SU1729681A1 - Способ изготовлени форм по выплавл емым модел м - Google Patents

Abstract

Изобретение предназначено дл  изготовлени  форм по выплавл емым модел м на основе жидкостекольного и этилсиликат- ного св зующих при производстве точных отливок из черных и цветных металлов. Цел ь изобретени  - повышение прочности оболочек на всех этапах их формировани  и сокращение брака отливок по вине формы. Поставленна  цель достигаетс  нанесением на оболочки защитного покрыти  на основе синтетической смолы и отверждением его в кислотном отвердителе. которые производ тс  перед операцией удалени  из формы модельного состава. Реализаци  способа позвол ет повысить прочность формообо- лочек в 1.5-2,5 раза и существенно снизить брак отливок, вызываемый дефектами формы . 1 табл.

Description

СП

С

Изобретение относитс  к литейному производству и может найти широкое применение при изготовлении отливок методом лить  по выплавл емым модел м.

Известен способ изготовлени  форм по выплавл емым модел м, в котором прокаленную керамическую форму пропитывают водным раствором железоаммонийоксала- та. Эта операци  выполн етс  с целью повышени  качества формы за счет уменьшени  взаимодействи  ее с металлом и стабилизации процесса обезуглероживани  поверхности отливок. Железоаммоний- оксалат, разлага сь при нагреве, создает восстановительную атмосферу, что предотвращает обезуглероживание и повышает качество отливок за счет выравнивани  их химического состава и механических свойств.

Недостатком такого способа  вл етс  то, что он не позвол ет повысить прочность форм на этапах удалени  модельного состава и прокаливани  форм. Пропитка остывшей прокаленной формы водным раствором требует дополнительной сушки ее перед заливкой металла. Кроме того, железоаммо- нийоксалат имеет довольно большую стоимость по сравнению с другими материалами , используемыми при изготовлении керамических форм. Известный способ не позвол ет также сократить брак отливок, возникающий из-за низкой прочности форм в процессе их формировани .

Целью изобретени   вл етс  повышение прочности формооболочек на всех этапах их формировани , сокращение брака отливок по вине форм.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что пропитку защитным покрытием прозвод т

VJ

ГО

о о

00

после сушки последнего сло  перед удалением модельного состава, при этом защитное покрытие отверждаетс  погружением формы в кислотный отвердитель и содержит следующие ингредиенты, мас.%: Молота  глина15-40

Синтетическа  смола Остальное Наносимое защитное покрытие может также иметь следующий состав, мас.%: Молота  глина15-40

Вода5-15

Синтетическа  смола Остальное В качестве синтетической смолы можно использовать смолы, позвол ющие получать после отверждени  прочную пленку, не растворимую в гор чей воде. Эти смолы должны также быть недефицитны, недороги и водорастворимы до отверждени . Таким требовани м соответствует, например, большинство смол, примен емых в других видах литейного производства (мочевино- формальдегидные, карбамидиофурановые и т.п.).

В качестве кислотного отвердител  можно использовать водные растворы неорганических кислот, воздействие которых на указанные смолы как катализаторов процесса твердени  известно. Прочность получаемого на поверхности формы защитного покрыти  зависит от его толщины и степени отверждени . Поэтому при определении оптимального соотношени  ингредиентов необходимо руководствоватьс  следующими соображени ми, Во-первых, в зкость исходной смолы может колебатьс  в довольно широких пределах. Во-вторых, экспериментально установлено, что оптимальной дл  наносимого состава  вл етс  в зкость 30- 60 с по ВЗ-4. При меньшей в зкости на поверхности формы не образуетс  сплошного покрыти , при большей - покрытие получаетс  толстым и не прорабатываетс  отвердителем на всю глубину, что ведет к снижению прочности. В-третьих, использование в качестве наполнител  смолы материалов , не придающих наносимому составу дополнительных св зующих свойств, приводит к резкому (в 5-10 раз) снижению прочности покрыти .

Исход  из перечисленных фактов предлагаетс  регулировать в зкость наносимого состава, а следовательно, и прочностные характеристики получаемого покрыти  за счет введени  в смолу воды и молотой глины. Вода  вл етс  растворителем, а глина - наполнителем , причем наличие в составе последней повышает прочность получаемого покрыти  в 1.5-2 раза.

Дл  смол, имеющих исходную в зкость ниже 30 с по ВЗ-4, разбавление водой не

требуетс  и необходимые технологические .свойства покрыти  достигаютс  только введением в смолу молотой глины. Дл  более в зких смол об зательно наличие в составе

всех трех компонентов. При этом их соотношение должно быть таким, что меньшей в зкости смолы соответствует минимальное количество вводимой воды и максимальное количество глины. При большей в зкости

смолы беретс  соответственно максимум воды и минимум глины. При в зкости смолы, например, 45 с оптимальным  вл етс  введение в нее 25% глины и 7% воды (смола 68%).

