×
10.01.2014
216.012.93c2

СУСПЕНЗИЯ ОГНЕУПОРНАЯ ДЛЯ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к литейному производству. Суспензия включает этилсиликат, спиртовой раствор нитрата алюминия девятиводного, микропорошки электрокорунда, алюминиевый порошок и оксид иттрия при следующем соотношении компонентов, мас.%: этилсиликат 5,0-8,0; спирт этиловый 14,0-17,0; нитрат алюминия девятиводный 1,3-2,0; кислота соляная или азотная 0,06-0,1; поливинилбутираль 0,03-0,09; алюминиевый порошок 3,0-6,0; оксид иттрия 4,0-8,0; микропорошки электрокорунда - остальное. Обеспечивается уменьшение степени взаимодействия керамической формы с металлом отливок. 2 табл.
Основные результаты: Суспензия огнеупорная для оболочковых форм по выплавляемым моделям, включающая этилсиликат, растворитель, огнеупорный наполнитель на основе оксида алюминия, алюминиевый порошок и добавку, отличающаяся тем, что в качестве растворителя этилсиликата она содержит спиртовой раствор нитрата алюминия девятиводного, а в качестве добавки содержит оксид иттрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к литейному производству, в частности к изготовлению отливок из тугоплавких химически активных металлов, жаропрочных и других высоколегированных сплавов по выплавляемым моделям.

В настоящее время перспективным конструкционным материалом в авиакосмической промышленности, судостроении, химическом и нефтяном машиностроении являются титановые сплавы. По сравнению со стальными деталями, титановые оказываются прочнее при одинаковой массе. При температурах до 500°C титановые сплавы противостоят коррозии лучше нержавеющих и жаростойких сталей.

Основным недостатком титана является его химическая активность при высоких температурах, особенно в жидком состоянии, вследствие чего плавка и заливка сплавов на его основе осуществляется в вакууме. Расплавленный титан активно взаимодействует с кислородом, углеродом и азотом, а также со многими огнеупорными материалами. Недостаточная химическая инертность литейной формы к заливаемому титановому сплаву приводит к образованию на отливках поверхностных дефектов и видоизмененного слоя повышенной твердости, что увеличивает трудоемкость ее обработки и резко снижает эксплуатационные характеристики литой детали. /Производство отливок из сплавов цветных металлов / А.В.Курдюмов и др. - М.: Металлургия, 1986. - с.287…293/. В применяемых керамических литейных формах по выплавляемым моделям наиболее химически активным компонентом является кремнезем связующего, который в вакууме при температурах заливки и прогрева форм подвергается термической диссоциации с выделением монооксида кремния, а также атомарного и молекулярного кислорода, окисляющих компоненты сплава.

Наиболее близкой по технической сущности является суспензия для изготовления оболочковых литейных форм по выплавляемым моделям, включающая перхлорат калия /Авторское свидетельство СССР №1238880. МКИ 4 В22С 1/16. Суспензия для изготовления оболочковых литейных форм по выплавляемым моделям / Александров В.М., Кулаков Б.А., Солодянкин А.А. и др. Бюл. №23, 1986./ Смесь включает раствор гидролизованного этилсиликата, алюминиевый порошок, перхлорат калия и огнеупорный наполнитель, мас.%:

раствор гидролизованного этилсиликата 20…40
алюминиевый порошок 1,5…8,0
перхлорат калия 0,1…1,0
огнеупорный наполнитель остальное

Суспензия данного состава позволяет снизить содержание свободного диоксида кремния и получать отливки из титановых сплавов, заливаемых в холодные формы, однако при заливке в нагретые до 800...1000°С керамические формы, остаточный кремнезем способен взаимодействовать с заливаемым сплавом, изменять его состав и структуру и ухудшать эксплуатационные свойства.

В основу изобретения положена техническая задача по созданию формовочной огнеупорной суспензии для уменьшения степени взаимодействия керамической формы с металлом отливок.

