SU1353565A1

SU1353565A1 - Способ изготовлени керамических оболочек

Info

Publication number: SU1353565A1
Application number: SU853992351A
Authority: SU
Inventors: Юрий Александрович Селиванов; Всеволод Петрович Кирилишин; Сергей Андреевич Василенко; Николай Иванович Кучмий
Original assignee: Одесский Политехнический Институт
Priority date: 1985-11-01
Filing date: 1985-11-01
Publication date: 1987-11-23

Abstract

Изобретение относитс .к литейно- му производству, в частности к способам изготовлени керамических оболочек дл лить по удал емым модел м. Цель изобретени - улучшение качества лить за счет повьшени прочности оболочек на сжатие и изгиб, а также уменьшени коэффициента термического расширени оболочек и устранени литейной усадки. Способ включает формирование оболочки из суспензии, состо щей из 50-70 мас.% тонкоизмельченного тридимита и/или кристобалита удельной поверхностью 4000-8000 , с содержанием оксида натри и/или кали 2,0-6,0 мас.% и 30-50 мас,% воды и обсыпку огнеупорным материалом. В качестве обсыпочного материала используетс тонкоизмельченный тридимкт и/или кристобалит удельной, поверхностью 200-2000 с содержанием оксида натри и/или кади 0,5-1,0 мас.%. Использование изобретени позвол ет стабилизировать параметры оболочки при высокой температуре, что повышает геометрическую точность отливок. Кроме того, при использовании указанного материала улучшаютс санитарно- гигиенические услови труда. Качество поверхности изготовленных отливок соответствует 6-7 классу шероховатости . 5 табл. ж (Л 00 СП W сл о: сл

Description

1 1353565

Изобретение относитс к литейному производству, в частности к способам изготовлени керамических оболочек по выплавл емым, выжигаемым или раствор емым модел м.5

Цель изобретени - улучшение качества лить за счет повышени прочности оболочек на сжатие и на изгиб, а также уменьшени коэффициента термического расширени оболочек и уст- JO ранени .линейной усадки.

Дл получени оболочек используют суспензию, состо щую из 50-70 мас.%« тонкоизмельченного тридимита и/или кристобалита, удельной поверхностью 4000-8000 с содержанием оксида натри и/или кали 2,0-6,0 мас.% и 30-50 мас.% воды, а в качестве обсы- почного материала используют тонкоПри использовании в суспензии дисперсность ТК должна находитьс в пределах 4000-8000 ,а содержание в нем оксида натри и/или кали 2,0- 6,0 мас.%. Дисперсность ТК ниже 4000 приводит к снижению прочности оболочки как в сыром, так и в сухом (прокаленном) состо ни х, а при использовании материала с дисперсностью выше 8000 не наблюдаетс дальнейшего улучшени прочностных характеристик керамической оболочки и чистоты поверхности отливок .

При содержании и/или в св зующем меньше 2,0 мас.% прочность оболочковых форм не удовлетвор ет требовани м производства, а при содержании выше 6,0 мас.% ухудшаетс

измельченный тридимит и/или кристоба-- 0 термостойкость оболочек. При дисперс- лит. удельной поверхностью 20025

ности материала ТК менее 2000 и при содержании и/или KjG от 0,5 до 1,0 мас.% его используют дл обсыпки (вместо кварцевого песка) модельного блока с нанесенным на него слоем суспензии.

Суспензию приготовл ют путем смешивани пылевидного ТК с водой или путем предварительного затворени ТК расчетным количеством воды с последующим его мокрым помолом.

Способ осуществл етс следующим v образом.

Вначале приготавливают суспензию . 35 и помещают в специальный бак. Модельный блок 2-3 раза погружают в бак с суспензией,, поворачива его вокруг оси на 45-60 , выдерживают 2-3 с и сразу же производ т на специальном

30

с содержанием оксида натри и/или кали 0,5-1,0 мас.%.

Тонкоизмельченньй тридимит и/или кристобалит получают путем обжига в течение 1,5-2,0 ч кварцевого песка в присутствии карбонатов натри и/или кали , например технической соды,при температуре пор дка 1300 С. При этом дл получени материала на основе тридимита требуетс более длительный обжиг и соответственно более высокие энергозатраты, чем дл получени материала на основе кристобалита.

Получаемый щелочно-кремнеземньш ингредиент с кремнеземным модулем 40- 50 подвергают измельчению и дроблению до получени дисперсного порошка. Так как прочность контактных точечных св зей между частицами спекшейс мае- 40 пескосыпе обсыпку сухим ТК дисперсен сравнительно невелика, ее дробле- ностью 200-2000- . Полученньш нив и помол не вызывает больших труд- слой проходит тепловую сушку. Таким ностей.же способом нанос т еще три сло .

Полученный таким образом тонкоиз- Условна в зкость суспензии по мельченный порошок при затворении его 45 ВЗ-4 дл первого сло 35-40 с, а дл водой приобретает св зующие свойства. Это св зующее обладает кремнеземистым модулем 16-50, плотностью 2,3- 2,5 г/см , водороднь м показателем рН 10,2-11,6, термостойкостью 1600последующих 25-30 с,

С увеличением количества слоев оболочковой формы дисперсность обсы- почного материала соответственно 50 уменьшаетс . Например, дл каждого последующего сло она уменьшаетс на 500 и составл ет соответствен1650 С .

В зависимости от дисперсности материала тридимита и/или кристобалита (ТК) и содержани в нем оксида .. натри и/или кали , он может исполь- зоватьс как дл приготовлени суспензии , так и в качестве обсыпОчного материала.

