SU871997A1 - Смесь дл изготовлени опорного сло литейной двухслойной керамической формы - Google Patents

Description

(54) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОПОРНОГО СЛОЯ ЛИТЕЙНОЙ ДВУХСЛОЙНОЙ КЕРАМИЧЕСКОЙ

Изобретение относитс  к литейному производству, в частности к технологии изготовлени  двухслойной (комбинированной) керамической формы по посто нным модел м.

Известна смесь дл  изготовлени  опорного сло , где в качестве наполнител  используетс  кварцевый песок или шамотна  крошка, а в кавестве св зующего - жидкое стекло {.

Данна  характеризуетс  склонностью к растрескиванию в процессе прокаливани , заливки металла и остывани  отливки.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  смесь дл  изготовлени  опорного сло  двухслойной керамической формы, содержаща  огнеупорный материал, например, ша- . мотный порошок, жидкое стекло и воднЫй раствор едкого натра. Отверждение данной смеси производитс  путем продувки через форму углекислого газа 2.

Наиболее распространенньи дефектом двухслойных керамических форм с опорным слоем этого состава  вл ютс  трещины, имеющие вид сплошных разФОРМЫ

рывов. При этом растрескивание керамики происходит из-за различной ; деформации слоев в двухслойной керамической форме (этилсиликатного облицовочного и жидкостекольного опорного ) , Особенно сказываетс  на раз-, витии трещин разупрочнение при 550-6ОО С опорного сло  формы, изготовленного на жидком стекле.

10

Цель изобретени  - повышение прочности в температурном интервале 600ЭбО С и увеличение стойкости опорного сло  двухслойной керамической

15 формы.

Дл  достижени  поставленной цели смесь дл  изготовлени  опорного сло  литейной двухслойной керамической формл, включающа  шамотный порошок, неорганическое св зующее и воду, содержит в качестве неорганического св зующего кислую соль ортофосфорной кислоты и дополнительно содержит дистен-силлиманитовый пылевидный концентрат, бентонит и водорастворимлй лигносульфонат при следующем соотношении ингредиентов, вес.%: Кисла  соль ортофосфорной кислоты 2,5-3,5

30 вода. 6,0-7,0

Дистен-силлиманитовый пылевидный концентрат8,5-12,5

Бентонит5,0-6,

Водорастворимый

лигносульфонат 0,5-0,6 Шамотный порошок Остальное Шамотный порошок, используемый в предлагаемой смеси, имеет следующий зерновой состав, вес.%: 1,6 мм6-9

1,0 мм14-18

0,63 мм 15-19 0,315 мм 18-22 0,2 мм10-12

0,16 мм5-7

0,063 мм 14-18 Менее 0,063 мм 4-5 В качестве кислой соли ортофосфорной кислоты предлагаема  смесь содержит однозамещенный фосфат алюмини .

Оптимальные соотношени  ингредиентов в смеси Определ ют методом математического планировани  эксперимента , исход  из услови  достижени  максимальной прочности смеси после прокаливани  при при минимально возможном расходе фосфатного св зукнцего.

Учитывают следук цие факторы, определ кхцие процесс:

содержание св зующего в смес X х1 содержание мелкой фракции в смеси;

степень уплотнени  образца;

х, температура тепловой обработХу ) ки образцов;

содержание глинистой составX / л ющей.

Температура тепловой обработки, определ ема  температурой прокали- , вани  облицовочного сло , и содержание глинистой составл ющей, определ емое условием достаточной сырой прочности смеси, выбраны посто нными

Выбор основного уровн  и интервалов варьировани  производ т на основании существующего в этой облати опыта и наличи  априорной информации . Количество вводимого фосфатного св зующего зависит от природы степени измельчени  наполнителей и колеблетс  в пределах 6-10%. Вопрос о рациональном гранулометриическом составе наполнител   вл етс  одним из самых существенных вопросов теории реакций в т ордых телах и технологии проилволства огнеупорных материалов . При недостаточном содержании мелкой фракции (менее 0,088 мм) ухудшаетс  отверждение смеси.

Ситовым анализом шамотного порошка устано влено, что при различных размерах гранул он имеет следующий зерновой состав, вес.%:

1,6 мм 7,5

1,6-1,0 мм 16

1,0-0,63 мм 18

0,63-0,315 мм 20 0,315-0,2 мм 11 0,2-0, 16 мм 7 0,16-0,0063 мм 16 0,063 мм 4,5 Увеличение содержани  мелкой фрации осуществл етс  за счет добавок в шамотный порошок пылевидных бентонита и дистен-силлиманита. Дл  уменшени  усилий, затрачиваемьйх на уплонение образцов, в смесь ввод т водорастворимый лигносульфонат (сульфитноспиртова  барда).

В результате реализации предлагаемого способа достигаетс  максимальна  суха  прочность смеси, посто нство объема и высока  термостойкость форм при указанном выше соотношении ингредиентов. При выход за обусловленные пределы по содержанию ингредиентов ухудшаютс  физикои термомеханические свойства смеси.

Дилатометрические испытани  показывают , что образцы, изготовлен;ные из предлагаемой смеси, не подвергаютс  пластической деформации при нагреве и охлаждении, а прочность при высоких температурах остаетс  практически на одном уровне.

Пример. Изготовл ют двухслойные керамические формы дл  отливки матрицы из стали 4Х4ВМФС диаметром 135 мм и высотой 100 мм.

