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invention
Fédération de Russie Patent RU2129932
Mélange pour moules et noyaux en céramique AT production de pièces moulées à partir de l'alliage et le procédé ferreux et précieux de sa préparation
Nom du demandeur: Université technique d' Etat Chelyabinsk
Nom de l'inventeur:. LG Znamensky; Kulakov, BA. VV Krymsky. Smolko VA. Dubrovin VK. Erdakov IN
Le nom du titulaire du brevet: Université technique d' Etat Chelyabinsk
Adresse de correspondance: 454080, Chelyabinsk, Lenina, 76, CSTU, Département technique
Date de début du brevet: 02.03.1998
L'invention se rapporte à la fonderie et peut être utilisé principalement dans la production de pièces moulées de l'art et des bijoux. Le mélange contient, en poids. %: 10,0-14,0 gypse, Dinas 50,0-63,0, poudre sublimera 3,7-7,0 production de chamotte, alyumohromfosfatnoe 0,003-0,02 liant et -eau autre. Avant de mélanger les ingrédients pour faire le traitement du liant aqueux alyumohromfosfatnogo nanosecondes impulsions électromagnétiques. Ceci réduit la viscosité du mélange de plâtre. Fournit une durabilité accrue et de précision des moules en céramique et des noyaux, et donc la qualité des pièces moulées.
DESCRIPTION DE L'INVENTION
L'invention se rapporte au domaine de la fonderie et peut être utilisé dans la fabrication de moules et de noyaux céramiques, principalement dans la production de pièces moulées art et bijoux précieux et des alliages non ferreux.
Actuellement, l' art et les bijoux coulée d' alliages, non-ferreux et de métaux précieux les plus largement importés mélange de gypse "K-90", "Superkast" "Satinkast", "Ultravest" / 1, 2 /. De tels mélanges sont caractérisés par moulage des opérations d'aptitude au traitement knockout et le nettoyage des pièces. Cependant, ces mélanges sont coûteux, et une forte teneur en gypse, ayant tendance à se dégrader à 650 ° C ou plus entraîne une réduction de la résistance des formes céramiques à haute température.
Le plus proche de l' essence technique est le procédé de préparation et composition d'un mélange pour la fabrication de moules en céramique , comprenant le mélange DINACYT de gypse, l' acide orthophosphorique et de l' eau suivie par le mélange traitement vibrovakuumnoy avec les proportions suivantes d'ingrédients% en poids / 3 / .:
gypse - 10 ... 12;
Dinas - 60 ... 64;
Acide phosphorique - 0,03 ... 1,0;
l'eau - le reste.
La solution connue fournit la stabilité des propriétés rhéologiques du mélange.
Cependant, le prototype présente les inconvénients significatifs suivants:
- niveau insatisfaisant de force et de précision des moules et des noyaux céramiques, en particulier pour la fabrication de grandes dimensions d'art et de bijoux moulages fauteuil;
- expansion du mélange de gypse-terres dans la gamme de température de 150 ... 300 ° C, sans compensation de retrait du plâtre, viole la précision des moules en céramique et des noyaux;
- diminution du niveau des valeurs de résistance du mélange après le traitement de vibrovakuumnoy qui réduit les modèles fidélité microreliefs;
- sédimentation accrue du mélange, ce qui provoque les opérations non-technologiques formant tonkorelefnyh pièces moulées;
- diminution de la résistance du mélange chaud provenant de la décomposition du gypse - un liant.
Une résistance insuffisante et les propriétés rhéologiques du mélange et son procédé de préparation, pris comme un prototype, de déterminer la baisse des moulages de qualité et l'augmentation de l'art fauteuil de mariage et des bijoux de plus en plus de leur poids et de la complexité de la configuration.
L'objet de l'invention est de créer un tel mélange et un procédé de préparation qui fournirait une plus grande résistance et la précision des moules en céramique et des noyaux, en particulier dans des conditions chaudes, et donc d'améliorer la qualité de fabrication configuration très complexe d'art et de bijoux moulages, non ferreux et précieux alliages.
