Смесь для изготовления опорного слоя двухслойных керамических форм

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиих

Социалистических

Ресиублин (и 992114 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 04. 05.81 (21) 3284745/22-02 (51jM. Кл. с присоединением заявки М

В 22 С 1/02

Гасударственные кемнтет

СССР (23) Приоритет

Опубликовано 30.01.83. Бюллетень рв 4

Дата опубликования описания 30.01.83 (53) УД К 621. 742..434(088.8) ае аенам нзебретеннй н етхрьпий (72) Авторы изобретения

Н.А. Кашуба и Н.С. Траймак (71 ) Заявитель

Белорусский ордена Трудового Красного Зн политехнический институт

, (54) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ОПОРНОГО СЛОЯ ДВУХСЛОИНЦХ

КЕРАМИЧЕСКИХ ФОРМ

Изобретение относится к литейному производству, в частности к смесям для изготовления литейных двухслойных керамических форм.

Известны керамические смеси, содержащие огнеупорный наполнитель и алюмохромофосфатное связуюцее, . представляющее собой раствор кислых и основных фосфатов алюминия и хро" ма 1 1).

Такие смеси имеют высокую прочность, но недостаточную газопроницаемость.

Известны также смеси для опорных слоев двухслойных форм, содержащие шамотную крошку и жидкое стекло. Смеси отверждаются по СО -процессу j 2).

Однако известные смеси обладают недостаточной прочностью, вследствие которой снижается точность отливок. 2о

Кроме того, повышается брак форм изза растрескивания облицовочного керамического слоя, вызванного разницей коэффициентов линейного термического

2 расширения жидкостекольного и керамического слоев.

Наиболее; близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемо" му результату является смесь (3) для получения опорного слоя двухслойной формы, содержащая, мас.Ф: фосфатное соединение 10-15

Бентонит 5"10

Вода 8

Шамот, состоящий из пылевидного и зернового Остальное

В качестве фосфатного соединения смесь содержит алюмохромофосфатное или алюмофосфатное, которое дефицитно и дорого. Смесь из-за содержания

25"303 пылевидного шамота имеет низкую газопроницаемость. Форма после про. калки имеет недостаточную прочность.

Цель изобретения - улучшение качества форм за счет повышения прочности и газопроницаемости -опорного слоя смеси.

4 4

Шунгит

Бентонит

-Ортофосфорная кислота

Сульфитно-дрожжевая бражка

Вода

Шамот зернистый

5" 1О

3-6

3 5-4,5

0,8" 1,2

5-7

Остал ьное

Таблица 1

5 ip Tip А1 О РеО +Ге О Сап Мп0 Ма, О К О Г ь.

0,,10 Р,72 0,11 1,4, 30,6.3

57,.9 0,25 4,3! 2, 07, 3 99211

Поставленная цель достигается тем, что смесь для изготовления опорного слоя двухслойных керамических форм, включающая фосфатное соединение, шамот зернистый, бентонит, воду, дополнительно содержит шунгит с содержанием

30,68 мас.3 углерода, 15-20 мас.3 мелкочешуйчатого сирицита и 1015 мас.4 пластинчатого хлорита, в качестве фосфорного соединения -ортофос- 1О форную кислоту и дополнительно содержит

cóëьфитно-дрожжевую бражку при следующем соотношении ингредиентов, мас.

1

Минеральный состав силикатной час" ти шунгита на 60-75 состоит из квар" 2 ,ца, 15-204 мелко чешуйчатого серицита и 1О-153 пластинчатого хлорита.

Шамот зернистый является продуктом помола отработанных футеровок термических и плавильных печей. Вслед-30 ствие этого в нем происходят все фазовые превращения и стабилизируется коэффициент линейного расширения, что обеспечивает минимальную деформацию двухслойной керамической формы в про- 3g цессе ее прокалки и заливки жидким металлом.

Смесь готовят следующим образом.

В бегуны типа /„ KM вначале засыпают сыпучие материалы и после переме- 4о шивания в течение 0,5- 1 мин добавляют жидкие компоненты и перемешивают в течение 5-6 мин. Из данных смесей получают образцы для испытаний на прочность и газопроницаемость по стан-4 дартным методикам. Все образцы прока ливают в электропечи при 850 С.

Составы предлагаемых смесей 1"7 и известной f3) смеси 8 приведены а табл. 2, свойства опорного слояр табл. 3.

В табл, 4 приведен зерновой состав, используемого шамота в предла гаемых и известной 3)смесях.

В предлагаемой смеси применяют молотый шунгит марки Ш-X-К Зажогинского месторождения Карельской АССР„химический состав которого приведен в,табл. 1.

Рекомендованные составы шамотной крошки имеют оптимальные значения удельной поверхности. Увеличение ее (изменение состава в сторону увеличения пылевидной фракции) снижает газопроницае мост ь, а умен ьш ение (из менение состава в сторону увеличения крупнозернистой фракции) приводит к снижению прочности.

