possible negative consequences of polymorphic transformations in quartz, leading to a weakening of the strength of the molds and a decrease in their crack resistance.

Известен способ изготовления форм для литья по выплавляемым моделям, включающий послойное нанесение на выплавляемую модель суспензии на основе огнеупорного материала с этилсиликатным связующим и последующую обсыпку кварцевым песком каждого слоя, отличающийся тем, что начиная с третьего слоя, обсыпку ведут кварцевым песком с добавлением электрокорунда в количестве до 30% от веса кварцевого песка [3].A known method of manufacturing molds for investment casting, including the layered deposition on a lost wax model of a suspension based on a refractory material with an ethyl silicate binder and subsequent sprinkling with quartz sand of each layer, characterized in that starting from the third layer, the sprinkling is carried out with quartz sand with the addition of fused alumina in the amount of up to 30% by weight of quartz sand [3].

Однако данный способ не лишен недостатков. Введение в состав материала оболочковых форм дорогостоящего электрокорунда приводит к повышению себестоимости отливок, полученных по известному способу.However, this method is not without drawbacks. Introduction to the composition of the material of shell forms of expensive electrocorundum leads to an increase in the cost of castings obtained by a known method.

Наиболее близким к изобретению является обсыпочный материал для изготовления форм по выплавляемым моделям, включающий огнеупорный зернистый материал на основе оксида кремния, отличающийся тем, что с целью повышения качества форм за счет повышения их прочности он дополнительно содержит отходы абразивной обработки отливок из черных сплавов, при следующем соотношении ингредиентов, масс.%: огнеупорный зернистый материал на основе оксида кремния 60-90; отходы абразивной обработки отливок из черных сплавов 10-40 [4].Closest to the invention is a sprinkling material for the production of investment casting molds, including refractory granular material based on silicon oxide, characterized in that in order to improve the quality of the molds by increasing their strength, it additionally contains waste from the abrasive processing of castings from ferrous alloys, in the following the ratio of ingredients, wt.%: refractory granular material based on silicon oxide 60-90; waste abrasive castings from ferrous alloys 10-40 [4].

Однако обсыпочный материал имеет ряд недостатков. Высокое содержание оксида кремния в обсыпочном материале (и в огнеупорном зернистом материале, и в составе отходов абразивной обработки) в превалирующем количестве обусловливает возможные негативные последствия полиморфных превращений в кварце в ходе операций прокаливания и заливки форм металлическим расплавом, что может провоцировать ослабление трещиностойкости и снижение прочности оболочковых форм.However, sprinkling material has several disadvantages. The high content of silicon oxide in the bulk material (both in the refractory granular material and in the composition of abrasive waste) in the prevailing amount determines the possible negative consequences of polymorphic transformations in quartz during calcination and casting operations with metal melt, which can provoke weakening of crack resistance and decrease in strength shell forms.

Эти недостатки устраняются предлагаемым решением.These shortcomings are eliminated by the proposed solution.

Решается задача совершенствования технологического процесса в части использования в качестве материала оболочковой формы вещества, обеспечивающего стабильные прочность и трещиностойкость оболочковых форм.The problem of improving the technological process is solved in terms of using as a material a shell mold of a substance that provides stable strength and crack resistance of shell molds.

Технический результат - повышение экономичности процесса литья по выплавляемым моделям за счет использования отходов производства во всех слоях оболочковой формы при высоком качестве оболочковых форм и отливок, достигаемом за счет полного исключения из состава обсыпочного материала диоксида кремния (кварц) и замены его оксидом алюминия (электрокорунд).EFFECT: increased efficiency of the investment casting process due to the use of production waste in all layers of the shell mold with high quality shell molds and castings, achieved by completely eliminating silicon dioxide (quartz) from the composition of the bulk material and replacing it with aluminum oxide (electrocorundum) .

Технический результат достигается тем, что в качестве обсыпочного материала для изготовления оболочковых форм по выплавляемым моделям используют материал, содержащий отходы абразивной обработки деталей из черных сплавов, включающие электрокорунд, железную окалину и железо, имеющий следующий состав, % масс.: электрокорунд 30-40, железная окалина 25-35, железо - остальное.The technical result is achieved by the fact that as a sprinkling material for the manufacture of shell molds according to investment casting, a material is used that contains waste from abrasive processing of parts from ferrous alloys, including electrocorundum, iron oxide and iron, having the following composition,% mass .: electrocorundum 30-40, iron oxide 25-35, iron - the rest.

Данный техногенный отход образуется на машиностроительных предприятиях, имеющих в своем составе цеха механической обработки, и в большинстве случаев отправляется непосредственно на полигоны промышленных отходов для захоронения.This technogenic waste is generated at machine-building enterprises, which include machining workshops, and in most cases are sent directly to industrial waste landfills for disposal.

