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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2252103
BEGRADIGEN MIXTURE selbsthärtenden für den Formenbau und Gussproduktion Stangen bei Feinguss

Name des Antragstellers: South Ural State University (RU)
Name des Erfinders: Dubrovin VK (RU); Kulakov, BA (RU); Karpinski A. (RU); LG Znamensky (RU); Erdakov IN (RU); Ivochkina OV (RU)
Der Name des Patentinhabers: South Ural State University (RU)
Korrespondenzanschrift: 454080, Chelyabinsk, Prospect sie. VI Lenin, 76, South Ural State University, Technische Abteilung
Startdatum des Patents: 2004.02.16

Die Erfindung kann bei der Herstellung von Kunst, Schmuck und technische Gussteile aus Legierungen aus Eisen und Nichteisen-Metallen Gießen, Feinguss verwendet werden. Als Bindemittel in dem Gemisch aus Portland-Zement verwendet, als Füllstoff - feiner Quarzsand. Um die rheologischen und technologischen Eigenschaften des verwendeten Additivs zu verbessern - Aluminiumnitratnonahydrat. Eine Mischung ist Wasser. . Die Komponenten im folgenden Verhältnis genommen werden, wt: Portland Zement 12.72 ... 17.90, feiner Quarzsand 53.00 ... 58.80, Aluminiumnitratnonahydrat 1,79 ... 3,18, Wasser - den Rest.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Gießerei und kann durch Gießen bei der Herstellung von Formen und Kernen in der Produktion von sowohl Kunst und Schmuck, sowie technische Gussteile aus Legierungen von Bunt- und Eisenmetalle, erhalten wird, verwendet werden, Investitionen Gießen (DML).

Derzeit Gießen Kunst und Schmuck, die am weitesten verbreitete Mischung auf Gipsbindemittel / 1 / und Mischungen auf Basis von hydrolysiertem Ethylsilikat (ETS) / 2 /.

Allerdings ist die erste nicht die Herstellung von Gussteilen mit einer hohen Temperatur Vergießen aus Eisenmetallen ermöglichen. Gips wird bei Temperaturen über 1200 ° C instabil und Eisen ist ein Katalysator für die Expansion, so dass das Gussteil , beispielsweise Eisen, Gips zersetzt sich unter Freisetzung von gasförmigen Reaktionsprodukten (SO _3, SO _2), welche die Guss Lunker auf der gesamten Oberfläche auftreffen.

Die Produktion von Gussteilen in Schalenformen auf Basis von ETS hat eine Reihe von Nachteilen:

• Dauer und mehrstufige Bildung von Mehrschichtmembran;
• die hohen Kosten der Bindemittelkomponenten - Ethylsilicat und Alkohol;
• schädlich und feuer gefährliche Arbeitsbedingungen in Verbindung mit der Verwendung von Ethyl-Silikatbindemittel.

In der Nähe der technischen Wesen ist ein selbsthärtenden Mischung aus Zement als Bindemittel / 3, S. 116 /. Entsprechend dem Prototyp der Mischung enthält Quarzsand, Portlandzement, Oberfläche - Wirkstoff, Aluminiumsulfat, Natriumsilikat und Wasser in dem folgenden Verhältnis der Bestandteile, wt%.

• Portland-Zement 12.72 ... 17.90;
• feinem Quarzsand ... 53.00 58.80;
• Aluminiumnitrat-Nonahydrat 1,79 ... 3,18;
• Wasser - der Rest.

Das Prinzip der Herstellung von dreidimensionalen Formen in Feinguss ist, dass das fertige Modelleinheit in dem Kolben installiert, um die Formmasse füllen. Daher sollte die Konsistenz Formmasse eine Suspension mit guter zhidkopodvizhnostyu sein. Diese Lösung enthält auch eine kleine Menge eines Misch - Wasser, das nicht die notwendige Fließfähigkeit der Formmischung bereitstellt, so dass in allen der Hinterschneidung Modell zu füllen.

Die Formmasse der Mischung ermöglicht die Herstellung von Gussteilen aus Eisenlegierungen in der industriellen Produktion zur dauerhaften Modellen.