Указанная задача решается тем, что огнеупорная суспензия для оболочковых форм по выплавляемым моделям, включающая этилсиликат, растворитель, огнеупорный наполнитель на основе оксида алюминия, алюминиевый порошок и добавку, согласно изобретению, в качестве растворителя этилсиликата применяется спиртовой раствор нитрата алюминия девятиводного, а в качестве добавки используется оксид иттрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Этилсиликат 5,0…8,0
Спирт этиловый 14,0…17,0
Нитрат алюминия девятиводный 1,3…2,0
Кислота соляная или азотная 0,06…0,1
Поливинилбутираль 0,03…0,09
Алюминиевый порошок 3,0…6,0
Оксид иттрия 4,0…8,0
Микропорошки электрокорунда остальное

Количество этилсиликата обусловлено прочностными характеристиками формы и ее химической активностью по отношению к заливаемому металлу. Содержание этилсиликата менее 5,0% мас. не позволяет достигнуть необходимой минимальной прочности форм, а содержание более 8,0% мас. увеличивает химическую активность форм.

Содержание этилового спирта обусловлено содержанием кремнезема в гидролизованном этилсиликате, т.е. в жидкой соствляющей суспензии и достижением необходимых технологических параметров вязкости.

Нитрат алюминия девятиводный в спиртовом растворе диссоциирует и впоследствии равномерно распределяется в пространственной структуре кремнезоля. При прокалке форм он разлагается с образованием аморфного оксида алюминия и впоследствие при температурах 950…1100°С спекается с диоксидом кремния связующего, образуя химически более инертное соединение - муллит. Содержание нитрата алюминия менее 1,3% не обеспечивает связывание активной составляющей кремнезема формы. Содержание более 2,0% снижает прочность литейной формы вследствие нарушения пространственной структуры силоксанов в связующем.

Кислота является катализатором гидролиза этилсиликата. Содержание кислоты менее 0,06% не обеспечивает прохождения качественного гидролиза. Увеличение содержания кислоты более 0,1% может снизить живучесть формовочной суспензии.

Поливинилбутираль создает на поверхности суспензии органическую полимерную пленку и препятствует испарению растворителя из связующего. При содержании поливинилбутираля менее 0,03% содержание растворителя в супензии умньшается, и она приобретает повышенную вязкость. При содержании более 0,09% суспензия очень долго стекает с модели и не обсыхает на модельном блоке.

Алюминиевый порошок способствует повышению эффективности спекания наполнителя и достижения необходимой прочности форм после прокалки. Содержание менее 3%; не обеспечивает необходимой прочности, содержание более 6% повышает вероятность хрупкого разрушения формы в процессе заливки.

Оксид иттрия, как основной оксид, при прокалке эффективно связывает остаточный диоксид кремния связующего в силикат иттрия, который более устойчив, чем кремнезем, к заливаемому сплаву. Содержание оксида иттрия взаимосвязано с полнотой соединения в силикат иттрия остаточного диоксида кремния, не муллитизированного введенным при гидролизе нитратом алюминия. При содержании оксида иттрия менее 4% связывание кремнезема проходит не в полной мере, увеличение содержания более 8% нецелесообразно, так как не приводит к повышению эффективности процесса, а ведет лишь к повышению стоимости форм.

Приготовление суспензии осуществляют следующим образом.

Готовят 10…12 мас.%. раствор нитрата алюминия девятиводного Al(NO3)3·9H2O ГОСТ 3757-75 в этиловом спирте.