При использовании в суспензии дисперсность ТК должна находитьс в пределах 4000-8000 ,а содержание в нем оксида натри и/или кали 2,0- 6,0 мас.%. Дисперсность ТК ниже 4000 приводит к снижению прочности оболочки как в сыром, так и в сухом (прокаленном) состо ни х, а при использовании материала с дисперсностью выше 8000 не наблюдаетс дальнейшего улучшени прочностных характеристик керамической оболочки и чистоты поверхности отливок .

термостойкость оболочек. При дисперс-

Способ осуществл етс следующим v образом.

Вначале приготавливают суспензию . и помещают в специальный бак. Модельный блок 2-3 раза погружают в бак с суспензией,, поворачива его вокруг оси на 45-60 , выдерживают 2-3 с и сразу же производ т на специальном

пескосыпе обсыпку сухим ТК дисперсностью 200-2000- . Полученньш слой проходит тепловую сушку. Таким же способом нанос т еще три сло .

Условна в зкость суспензии по 45 ВЗ-4 дл первого сло 35-40 с, а дл

последующих 25-30 с,

С увеличением количества слоев оболочковой формы дисперсность обсы- почного материала соответственно 50 уменьшаетс . Например, дл каждого последующего сло она уменьшаетс на 500 и составл ет соответственно дл 1000 см

2 сло 1500 , дл 3 /г и т.,д.

55

После получени оболочки и удалени модели, например, выплавлением, ее помещают в печь и прокаливают при подают под заливку.

помещают 900-1000 с и

Оболочковые формы заливают сталью. После охлаждени оболочка легко отдел етс от металла, а полученные в ней отливки имеют высокое качество поверхности и высокую геометрическую точность.

В табл.1 приведены составы суспензии , полученные различными способами, а в табл.2 приведены полученные при этом свойства оболочек и качество отливок.

В табл.S приведен состав суспензии с различной дисперсностью ТК, а в табл.4 приведены свойства получаемых при этом оболочек и чистота поверхности отливок.

В табл.5 приведены свойства оболочек при использовании в качестве об- сыпочного материала ТК различной дисперсности и получаемое при этом качество отливок.

Предлагаемый способ позвол ет обеспечить стабильность параметров оболочки при высокой температуре, вследствие чего повышаетс геометрическа точность отливок, так как ТК практически не измен етс в объеме при нагревании до 1100°С; повысить термостойкость оболочковых форм,обеспечивающих получение качественных отливок с чистотой поверхности Дб-Л7; удешевить процесс за счет использовани более дешевого из всех известных и примен емых дл этой цели св зую-. щих; улучшить санитарно-гигиенические услови и технику безопасности

60

40 40 40

литейных цехов, так как ТК вл етс нетоксичныг 1 и неогнеопасным.

Claims

Формула изобретени

Способ изготовлени керамических оболочек дл лить преимущественно по удал емым модел м, включающий формирование оболочки путем послойной обмазки модельного блока керамической суспензией с последующей обсыпкой огнеупорным материалом и сушкой, удалением моделей и прокалкой, о т личающийс -тем, что, с целью улучшени качества лить за счет повьш1ени прочности оболочек на сжатие и на изгиб, а также уменьшени коэффициента термического расширени

оболочек и устранени линейной усадки , обмазку провод т составом,мае.Z:

Тонкоизмельченный три- димит и/или кристоба- лит удельной поверхностью 4000- 8000 с содержанием оксида натри и/или кали 2,06 ,0 мас.%50-70

Вода .30-50

а в качестве обсыпочного материала используют тонкоизмельченный триди- мит и/или кристобалит удельной по- верхностью 200-2000 с содержанием оксида натри и/или кали 0,5- 1,О мае.%.

.Таблица 1

60

60

60

60

40

40 40 40

60

60 40 40

Прочность на сжатие, МПа 6,5 15,5 21,5 6,5 18,5 39,0 8,0 21,5 42,0

tf Прочность при изгибе,

МПа

Обща пористость, %

Температура деформации под нагрузкой 0,2 МПа, С

Коэффициент теплопроводности , ккал/м.Ч Град

Коэффициент термического расширени , 1/°С хЮМаксимальна температура применени , С (не более )

Линейна усадка, %

Удельна теплоемкость, ккал/кг °С

Токсичность

Чистота поверхности отливок

2,0 5,0 7,52,0 6,0 9,52,57,511,0

22,0 21,0 20,020,0 18,018,018,517,516,5

1650 1650 16501650 16501650165016501650

0,65 0,65 0,650,65 0,650,650,650,650,65

0,9 0,91 0,920,9 0,920,940,920,940,96

1700 1700 Г/001700 17001700170017001700

.Отсутствует

0,16 0,16 0,160,16 0,160,160,160,160,16

Не токсична

U7ЬбЛбЛ7л6д6 7б6й6

Ингредиенты суспензии

Дисперсность ТК, тыс.см /г . БТонкоизмельченный тридимито-кристо- балит с 4% содержани Macj- се ТК, мас.%

Вода, Mac.Z

60 2,5-3,0 3,5-3,9 4,0-4,2 5,0-5,2 6,0-6,2 7,0-7,2 8,0 40

Таблица 2

Таблица 3

5,27,58,39,0 9,59,5

Прочность на

сжатие, МПа 6,0 23 32 36 38,5 39 39

Прочность на

изгиб, МПа 1,1

Температурна усадка (-) или увеличение объема (+) после нагрева до температуры 1600°С, %, не более

Чистота поверхности отливок, R, мк125 80 50 40 30 20 20

+0,4+0,3 +0,25 +0,2 +0,15 +0,12 +0,12

-Таблица 4