Jedoch hat der Prototyp die folgenden wesentlichen Nachteile auf :

• Schlechte rheologische Eigenschaften der Mischung in Bezug auf den Feinguss, ihre Unfähigkeit, vollständig das Arbeitsvolumen des Kolbens und der Innenhohlraum des Modells zu füllen (eine Stange zu bilden), insbesondere bei der Herstellung von Gußteilen mit komplexer entwickelte Oberfläche die Gegenwart von Hinterschneidungen, trudnozalivaemyh Kavitäten aufgrund der geringen Ausbeute des Gemischs.
• Eine Mischung aus dem Prototyp hat nicht die Heizung, und nach dem Backen eine geringe Festigkeit hat, damit bereits die Zerstörung bildet sich während der sie mit Metallfüllung, und wegen dieser Ehe Gussteile verstopft, Verzerrung der Form und den Abmessungen und letztlich die Unfähigkeit, hochwertige Guss zu erhalten Anspritzen Feinguss.
• Das Vorhandensein von Metall Eindringen in den Metallguss aufgrund der Wechselwirkung der Füllung Legierung mit flüssigem Glas.
• Verwendung eines Gemisches aus Quarzsand ungemahlenen liefert Gußteile mit einer erhöhten Oberflächenrauhigkeit.

Mehrstoffgemische umfasst die Komplexität ihrer Herstellungsverfahren. Somit erfordert der Stand der Technik erlaubt nicht die Mischung ein hochqualitatives Gießen von Eisen und Nichteisenmetallguss, Investmentgießen zu erhalten.

Die Erfindung beruht auf dem Ziel basiert - die Schaffung einer selbstverlaufenden selbsthärtenden Mischung für die Herstellung von Gussteilen aus Eisen und Nichteisenlegierungen für den Feinguss, die den Empfang von qualitativ hochwertigen Gussteilen sicherstellen würde, vor allem slozhnoprofilnyh durch eine optimale technische und physikalisch-mechanischen Eigenschaften von Formen und Stäben (Rheologie, Haltbarkeit, Rissbeständigkeit der Temperaturkoeffizient der linearen Ausdehnung vybivaemost) Stabilität und ihre Herstellungsverfahrenstechnik. Ein neues Verfahren sollte weniger zeitraubend sein, während die Produktkosten produzieren sollte als in ähnlicher Weise geringer sein.

Diese Aufgabe wird, daß die Mischung sich verfestigenden Füllstoff zur Herstellung von Formen und Kernen in der Herstellung von Gussstücken durch Feingießen, umfassend teilchenförmige Füllstoff auf der Basis von Siliziumdioxid, Portland-Zement und Wasser erreicht wird, gemäß der Erfindung umfasst Aluminiumnitrat-Nonahydrat in folgendem Verhältnis dieser Bestandteile, wt%.:

• Portland-Zement 12.72 ... 17.90;
• feinem Quarzsand ... 53.00 58.80;
• Aluminiumnitrat-Nonahydrat 1,79 ... 3,18;
• Wasser - der Rest.

Aluminiumnitrat-Nonahydrat GOST 3757-75, indem sie in Wasser oder destilliertes Wasser in dem Verfahren zur Herstellung des formbaren Gemisches Auflösen eingeführt. Das Additiv reduziert die Verdickungszeit der Mischung, wie Aluminiumnitrat, beschleunigt den Prozess der Bildung von Kristall Hydrate des Zements beginnt und selbst wirkt als Bindemittel die Füllstoffpartikel umhüllen. Dies führt zu einem Mangel an Wasser in einem Mischungs Sedimentation, Stabilitätseigenschaften der Aufschlämmung in dem Zementbindemittel Bereitstellung und Zusammensetzung ihrer Einfachheit und Leichtigkeit der Einführung von Aluminiumnitrat, den Prozess im Vergleich mit dem Stand der Technik zu vereinfachen. Wenn Kalzinierung Formen von Aluminiumnitrat zersetzt sich im Temperaturbereich von 150-200 ° C unter Bildung von Stickstoffoxiden und Al ₂ O _3, die Porosität bildet und verhindert , erhöht die Rissbildung. und die Zugabe verbessert vybivaemost Formmischung sowohl durch die Porosität zu erhöhen und um die Reststärke zu reduzieren, ist wahrscheinlich auf Grund von Änderungen in der Natur des Kristallwachstums. Zugleich bleibt die Festigkeit auf einem ausreichenden Niveau, eine Metallfüllung und hochwertige Formen bereitstellt.

In der technischen Lösung, dadurch gekennzeichnet, da mit dem Prototyp verglichen erhöht ein Mischungsgehalt fast viermal, was die Mischung der Aufschlämmung Konsistenz, geeignet für die Herstellung von flüssigen Massenformen macht sowohl für kleine und große Produkte.