Суспензию готовят раздельным способом. Связующим служит раствор гидролизованного этилсиликата марки ЭТС-40. В качестве органического растворителя применяют раствор нитрата алюминия девятиводного в этиловом спирте, а в качестве катализатора гидролиза - соляную или азотную кислоту. Гидролиз проводят следующим образом. Смешивают технический этилсиликат со спиртовым раствором нитрата алюминия девятиводного в присутствии катализатора - азотной или соляной кислоты и антииспарителя - поливинилбутираля и перемешивают в течение 40…60 мин. До приготовления суспензии связующее выдерживается в течение 18…36 часов. Условное содержание SiO2 в гидролизованном этилсиликате составляет SiO2 8…12%. Связующее имеет состав, мас.%:

Этилсиликат-40 18,6…28,4
Кислота 0,21…0,32
Поливинилбутираль 0,1…0,3
Спиртовой раствор нитрата алюминия девятиводного 81,3…70,1 остальное

Суспензию готовят введением в связуюощее поршкообразных компонентов - алюминиевого порошка, оксида иттрия и микропорошков электрокорунда. Соотношение жидкой и твердой составляющей суспензии находится в пределах от 1:2,8 до 1:3,6, что обеспечивает условную вязкость в пределах 15…45 с и соотношение всех компонентов согласно формуле изобретения.

В качестве корундовой составляющей огнеупорного наполнителя суспензии используют смесь порошков белого электрокорунда, например следующего состава, мас.%: М5 - 25; №3 - 40; №5 - 35.

В качестве алюминиевого порошка предпочтительнее использовать порошок марки АСД-4, как наиболее дисперсный, имеющий высокую удельную поверхность.

Оксид иттрия используется в виде плавленого дисперсного порошка с размером зерен 5…10 мкм.

Вязкость огнеупорной суспензии по вискозиметру ВЗ-4 для 1-го слоя 30…45 с., для 2-го 25-30 с, и для остальных 15-22 с. В качестве присыпки используют электрокорунд белый фракции №20 для 1-го слоя и фракции №50 для остальных.

При изготовлении форм из предлагаемой суспензии сушку нанесенных слоев осуществляют на воздухе, в воздушно-аммиачной среде, а также вакуумно-аммиачным способом.

Удаление разовых моделей осуществляют в горячей модельной массе, в воде, горячим воздухом, нагретым воздухом в автоклавах. Формы прокаливают в окислительной атмосфере при 1000…1200°С в течение 4…6 ч.

Изготавливают 5-слойные стандартные керамические образцы и 9-слойные формы.

Заливку титановых сплавов производят в печи ВДЛ-4, вакуум в печах достигает 10-2 мм рт. ст.

Для получения сравнительных данных осуществляют также изготовление литейных форм из смеси согласно прототипу.

Составы смесей приведены в табл.1, свойства литейных форм и показатели качества отливок приведены в табл.2.

Таблица 1
Составы суспензий
Наименование ингредиентов Количество ингредиентов, мас.%
прототип 1 2 3
Этилсиликат 6,5 5,0 6,5 8,0
Спирт этиловый 15,5 17,0 15,5 14,0
Нитрат алюминия девятиводный - 2,0 1,7 1,3
Кислота 0,07 0,06 0,08 0,1
Поливинилбутираль 0,06 0,09 0,06 0.3
Алюминиевый порошок 4,0 6,0 4,0 4,0
Оксид иттрия - 4,0 6,0 8,0
Перхлорат калия 0,6 - - -
Микропорошки электрокорунда остальное остальное

Таблица 2
Результаты испытаний смесей по составам
Показатели Результаты испытаний по составам
прототип 1 2 3
Прочность форм на изгиб после вытопки, МПа 3,5 5,4 5,8 4,9
Прочность форм на изгиб после прокалки, МПа 3,9 1,1 1,0 9,1
Глубина видоизмененного слоя отливки,, мкм 110 23 26 25
Шероховатость поверхности отливки, Ra 10 8 8 8
Класс размерной точности отливки по ГОСТ 26645-85 5 5 5 5

Результаты испытаний показывают, что по сравнению с прототипом заявленный состав смеси позволяет получить керамические формооболочки, превосходящие по механическим свойствам прототип, в то же время снизить их химическую активность по отношению к заливаемому титановому сплаву, и соответственно, существенно уменьшить образование видоизмененного слоя на отливках.

Заявленный состав может быть использован в литье по выплавляемым моделям титановых и других химически активных сплавов.