В качестве состава предлагаемой смеси выбирают оптимальное соотношение ингредиентов. Данный состав обеспечивает достижение максимальной прочности смеси после прокаливани  при минимальном расходе фосфатного св зующего. Дл  получени  качественных двухслойных керамических форм опорную часть изготовл ют из предлагаемой смеси (на алюмофос .фатном св зующем) следующего состава , вес.%:

Шамотный порошок 73,4 Дистен-силлиманитовый пылевидный концентрат 10 Бентонит6

Алюминий фосфорнокислый однозамещенный3

Вода7

Барда сульфитноспиртова 0 ,6 Смесь приготовл ют в смешивающих бегунах. Дл  приготовлени  смеси взвешивают необходимое количество сухих составл ющих (шамот , дистенсиллиманитовый концентрат, бентонит которые загружают в смешивающие бегуны . После перемещени  в течение 3-5 мин, ввод т жидкую составл кицую (вода, алюминий фосфорнокислый однозамещенный , барда сульфитно-спиртова , предварительно перемешанные до получени  раствора). После введени  ЖИДКОЙ составл ющей, смесь перемешивают 5 мин и выгружают из бегунов. Уплотнение опорного сло  формы осуществл ют ручной трамбовкой. После изготовлени  опорный слой подвергают сушке при 300 С, а затем после охлаждени  нанос т облицовочный керамический слой толщиной 6-8 мм, который изготовл ют из суспензии следующего состава: гидролизованного раствора этилсиликата - 1л, 2,8 кг наполнител , состо щего из .20% дистен силлиманитового концентрата ДСК-П и 80% электрокорунда 5Н с использованием в качестве отвердител  окиси магни  (75 г) . Прокаливание двухслойной керамической формы производ т при в течение 2 ч, охлаждение с печью. По ле прокаливани  трещины на формах отсутствуют, размеры формы соответствуют размерам до прокаливани . Отсутствие крупных трещин в керамическом слое позвол ет извлекать о ливки без разрушений формы, что дае возможность использовать опорный сло многократно со сменой керамического сло . Дл  сравнени  изготовл ют двухслойную форму с опорным слоем из известной смеси 12). Опорный слой фор1«л изготовл ют из меси на жидкостекольном св зуицем ледующего состава, (вес.%) Шамотный порошок 90,5 Едкий натр, 10%-ный 1,5 Жидкое стекло8,0 Приготовление смеси производ т в смешивающих бегунах. Уплотнение смеси - вручную, отверждение СО. Дл  уменьшени  линейных и объемньк изменений в смес х на жидкостекольном св зующем, обусловленньлх процессами спекани , опорный слой формы предварительно прокаливают при 950 С. После предварительной прокалки, на опорный слой формы нанос т облицовочный керамический слой, состав которого идентичен описанному выше (на гидролизованном растворе этилсиликата ) . После нанесени  керамического сло , форму прокаливают в печи при 950°Св течение 1 ч, охлаждение с печью до 350-45СРс. При прокалке на форме возникают крупные сквозные трещины, размеры формы нарушаютс  и она не пригодна дл  заливки металлом. Даннные испытани  сравниваемых двухслойных керамических форм сведены в таблице.

Claims (2)

1. Таким образом, использование ли- мы тейной двухслойной керамической фор- 65 из с опорным слоем, изготовленным предлагаемой смеси, обеспечивает следукхцие преимущества. Несмотр  на некоторое снижение прочности при комнатной температуре достигаетс  возможность получени  посто нных ра меров отливок,так как керамическа  форма не имеет деформации при прокаливании и не разупрочн етс  при высоких температурах, устран ютс  дефекты гребешки, которые получаютс  на поверхности отливок при эаливке металла в формы с нгшичием тре щин (на смеси с жидкостекольным св зующим), улучшаетс  чистота поверхности отливок, снижаетс  трудоемкость их обработки, опорный слой формы не разрушаетс  при извлечении отливок, по вл етс  возможность мно гократного использовани  опорного сло , в результате чего снижаетс  стоимос.ть изготовлени  формы, исключаетс  операци  продувки опорного сло  формы углекислым газом, не требуетс  предварительна  прокалка опор ного сло  формы. Формула изобретени  1. Смесь дл  изготовлени  опорного сло  литейной двухслойной керамической формы, включающа  шамотный порошок, неорганическое св зующее и воду, отличающа с тем, что, с целью повышени  прочное ти в температурном интервале 60095бС и увеличени  стойкости опорно го сло  формы, она содержит в качес ве неорганического св зующего кислу соль ортофосфорной кислоты и дополнительно содержит дистен-силлиманитовый пылевидный концентра,т, бентон и водорастворимый лигносульфонат пр дукн ем соотношении ингредиентов, .%: Кисла  соль ортофосфорной кислоты2,5-3,5 Вода6,0-7,О Дистен-силлиманитовый пылевидный ко«центрат 8,5-12,5 Бентонит 5,0-6,5 Водорастворимый лигносульфонат 0,5-0,6 Шамотный порошок Остальное 2.Смесь по п.1, отличаюа  с   тем, что она содержит шатный порошок со следующим зерновым ставом, вес.%: 1,6 мм6-9 1,0 мм 14-18 0,63 мм 15-19 0,315 мм 18-22 0,2 мм10-12 0,16 мм 5-7 0,063 мм 14-18 Менее 0,063 мм 4-5 3.Смесь ПОП.1, отличаюа с  тем, что в качестве кисй соли ортофосфорной кислоты она держит однозамещенный фосфат алю- НИН. Источники информации, ин тые во внимание при экспертизе 1.Иванов В.Н., Эарецка  Г.М. тье в керамические формы по постоным модел м. М., Машиностроение 75, с.5.
2. 2.Патент США 2931081, . 164/12, 1966.