Die Dispersion der Partikel aus Quarzsand bis Körnungsnummer 50 ... 160 mm bietet hochwertige Druckformen auf dem Zementbindemittel, wie erforderlich, und ihre physikalischen und mechanischen Eigenschaften. Diese Dispersion kann durch ein einfaches Schleifen von Quarzsand durchgeführt werden, beispielsweise Typen 3K ₃ O ₂ O 3 oder 5 K ₃ O ₂ O 3 (213 GOST 8-91).

Die Verwendung von Portland-Zement als Bindemittel ermöglicht die Herstellung von Gussstücken aus Eisen oder Stahl-Legierungen mit hohen Füllungstemperaturen als Zement, Gips, im Gegensatz zu viel beständiger gegen hohe Temperaturen.

Herstellung der erfindungsgemäßen Mischung zur Herstellung von Formen und Kernen in einem Zement-Bindemittel bei der Herstellung von Gussstücken aus Nichteisen, Eisen- und edelmetallfreien Legierungen ist wie folgt. Setzen Sie in der geschätzten Menge von Portland-Zement und Quarzsand dispergiert. Dann messen die Menge an Wasser darin gelöst und die gewünschte Menge an Aluminiumnitrat.

Vor der Herstellung von Formen und Kernen in einem Misch zuvor hergestellten, mit einer Rate von 360 ... 380 ml eines Misch 1 kg Trockenbestandteile von Portlandzement ausgegossen, gerührt 0,5-1 Minuten und dann gegossen Sand. Das Gemisch wird dann gründlich in einem Flügelrad Rotationsgeschwindigkeit von 3000 ... 6000 U / min gerührt. Danach verwendet der Schlamm Formen und Kerne zu machen. Mit dem Verlust von einer Mischung aus einem ausreichenden Maß an Fluidität kann ausdünnen sie wieder Rühren weiter. Nachdem die Form getrocknet wird, erzeugt dann Ausschmelzen (Entfernen) der Modellstruktur mit Heißluft bei einer Temperatur von 120-160 ° C und Calcinierung Formen bei 550 ° -700 ° C. Temperatur, bevor die Metallfüllung Formen verringert sich auf 400 bis 500 ° C

Der Inhalt der vorgeschlagenen Mischung von Portlandzement mindestens 12,72 Gew.%, Führt ihre Verdickungszeit zu erhöhen, was wiederum wirkt sich negativ auf die Festigkeit osypaemosti Formulierungen und Sedimentationsstabilität des formbaren Gemisches selbst, sondern auch die Oberflächenqualität des fertigen Gussteil zu reduzieren. Der Grund hierfür ist der Mangel des Bindemittels in dem formbaren Gemisch. Im Gegensatz dazu ist ein Portland Zementgehalt 17,90 Gew.% Führt zu einer übermäßigen Erhöhung der Festigkeit und eine Verschlechterung vybivaemosti und teurer und dem formbaren Gemisch.

Die Menge an Aluminiumnitrat-Nonahydrat in einer Mischung von 1,79 ... 3,18 Gew.% Ist von dem Punkt der Überlebensfähigkeit Mischung optimal, die maximale Sedimentation Stabilität der Suspension, eine kleine und leichte Form osypaemosti vybivaemosti formbare Gemisch. Aluminiumnitratgehalt in der Mischung mindestens 1,79 Gew.% Führt zu einem übermßigen Anstieg in der Startzeit der Erstarrungs Mischung es bündeln, sowie gehinderte vybivaemosti Gußteilen bilden aufgrund der hohen Festigkeit der Mischung nach der Metall gegossen wird. Aluminiumnitratgehalt von mehr als 3,18% führt zu einem schnellen Verständnis der Mischung, also der Verlust der Fähigkeit, zu mischen, um den Hohlraum des Kolbens zu füllen, und daher unmöglich, hochwertige Gussteile zu erhalten.

und die Eigenschaften der Suspension und die Formulierung einen Mischeffekt (Wasser), ist die optimale Menge im Bereich 36-38 Gew. h. 100 Gew. h. Die Mischung aus trockenen Komponenten.

Die Zusammensetzung der Erfindung wird empfohlen, Portland-Zement nach GOST 10178-85 zu verwenden.

Die vorgeschlagene Zusammensetzung der Mischung für die Herstellung von Formen und Kernen in einem Zementbindemittel wird durch das folgende Beispiel veranschaulicht.

