суспензия для изготовления керамических форм по выплавляемым моделям
Классы МПК: | B22C1/18 неорганических связующих C04B35/14 на основе диоксида кремния |
Автор(ы): | Илларионов И.Е., Денисов М.И., Лысиков Д.К., Стрельников И.А., Турчинович Р.В. |
Патентообладатель(и): | Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова |
Приоритеты: |
подача заявки:
1999-12-15 публикация патента:
20.05.2001 |
Изобретение относится к литейному производству, а именно к изготовлению керамических форм литья по выплавляемым моделям. Предлагаемая суспензия для изготовления керамических форм по выплавляемым моделям содержит, мас.%: алюмохромфосфатное связующее 12,0-17,0; ортофосфорная кислота 1,2-2,0; кузнечная окалина углеродистых сталей 10,0-14,0; поверхностно-активное вещество 0,08-0,15; вода 13,5-20,0; пылевидный огнеупорный наполнитель - остальное. Техническим результатом изобретения является повышение прочности керамических форм после обжига и стойкости к образованию трещин. 2 табл.
Рисунок 1
Формула изобретения
Суспензия для изготовления керамических форм по выплавляемым моделям, содержащая алюмохромфосфатное связующее, ортофосфорную кислоту, поверхностно-активное вещество, пылевидный огнеупорный наполнитель и воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит кузнечную окалину углеродистых сталей при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:Алюмохромфосфатное связующее - 12,0 - 17,0
Ортофосфорная кислота - 1,2 - 2,0
Кузнечная окалина углеродистых сталей - 10,0 - 14,0
Поверхностно-активное вещество - 0,08 - 0,15
Вода - 13,5 - 20,0
Пылевидный огнеупорный наполнитель - Остальное
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к литейному производству, в частности к литью но выплавляемым моделям, и может быть использовано для изготовления керамических оболочковых форм. Известна огнеупорная суспензия на этилсиликате и алюмохромфосфатном связующем, которая также содержит неорганическую кислоту, поверхностно-активное вещество, воду и огнеупорный наполнитель [1]. Известна суспензия для изготовления керамических форм, содержащая алюмохромфосфатное связующее, хлористый барий, поверхностно-активное вещество, огнеупорный наполнитель и воду [2]. Наиболее близким по составу является состав суспензии для лицевого слоя формы, содержащий алюмохромфосфатное связующее, ортофосфорную кислоту, поверхностно-активное вещество, пылевидный огнеупорный наполнитель и воду [3]. К недостаткам этого состава можно отнести низкую скорость твердения в интервале температур 15 - 30oC (более 10 ч), что не допускает ее использования в механизированных цехах, где скорость отверждения определяется скоростью конвейера и составляет 1-4 ч, а также высокий брак форм по трещинам при выплавлении модельного состава. Задача изобретения - получение суспензии для изготовления керамических форм по выплавляемым моделям с повышенной прочностью керамических форм после обжига, а также расширение арсенала технических средств данного назначения. Для достижения названного технического результата предлагаемая суспензия для изготовления керамических форм по выплавляемым моделям, содержащая алюмохромфосфатное связующее, ортофосфорную кислоту, поверхностно-активное вещество, пылевидный огнеупорный наполнитель и воду, дополнительно содержит кузнечную окалину углеродистых сталей при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:Алюмохромфосфатное связующее - 12,0 - 17,0
Ортофосфорная кислота - 1,2 - 2,0
Кузнечная окалина углеродистых сталей - 10,0 - 14,0
Поверхностно-активное вещество - 0,08 - 0,15
Вода - 13,0 - 20,0
Пылевидный огнеупорный наполнитель - Остальное
Формы изготовляют послойным нанесением суспензии, нанесенный слой обсыпают зернистым огнеупорным материалом и сушат в воздушном потоке при температуре 18-25oC и относительной влажности не выше 80%. Выплавление модельного состава проводится в печи при температуре не ниже 90oC. Для получения суспензии использовали следующее сырье:
кузнечная окалина углеродистых сталей ГОСТ 2887-86;
алюмохромфосфатное связующее ТУ 6-18-166-83;
ортофосфорная кислота ГОСТ 10678 - 76;
пылевидный огнеупорный наполнитель (маршалит) ГОСТ 9077 - 82.;
ПАВ ТУ 38-10719-71. вода техническая ГОСТ 2874 - 82. Кузнечная окалина углеродистых сталей имеет следующий химический состав, мас.%:
(FeO + Fe2O3 + Fe3O4 - 99,1
SiO2 - 0,68
C - 0,13
Отличием заявляемого решения от известного является введение в суспензию кузнечной окалины и ортофосфорной кислоты, которые в составе с известными компонентами улучшают технический результат. Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что кузнечная окалина вступает в реакцию с алюмохромфосфатным связующим с образованием комплексных фосфатов железа. В результате реакции получается водный раствор фосфатов алюминия, хрома и железа - алюмохромжелезофосфатное связующее (АХЖФС), которое в отличие от АХФС твердеет при комнатной температуре и в температурном интервале выплавления модельного состава (90-180oC) увеличивает прочность форм при статическом изгибе. Ортофосфорная кислота в пределах 1,2 - 2,0 мас.% повышает скорость протекания реакции, а кроме того, снижает вязкость получающейся связующей композиции. Введение более 2,0% H3PO4 не желательно, поскольку приводит к снижению живучести суспензии и прочности получающихся форм. Введение H3PO4 менее 1,0% не дает положительного результата. В табл. 1 приведены составы предлагаемых и известной керамических суспензий. Свойства суспензий приведены в табл. 2. Из данных табл. 2 следует, что предлагаемый состав керамической суспензии обеспечивает повышение прочности оболочковых форм после выплавления моделей в прокаленном состоянии. Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволит повысить прочность керамических оболочковых форм в прокаленном состоянии и расширить арсенал технических средств данного назначения. Источники информации
1. Авторское свидетельство N 531618, кл. В 22 C 1/00, 1975. 2. Авторское свидетельство N 548358, кл. В 22 C 1/10; В 22 C 9/04 1977. 3. Заявка N 94037418, кл. В 22 C 1/00, опубл. 10.08.96.
Класс B22C1/18 неорганических связующих
Класс C04B35/14 на основе диоксида кремния