Использование в качестве обсыпочного материала отходов абразивной обработки деталей из черных сплавов (абразивная пыль шлифовальных кругов обработки деталей из черных сплавов), представляющего собой механическую смесь электрокорунда, железной окалины и железа, позволяет обеспечить повышение прочности оболочковых форм за счет создания железом своеобразного армирующего каркаса с высокой теплопроводностью, а также увеличить трещиностойкость форм из-за присутствия в материале оболочки электрокорунда с коэффициентом линейного термического расширения, существенно меньшим, чем у кварца. Кроме того, одновременное присутствие в составе материала окислов железа и алюминия создает предпосылки для образования в рабочем слое оболочки при высоких температурах шпинелей ферраллитного типа, способных удерживать большое количество влаги, что в свою очередь обеспечивает ускоренное спекание керамики.Using abrasive processing of ferrous alloy parts as abrasive material (abrasive dust of grinding wheels for machining of ferrous alloy parts), which is a mechanical mixture of electrocorundum, iron oxide and iron, allows to increase the strength of shell forms by creating a kind of reinforcing framework with high iron thermal conductivity, as well as to increase the crack resistance of forms due to the presence of corundum in the shell material with a linear thermal coefficient Skog extension substantially smaller than that of quartz. In addition, the simultaneous presence of iron and aluminum oxides in the composition of the material creates the prerequisites for the formation of a ferrallite type spinel in the working layer of the shell at high temperatures, which can hold a large amount of moisture, which in turn provides accelerated sintering of ceramics.

При этом уменьшаются затраты литейных цехов на приобретение дорогостоящих веществ, а также на мероприятия по захоронению промышленных отходов цехов механической обработки на специальных полигонах.At the same time, the costs of foundries for the purchase of expensive substances, as well as measures for the disposal of industrial waste from mechanical processing workshops at special landfills, are reduced.

Техногенные отходы, используемые в качестве обсыпочного материала, обеспечивают создание оболочковой формы высокой прочности, способной выдерживать значительные механические и термические нагрузки. Кроме того, высокое содержание в материале электрокорунда способствует увеличению химической и коррозионной стойкости форм, что гарантирует получение качественных отливок.Technogenic wastes used as sprinkling material provide the creation of a shell form of high strength, capable of withstanding significant mechanical and thermal loads. In addition, the high content of electrocorundum in the material contributes to an increase in the chemical and corrosion resistance of the molds, which guarantees high-quality castings.

ПримерExample

Оболочковые формы изготавливали следующим образом. Для изготовления огнеупорной суспензии использовалось готовое связующее ГС-20Э ТУ 6-02-1-046-95 и маршалит (пылевидный кварц) марки А и Б по ГОСТ 9077-82. При необходимости для доводки связующего до рабочей вязкости использовалась добавка азотной кислоты.Shell forms were made as follows. For the manufacture of a refractory slurry, a ready-made binder GS-20E TU 6-02-1-046-95 and marshalite (pulverized silica) of grade A and B according to GOST 9077-82 were used. If necessary, nitric acid was used to adjust the binder to the working viscosity.

В качестве обсыпочного материала применялась абразивная пыль электрокорундовых шлифовальных кругов обработки деталей из черных сплавов на бакелитовой связке, выгорающей при температуре 150-180°С. Испытания проводились для усредненного компонентного состава материала, прошедшего просеивание для распределения по фракциям. Для первого слоя применялся материал с размером фракции 0,2-0,3 мм, для последующих слоев - свыше 0,5 мм.Abrasive dust of electrocorundum grinding wheels for machining parts from ferrous alloys on a bakelite bunch burning out at a temperature of 150-180 ° C was used as a backing material. Tests were carried out for the average component composition of the material that was sieved for distribution over fractions. For the first layer, material with a fraction size of 0.2-0.3 mm was used, for subsequent layers over 0.5 mm.

Общее количество слоев оболочковой формы - пять.The total number of shell-shaped layers is five.

Результаты промышленных испытаний представлены в таблице 1. При использовании отходов абразивной обработки деталей из черных сплавов с отклонением от указанных параметров увеличилось количество форм, забракованных по трещинам после прокалки и из-за разрушения при заливке и снизился выход годных отливок.The results of industrial tests are presented in table 1. When using wastes of abrasive processing of parts from ferrous alloys with deviations from the specified parameters, the number of molds rejected by cracks after calcination and due to fracture during pouring increased and the yield of suitable castings decreased.

Испытания показали эффективность использования предлагаемого материала при высоком качестве оболочковых форм и отливок.Tests have shown the effectiveness of using the proposed material with high quality shell molds and castings.

Источники информацииInformation sources

1. Патент на изобретение РФ №2098217, кл. B22C 1/16, B22C 1/02, B22C 1/10, 1997.1. Patent for the invention of the Russian Federation No. 2098217, class. B22C 1/16, B22C 1/02, B22C 1/10, 1997.

2. Авторское свидетельство СССР №231069, кл. B22C 9/04, 1969.2. Copyright certificate of the USSR No. 231069, cl. B22C 9/04, 1969.

3. Патент на изобретение РФ №2297302, кл. B22C 9/04, 2007.3. Patent for the invention of the Russian Federation No. 2297302, class. B22C 9/04, 2007.