Beispiel. Bereiten Sie eine trockene Mischung aus Portland-Zement PC-400 (GOST 10178-85) und dispergiert Quarzsand. destilliertes Wasser, sehr trockene Mischung weiter eingeführt, gefolgt von Rühren für 1,5-2 Minuten, gefolgt - Als nächstes wurde Aluminiumnitrat in einer Misch gewogen und gelöst.

Parallel zu Vergleichsdaten Übungs erhalten, die eine Mischung aus dem Bindemittel Zement nach dem Stand der Technik vor. Zusammensetzungen der angegebenen Mischungen in Tabelle 1.

Die hergestellte Mischung wird zur Herstellung von Formen und Kerne mit einem Bindemittel in einem Zement Fixierung ihrer physikalisch-mechanischen Eigenschaften verwendet.

Die Indikatoren sind zum Vergleich der thermische lineare Ausdehnungskoeffizient (thermische Längenausdehnungsfaktor) des Gemisches im Temperaturbereich von 20 ... 700 ° C, die Druckfestigkeit der Formen nach dem Trocknen und nach dem Kalzinieren osypaemost Formsand nach dem Kalzinieren bildet, die Oberflächenrauheit der in diesen Formen erhaltenen Gussteile.

Thermische Längenausdehnungsfaktor wird auf dem Dilatometer "Paulik" bestimmt, ein Exemplar von 5 mm Durchmesser und 30 mm Höhe mit.

Haltbarkeit Formen wurden auf Druckprüfung Standardproben mit einem Durchmesser bestimmt und 50 mm in der Höhe nach der Einwirkung von Luft bei 24 und 72 Stunden nach dem Brennen (700 ° C, 3 Stunden) und auf Raumtemperatur abkühlen.

Osypaemost formbare Gemisch wurde nach dem Standardverfahren auf dem Gerätemodell 056 zu bestimmen osypaemosti formbaren Gemische bewertet.

Die Rauhigkeit der Gießen von Bronze CuSn5Zn5Pb5 auf einem Modell 296 Profilometer bestimmt.

Die Testergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt Die Mischungen.

Die Testergebnisse zeigen, dass im Vergleich mit dem Stand der Technik erlaubt die Zusammensetzung der Mischung nach thermischen Längenausdehnungsfaktor 1,2-1,5 mal verringern, erhöhen Festigkeit nach dem Brennen Formen 6-10 fache auf einem Niveau, das während des Gießens hochwertigen Gussteilen und verhindert die Zerstörung der Form liefert Metallunter osypaemost Formen nach zu 2-16 mal die Qualität der Gussoberfläche Backen und verbessert.

Die Mischung wird Industrietests bestanden bei JSC "Ural Bronze" (Tscheljabinsk) breite Nomenklatur der Kunstguss von 50 g bis 80 kg wiegen. Qualitätsguss erhalten, deren Kosten 1,8-2-mal geringer als bei der Herstellung einer Schalenform auf der Grundlage des hydrolysierten Ethylsilicat.

Angesichts der verbesserten Verpackung der technologischen Eigenschaften der Mischung, seinen universellen Charakter, die beanspruchte Zusammensetzung kann fast jedes Land, Unternehmen in präzise Gießen verwendet werden.

REFERENZLISTE

1. RF-Patent №2175909. Die Mischung für die Herstellung von Formen und Kernen in der Gips Bindemittel bei der Herstellung von Gussteilen aus Eisen und Nichtedelmetall-Legierungen / Erdakov IN, LG Znamensky, Kulakov, BA, Dubrovin VK, et al. Bull. №32 2000.

2. Magnitski ON, Piraino VY Kunstguss. - SPb:. University of Technology, 1996. - 213 S..

3. DoroSenko SP, KI Vashchenko Tanker Bildung: Monographie: -. Kiew: Vishcha Schule. Leiter Verlag, 1980. - 176 p.

FORDERUNGEN

Das Gemisch selbsthärtenden Füllstoff zur Herstellung von Formen und Kernen in der Herstellung von Gussstücken durch Feingießen, umfassend teilchenförmige Füllstoff auf der Basis von Siliziumdioxid, Portland-Zement und Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner Aluminiumnitrat-Nonahydrat in folgendem Verhältnis dieser Bestandteile, wt% aufweist.:

• Portland 12,72-17,90
• Feinem Quarzsand 53,00-58,80
• Aluminiumnitrat-Nonahydrat 1,79-3,18
• Andere Wasser

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Erscheinungsdatum 03.01.2007gg

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