Дл  экспериментов изготавливались формы путем нанесени  на модели четырех и п ти слоев на основе огнеупорной суспензии , приготовленной совмещенным методом на ЭТС-40. В зкость суспензии 35 с по

вискозиметру ВЗ-4, все слои сушились на воздухе при 25°С 4 ч. В качестве огнеупорного наполнител  использовали пылевидный кварц марки КП-3, обсыпочный материал - кварцевый песок марки К0315.

После сушки последнего сло  форму погружали в емкость со смол ным составом, после чего ее окунали в кислотный отвердитель, имеющий состав, мас.%: Сол на  техническа 

кислота, (концентрированна , 37%)о25 Вода75 Закрепление производили 30 с. После 10-минутной сушки на воздухе из форм выплавл ли модельный состав в воде при 95- 98°С в течение 20 мин.

Дл  сравнени  готовили параллельно форму по тому же режиму, но без нанесени  смол ного сло . Дл  определени  прочности керамики в сыром (после вытопки) и в гор чем (при 900°С) состо ни х изготавливали стандартные образцы на статический изгиб.

Дл  экспериментов использовали карбамидно-фурановую смолу КФ-40 (ТУ 6-05- 1785-83) с в зкостью 40 с по ВЗ-4, а также молотую глину марки НУ-1 (ТУ 14-8-336-80). В таблице приведены результаты проведенных экспериментов.

Анализ данных свидетельствует о возможности замены одного сло  формообо- лочки на основе дорогосто щего ЭТС слоем на основе смолы, улучша  при этом технологические характеристики формы.

5 Повышение прочности форм в сыром состо нии объ сн етс  образованием проч-. ной смол но-глинистой пленки, котора  после отверждени  повышает сопротивление формы расширению модельного состава

при выплавлении, предохран   оболочку от дефектов типа подутие, трещины и т.п.

Во врем  прокалки (900°С) образующийс  на поверхности формы коксовый ос- таток как дополнительное св зующее упрочн ет формооболочки в гор чем состо нии .

Дл  вы влени  вли ни  оболочки на качество получаемых отливок изготавливали формы по серийной (5 этилсиликатных слоев ) и по предлагаемой технологии (4 этилси- ликатных сло  и смол но-глинистое защитное покрытие). Далее формы прикали- вались в опорном наполнителе (песок) при 900°С в течение 6 ч и заливались сталью 45Л с температурой 1550°С.

Анализ качества отливок, полученных в традиционных и опытных формооболочках из металла одной плавки, показал: брак от- ливок по вине формы (газовые раковины, керамический засор, прорыв и т.п.)составил соответственно 26,8 и 16% общего брака отливок.

Металлографические исследовани  по- казали на отливках, полученных по предлагаемому способу, сокращение глубины обезуглероженного сло  в 2 раза по сравнению с серийными отливками. Эти результаты объ сн ютс  тем, что оставшийс  после прокалки на поверхности формы коксовый остаток емол но-глинистого сло  подвергаетс  при заливке металлом дальнейшему пиролизу. Углеродсодержащие газы диффундируют к поверхности металл - форма, способству  замедлению окислени  углерода в поверхностном слое отливки.

Таким образом/предлагаемый способ изготовлени  форм позвол ет так же как и известный способ сократить обезуглерожи-

вание поверхности отливок, использу  при этом более дешевые материалы. Стоимость литейных смол в среднем в 5-10 раз меньше стоимости железоаммонийоксалата и с учетом известных концентраций используемых материалов осуществление нового способа обойдетс  в два раза дешевле.

Claims (2)

1. Нар ду с этим, предлагаемый способ, как было показано, позвол ет повысить прочность формооболочек на всех этапах их формировани  и снизить брак отливок по вине форм в 1,5-2 раза, что дает экономический эффект 30-50 руб на 1 т годного лить . Формулаизобретени  1. Способ изготовлени  форм по выплавл емым модел м, включающий послойное нанесение на модельный блок керамической суспензии, обсыпку огнеупорным материалом, сушку, выплавление модельного состава, пропитку защитным покрытием, отличающийс  тем, что, с целью повышени  прочности оболочки на всех этапах формировани  оболочки, сокращени  брака отливок по вине форм, пропитку защитным покрытием производ т после сушки последнего сло  перед удалением модельного состава, при этом защитное покрытие содержит следующие ингредиенты, мас.%:

   Молота  глина15-40

   Синтетическа  смола 60-85, а затем его отверждают погружением формы в кислотный отвердитель.
2. 2. Способ по п.1, о т л и ч а ю иц и и с   тем, что используют защитное покрытие следующего состава, мас.%:

   Молота  глина15-40

   Вода5-15

   Синтетическа  смола Остальное