Суспензия огнеупорная для оболочковых форм по выплавляемым моделям, включающая этилсиликат, растворитель, огнеупорный наполнитель на основе оксида алюминия, алюминиевый порошок и добавку, отличающаяся тем, что в качестве растворителя этилсиликата она содержит спиртовой раствор нитрата алюминия девятиводного, а в качестве добавки содержит оксид иттрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 41-50 of 161 items.
20.06.2014
№216.012.d4cf

Сплав на основе гамма алюминида титана

Изобретение относится к области металлургии, в частности к сплавам на основе гамма-алюминида титана и может быть использовано при получении изделий ответственного назначения, работающих при температурах до 800°C, в частности лопаток газотурбинных двигателей. Способ получения сплава на основе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520250
Дата охранного документа: 20.06.2014
10.07.2014
№216.012.dab2

Способ шаговой прокатки

Изобретение предназначено для увеличения производительности процесса шаговой прокатки и повышения надежности технологического оборудования. Способ включает деформацию заготовки прямым и обратным ходом при возвратно-поступательном перемещении осей валков и свободное перемещении заготовки вдоль...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521764
Дата охранного документа: 10.07.2014
20.07.2014
№216.012.dde2

Быстродействующая бетонная смесь для ремонта строительных конструкций

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для ремонта строительных конструкций промышленных и гражданских сооружений. Технический результат заключается в получении бетона высокой ранней прочности при высоких показателях по морозостойкости,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522588
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.de9b

Торсионный стержнево-трубчатый упругий элемент подвески транспортного средства

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к конструкции упругих элементов подвески транспортных средств, в частности гусеничных машин. Торсионный стержнево -трубчатый упругий элемент подвески транспортного средства содержит стержневой и трубчатый валы, первый и второй...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522773
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.e0e4

Способ производства деликатесного мясного продукта

Изобретение относится к мясной промышленности, а именно к производству деликатесных мясопродуктов. Способ включает посол предварительно измельченного мясного сырья - говядины 1 сорта или филе куриной грудки, в присутствии ферментного препарата и стартовых культур с последующей термообработкой и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523358
Дата охранного документа: 20.07.2014
27.07.2014
№216.012.e42d

Консервированный мясной корм для собак

Изобретение относится к кормопроизводству и может быть использовано в производстве кормов для собак. Корм включает мясное сырье в виде мясного фарша, содержащего сердце, селезенку, рубец, печень, вымя, и добавки в виде тыквы и моркови, измельченной яичной скорлупы, сухого молока и соли. Мясной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524203
Дата охранного документа: 27.07.2014
10.08.2014
№216.012.e764

Устройство для получения кольцевых заготовок абразивных кругов на вулканитовой связке

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано для получения кольцевых заготовок для тонких отрезных абразивных кругов на вулканитовой связке. Верхняя оправка устройства закреплена на ползуне пресса с возможностью одновременного поступательного и вращательного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525029
Дата охранного документа: 10.08.2014
27.09.2014
№216.012.f823

Способ получения кефира

Изобретение относится к молочной промышленности. Способ включает восстановление сухого молока путем смешивания его с водой, которую предварительно активируют методом ультразвуковой кавитации. Затем смесь сухого молока и активированной воды обрабатывают ультразвуковой кавитацией, выдерживают в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529360
Дата охранного документа: 27.09.2014
27.09.2014
№216.012.f824

Способ производства молочного продукта

Изобретение относится к молочной промышленности. Воду активируют методом ультразвуковой кавитации с частотой механических колебаний 22 кГц экспозицией 3 мин при мощности ультразвукового колебания 120-160 Вт. В воду вносят сухое молоко. Смесь сухого молока и активированной воды вновь...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529361
Дата охранного документа: 27.09.2014
27.09.2014
№216.012.f839

Способ исследования кинестетической чувствительности и система для его осуществления