Ce problème est résolu d'une manière telle que le mélange destiné à la fabrication de moules céramiques et les noyaux utilisés principalement dans la production de pièces moulées es et des bijoux en alliage précieux, et une base comprenant le gypse, dynastie et un mélange d'un additif phosphoré et de l'eau, selon l'invention comprend en outre un sublimé pyrogénée la production de chamotte, et comme additifs contenant du phosphore un mélange alyumohromfosfatnoe liant (AHFS) avec le rapport des ingrédients suivants,% en poids.:
gypse - 10 ... 14;
Dinas - 50 ... 63;
sublimera poudre production de chamotte - 3,7 ... 7,0;
alyumohromfosfatnoe liant - 0,003 ... 0,02;
l'eau - le reste.
Fourniture d'un mélange de pulvérisées production chamotte sublimé en raison de la compensation additionnelle de dilatation DINACYT gypse par chauffage réduit le coefficient de dilatation thermique linéaire (linéaire facteur d'expansion thermique) des moules et des noyaux, ce qui améliore la précision et de la force en raison des valeurs élevées de dispersion, et la surface spécifique dudit adjuvant de traitement.
Réduction thermique facteur d'expansion linéaire et amélioré au détriment de la précision des moules en céramique et des noyaux lors de la coulée d'alliages non ferreux et précieux sont en grande partie déterminée production mullitization pulvérisé sublimé chamotte flux selon la diffraction des rayons X (DRON-4) à une calcination de la température (700 ... 750 ° C) sous l'action catalytique du CaO, du gypse formé lors de la décomposition pendant le chauffage.
La composition chimique du sublimé pulvérisé production réfractaire est indiquée dans le tableau 1.
La production pulvérisé chamotte de sublimé se passe dans le système four électrostatique pour la production de produits réfractaires, nedefitsiten, disponibles en quantités suffisantes.
Introduction du alyumohromfosfatnogo mélange de liant (PSAIA) étant une matière liante à haute température, crée les conditions nécessaires à la formation d'une résistance élevée et de précision en céramique moules et noyaux de plâtre, en particulier à des températures élevées.
Utilisez un mélange d'une solution aqueuse de AHFS ayant un environnement acide fournit la capacité de survie des mélanges de plâtre requis (15 ... 25 minutes) pour lui permettre de remplir efficacement un traitement pour éliminer vibrovakuumnuyu complice dans l'air et une bonne étanchéité en un clin d'œil.
Ce but est atteint par le fait que dans le processus de préparation du mélange destiné à la fabrication de moules céramiques et les noyaux utilisés principalement dans la production de pièces moulées es et des bijoux en alliage précieux et de base, comprenant le mélange des ingrédients du mélange et vibrovakuumirovanie selon l'invention, avant le mélange, le traitement d'une nanoseconde de mélange de mélange impulsions électromagnétiques (NEMI). De plus NEMI AHFS traité solution aqueuse pour 15 ... 25 min.
L'impact NEMI détruit la couche d'hydratation des particules colloïdales PSAIA et réduit considérablement la viscosité d'un mélange de plâtre de mélange. Par conséquent, il est possible pour un débit donné de la suspension de gypse pour augmenter son remplissage, ce qui réduit le rapport de vodomassovoe, ce qui augmente la résistance et la résistance à la fissuration des moules et noyaux en céramique.
En outre, en raison de "liquéfier" la suspension de gypse sous l'influence de NEMI gère à l'égard de vodomassovom constante pour augmenter la fluidité du mélange et d'améliorer ainsi les modèles de surface reproductibilité de tonkorelefnoy et de fabrication et de bijoux artistique castings.
Préparation d'un mélange destiné à la fabrication de moules et de noyaux céramiques comme suit. Estimation du nombre de AHFS (TU 6-18-166-78) et de l'eau est agitée et traitée NEMI pour 15 ... 25 min.
NEMI durée d'exposition de moins de 15 minutes ne conduit pas au niveau désiré de mélange aide à la transformation et au-delà de 25 minutes, un traitement de mélange d'une augmentation plus marquée des propriétés physiques et mécaniques des moules et des noyaux pratiquement pas observée.
Ensuite, préparer un mélange sec de plâtre et de Dinas sublimés pulvérisées production réfractaire par mélange de ces ingrédients.
Avant la fabrication effective de moules et de noyaux sont introduits dans un mélange sec de mélange - une solution aqueuse préparée PSAIA traitée NEMI en une quantité de 360 ... 400 ml pour 1 kg de composants secs. Le mélange a été agité et traité pour vibrovakuumnoy 3 ... 4 m. Ensuite, le mélange peut être utilisé pour la fabrication de moules et de noyaux.