Как следует из табл. 3 дополнительное введение шунгита в количестве 5-10/ способствует образование при взаимодействии с ортофосфорной кислотой сложных фосфатных соединений алю" миния, железа, кальция, магния, титана и кремния, что приводит к существенному повышению прочности. Кроме того, выгорание входящей в состав шунгита органической составляющей в процессе прокалки увеличивает газопроницаемость смеси.

Введение сульфитно-дрожжевой бражки (СДБ) в количестве 0,8-1,2:: повышает сырую и .обеспечивает-.сухую прочность смеси после сушки при

200-250 С (табл. 4) . Уменьшение содержания СДБ менее 0,8 не обеспечивает требуемой сухой прочности форм, т.е. прочности при транспортировке

Э и нанесении керамической суспензии, увеличение СДБ более 1,23 ухудшает формуемость смеси.

9921 14

Табли ц а 2

Шунгит

4,5

Бентонит

Ортофосфорная кислота

4,0

4,0 4,0

4 0 40 35 . 45

Сульфитно-дрожжевая бражка

10101010

60, 60 60 60 8

Вода

Алюмохромфосфатное связующее

Шамот зерновой 79 5 77,0 74«5

78,5 75,5 77,5 76,6

7.1,5, Таблица 3

Показатели свойств смесей, составы которых приведены в табл.2.

Ф «««««««

Свойства

Прочность на сжатие, ИПВ

15,5 16,5 l7,5 16,5 16,5 15,5 18,5, 12,5

Газопроницаемость, ед. 700-900 700"1.100 900-1200700-960 700-966 700-900 700"900 400

:«

° «««« ««« « «

Габли ц а 4

Номера си т

Составы смесей

«

5 16 10 0 63 0 4 031 0 2 016 01 О 06 005 00

45 46 80

1О 22,1 13,2 7,4 2,4 4,5 11 0 5,5 6;7

7 - 23,4 18,7 10,9 8,6 4,4 8,8 3,8

4,6 0,1 11,0.- 2

П р и и е ч а н и е. Состав 1 имеет. удельнуо поверхность крошки 12,1 м /кг, а состав 2 11,9 м /кг..

Смесь шамота зернового и пылевидного в соот ношении 2:1, 5,0 7,5

4,5 4,5

1,0 1 0

6,0 6,0

7,5 7,5 7,5 7,5

3,0 6,0 4,5 4,5 7 5

7 . 9921

Таблица 5

0,6-0, 8

О, 8-1,0

Введение ортофосфорной кислоты при взаимодействии ее с шунгитом повышает прочность смеси после прокалки, о чем уже указано выше. Содержание ор- 15 тофосфорной кислоты выше 4,5, не су.щественно повышает прочность смеси, но увеличивает ее стоимость ниже

3,5i.- значительно снижает прочность.

Введение бентонита и воды повыша- gp т ет сырую прочность и прочность после прокалки, которая дополнительно повышается вследствие взаимодействия бентонита с ортофосфорной кислотой и образования фосфатов алюминия. Уве- 2s личение содержания бентонита сверх

63 снижает газопроницаемость форм, ниже 34 не обеспечивает сырую прочность. Содержание воды в смеси выше

73 ухудшает ее формуемость, ниже 53 3Q снижает сырую прочность.

Реализация изобретения позволит улучшить качество двухслойной формы за счет повышения прочности и гаэопроницаемости опорного слоя, что в свою очередь позволит снизить брак отливок по причине образования раковин на их поверхности.

Формула изобретения

Смесь для изготовления опорного слоя двухслойных керамических форм, 14

5-10

3-6

3,5-4,5

Шунгит

Бентонит

Ортофосфорная кислота

Сульфитно-дрожжевая бражка

Вода

Шамот зернистый

0,8" 1,2 г 7

О сталь ное

Источники информации, принятые вО внимание при экспертизе

\ к

1. Клемчук Я.В. и др. Фосфатные связующие для оболочковых форм отливок по выплавляемым моделям. - "Литейное производство", 1978, Г 1, с. 25 °

2, Патент США 3192579, кл. В 22 С 9/00, опублик. 1965.

3. Отчет НИИАвтопром. Разработка и внедрение технологического процесса изготовления литых заготовок и металлургической оснастки в Формах из холоднотвердеющих смесей на органическом кремнийорганическом связующем, 1979, с. 31, 35. включающая фосфатное соединение, зер. нистый шамот, бентонит, воду, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с це" лью улучшения качества формы за счет повышения прочности и гаэопроницаемости опорного слоя, смесь дополни" тельно содержит шунгит с содержанием

30,68 мас.Ф углерода, 15-20 мас. мелкочешуйчатого сирицита и 1015 мас.4 пластинчатого хлорита, в качестве фосфатного соединения - ортофосфорную кислоту и дополнительно содержит сульфитно-дрожжевую бражку при следующем соотношении ингредиентов, мас. :

Составитель Г. Зарецкая

Редактор А, Мотыль Техрец T. Фанта КорректоР У. Пономаренко

Заказ 195/8 Тираж о11 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11 0)5 Москва Ж-Я Раушская наб. д. 4/g ! филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,