Группа изобретений относится к медицине, электронейрофизиологии, используется для исследования кинестетической чувствительности (КЧ) у человека. Создают дозированный синхронизированный поток импульсов от периферических проприорецепторов путем кинестетического раздражения верхней конечности в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529382
Дата охранного документа: 27.09.2014
Showing 41-50 of 194 items.
10.02.2014
№216.012.9eb5

Литейный магниевый сплав

Изобретение относится к области металлургии, а именно к литейным сплавам на основе магния, и может быть использовано при получении деталей для авиакосмической промышленности, работающих под действием высоких нагрузок при температурах до 150°С и 250°С кратковременно. Литейный сплав на основе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506337
Дата охранного документа: 10.02.2014
20.02.2014
№216.012.a256

Способ обработки стали в ковше

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при обработке стали в ковше на внепечных установках. В нижней части ковша на расстоянии 200 мм от продувочных узлов устанавливают пористую вставку, через которую осуществляют продувку жидкого металла, при этом подачу...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507273
Дата охранного документа: 20.02.2014
20.02.2014
№216.012.a26a

Низкоуглеродистая легированная сталь высокой обрабатываемости резанием

Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к получению сталей с особыми технологическими свойствами, которые применяются для производства ответственных деталей машин. Сталь имеет следующий химический состав, мас.%: углерод 0,13-0,21, кремний 0,17-0,37, марганец 0,70-1,10, хром...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507293
Дата охранного документа: 20.02.2014
27.02.2014
№216.012.a5de

Способ получения контактных вставок троллейбусов

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению контактных вставок токоприемников троллейбусов. Порошковую композицию на основе углерода выдавливают из контейнера пресса через мундштук с формованием профильной рабочей поверхности вставки и последующим делением...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002508177
Дата охранного документа: 27.02.2014
10.03.2014
№216.012.a9b6

Металлизованный флюсующий шихтовый материал для производства стали

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано для производства стали в конверторе и дуговой сталеплавильной печи. Шихтовый материал содержит, мас.%: металлическое железо 60-85, оксид магния 15-25, оксиды марганца 3-6, примесные оксиды остальное. Изобретение позволяет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509161
Дата охранного документа: 10.03.2014
20.03.2014
№216.012.ad55

Подземный ядерно-энергетический комплекс

Изобретение относится к устройствам для получения электрической энергии от радиоактивных источников и может использоваться в энергетике. Подземный ядерно-энергетический комплекс содержит наклонные У-образно расположенные скважины. Скважины сходятся нижней частью в забое центральной скважины,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510088
Дата охранного документа: 20.03.2014
27.03.2014
№216.012.ae32

Способ прессования заготовок щеток электромашин из порошковых материалов на основе углерода и многоместная пресс-форма для его осуществления

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению заготовок щеток электромашин из порошковых материалов на основе углерода. Заготовки щеток электромашин прессуют в многоместной пресс-форме вертикальным обжатием. После вертикального обжатия со стороны рабочего торца щетки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510309
Дата охранного документа: 27.03.2014
10.04.2014
№216.012.b06a

Электропривод с синхронной реактивной машиной

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, например, в регулируемых электроприводах общепромышленных механизмов, а также транспортных средств. Техническим результатом является повышение качества процессов управления. Электропривод с синхронной реактивной машиной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510877
Дата охранного документа: 10.04.2014
10.04.2014
№216.012.b0c7

Широкополосная турникетная щелевая антенна

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к широкополосным антенным системам с горизонтальной поляризацией поля излучения, имеющим круговую диаграмму направленности в горизонтальной плоскости. Технический результат - расширение полосы согласования антенны с фидером. Широкополосная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510970
Дата охранного документа: 10.04.2014
10.04.2014
№216.012.b0ed

Среднеуглеродистая конструкционная сталь высокой обрабатываемости резанием

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к получению сталей с особыми технологическими свойствами, применяемых для изготовления ответственных деталей машин. Сталь содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод 0,37-0,43, кремний 0,17-0,37, марганец 0,50-0,80, хром...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511008
Дата охранного документа: 10.04.2014
+ добавить свой РИД