4. Авторское свидетельство СССР №1364386, кл. B22C 1/00, 1988 - прототип. 4. Copyright certificate of the USSR No. 1364386, cl. B22C 1/00, 1988 - prototype.

Таблица 1Table 1 ПрототипPrototype Предлагаемое решениеProposed solution Количество форм, шт.Number of forms 1010 1010 Количество форм, забракованных по трещинам после прокалки, шт.Number of molds rejected for cracks after calcination, pcs. 33 00 Количество форм, забракованных из-за разрушения при заливке, шт.Number of molds rejected due to destruction during pouring, pcs. 22 1one Выход годных отливок, изготовленных в незабракованных формах, %The yield of castings made in non-rejected forms,% 70,070.0 90,090.0

Claims (1)

Обсыпочный материал для изготовления оболочковых форм по выплавляемым моделям, содержащий отходы абразивной обработки деталей из черных сплавов в виде электрокорунда, железной окалины и железа, отличающийся тем, что он содержит указанные отходы в следующем соотношении, мас.%:
электрокорунд 30-40 железная окалина 25-35 железо остальное
Spraying material for the production of shell molds according to investment casting, containing waste from the abrasive processing of parts from ferrous alloys in the form of electrocorundum, iron oxide and iron, characterized in that it contains the specified waste in the following ratio, wt.%:
electrocorundum 30-40 iron oxide 25-35 iron rest
RU2013147255/02A 2013-10-22 2013-10-22 Dusting material for manufacture of shell-type moulds as per molten out models RU2532765C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013147255/02A RU2532765C1 (en) 2013-10-22 2013-10-22 Dusting material for manufacture of shell-type moulds as per molten out models

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013147255/02A RU2532765C1 (en) 2013-10-22 2013-10-22 Dusting material for manufacture of shell-type moulds as per molten out models

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2532765C1 true RU2532765C1 (en) 2014-11-10

Family

ID=53382484

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013147255/02A RU2532765C1 (en) 2013-10-22 2013-10-22 Dusting material for manufacture of shell-type moulds as per molten out models

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2532765C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1364386A1 (en) * 1986-01-24 1988-01-07 Производственное объединение "Ростсельмаш" им.Ю.В.Андропова Sprinkling material
SU1470423A1 (en) * 1987-08-14 1989-04-07 Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола Method of investment-pattern casting
RU2302311C1 (en) * 2006-04-10 2007-07-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" Method for making ceramic shell molds for casting with use of investment patterns

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1364386A1 (en) * 1986-01-24 1988-01-07 Производственное объединение "Ростсельмаш" им.Ю.В.Андропова Sprinkling material
SU1470423A1 (en) * 1987-08-14 1989-04-07 Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола Method of investment-pattern casting
RU2302311C1 (en) * 2006-04-10 2007-07-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" Method for making ceramic shell molds for casting with use of investment patterns

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7136704B2 (en) Sintering aid for dry particle refractory compositions
CN104446564B (en) A kind of preparation method of the zircon corundum brick containing chromium oxide
RU2528643C1 (en) Composition for producing heat-resistant composites
RU2521005C1 (en) Composition for manufacturing heat resistant composites
CA2930571C (en) Silicon carbide-containing mold and facecoat compositions and methods for casting titanium and titanium aluminide alloys
TWI611814B (en) Casting material for casting and casting method using the same
RU2302311C1 (en) Method for making ceramic shell molds for casting with use of investment patterns
US20020165292A1 (en) Casting sand cores and expansion control methods therefor
JP6462347B2 (en) Mold sand and its manufacturing method
KR20080093799A (en) Plastery investment used for investment casting
CN108421960A (en) One kind is with type chill and its preparation process
TWI594822B (en) Gypsum Casting envelope material composition
US20090114365A1 (en) Material used to combat thermal expansion related defects in high temperature casting processes
CA2931206A1 (en) Silicon carbide-containing mold and facecoat compositions and methods for casting titanium and titanium aluminide alloys
JP2011025310A (en) Spherical refractory particle, casting sand composed thereof and mold obtained using the same
RU2532765C1 (en) Dusting material for manufacture of shell-type moulds as per molten out models
US8007580B2 (en) Material used to combat thermal expansion related defects in high temperature casting processes
RU2532764C1 (en) Manufacturing method of multilayer shell-type casting moulds as per molten out models
JP7247172B2 (en) Refractory batch, method for producing monolithic refractory ceramic product from said batch, monolithic refractory ceramic product obtained by said method
JP2020050572A (en) Castable refractory
CN107188571A (en) Anti-erosion acidity Dry vibrating material and its production method
RU2547071C1 (en) Method to make ceramic shells for casting on removed models
CN113811405B (en) Investment powder
EP3050858B1 (en) A method for lining metallurgical vessels using self hardening refractory material
IT201900018890A1 (en) Method for the production of granulated materials suitable to be used for the production of slab or block products starting from a mixture

Legal Events

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

Effective date: 20151023