La teneur du mélange proposé de pulvérisé la production sublimé chamotte est inférieure à 3,7 en poids.% Ne suffit pas à réduire de manière significative le linéaire facteur de dilatation thermique et augmenter la précision des moules en céramique et des noyaux lors de la calcination. L'introduction d'un mélange fortement dispersé dudit adjuvant de traitement en une quantité de plus de 7 en poids.% Est nécessaire d'augmenter le contenu d'un mélangeur pour obtenir la capacité d'écoulement désirée du mélange, ce qui affecte négativement la résistance à la fissuration des moules en céramique et des noyaux.
Nombre de AHFS dans le mélange -. 0,003 ... 0,02% en poids est optimale du point de vue de l'obtention des caractéristiques de résistance requis des moules et des noyaux de céramique et la durée optimale de durcissement du mélange nécessaire pour le remplir avec le but d'améliorer la qualité de la surface tonkorelefnoy art et bijoux castings.
La composition mise au point et la méthode de préparation est préférable d'utiliser un mélange de haute résistance gypse marques 250 ... 300 Samara Plaster kombinata et marque Dinas ED Pervouralsk Silice usine. En outre, il peut être utilisé broyé et tamisé lutte briques de silice, ce qui est le produit des déchets lors du remplacement du revêtement des fours métallurgiques.
La composition et le procédé de préparation d'un mélange destiné à la fabrication de moules et de noyaux céramiques proposés sont illustrés par les exemples suivants.
exemple 1
Préparer un mélange sec de plâtre et de Dinas sublimés pulvérisées production réfractaire. Avant la production de moules et de noyaux dans un mélange de mélange est introduit - PSAIA préalablement préparé une solution aqueuse en une quantité de 380 ml pour 1 kg de constituants secs, suivis par une agitation et un traitement pour vibrovakuumnoy 3 ... 4 m.
Appliquer une amplitude de vibration de 0,3 ... 0,55 mm et une fréquence de 50 Hz. Le vide est maintenu dans le récipient avec du gypse suspension avec une pression résiduelle de 1400 Pa / 2 /.
Parallèle pour obtenir des données comparatives est réalisée en fonction de la préparation d'un mélange d'un prototype de plâtre, en observant la même teneur de la suspension et les paramètres indiqués vibrovakuumnoy traitement du mélange.
Le mélange ainsi préparé est utilisé pour déterminer les propriétés rhéologiques, en produisant des moules en céramique et des noyaux avec la fixation de leurs propriétés physico-mécaniques.
Les indicateurs de comparaison sont le débit et la durée du durcissement de la pâte de plâtre, les coefficients de dilatation thermique linéaire (linéaire du facteur de dilatation thermique) dans la plage de température 20 ... 300 ° C, la résistance et les échantillons osypaemost céramique.
Aptitude à l'écoulement a été évaluée en utilisant la procédure Suttarda, le diamètre rastecheniya 250 ml de suspension dans une douille standard de levage (hauteur et diamètre 50 mm) avec un mélange de gypse, après quoi le mélange a pris 8 minutes / 4 /.
Le durcissement de la suspension de gypse en utilisant l'aiguille de Vicat fixe / 4 /.
thermique linéaire facteur d'expansion est déterminé sur la dilatomètre "Paulík", en utilisant des échantillons de céramique de 5 mm de diamètre et 30 mm de hauteur.
On a évalué la durabilité de la céramique, des essais sur des échantillons de mesure de flexion (40x20x5) · 10 -3 m après séchage à l' air et chauffé à une température de 700 o C.
Osypaemost déterminée sur la hauteur des échantillons standard et d'un diamètre de 50 mm, conformément à GOST 23409,9 à 78.
Les résultats des essais sont présentés dans les mélanges du tableau. 3.
exemple 2
De manière analogue à l'exemple 1, un mélange pour la production de moules et de noyaux céramiques à partir de la 2 (voir. Le tableau 2) montre les propriétés optimales de traitement. Cependant, un mélange de gypse procédé de podyutovki, dans lequel un mélange avant de l'introduire dans les ingrédients secs impulsions nanosecondes elekromagnitnymi traitées (NEMI).
Pour ce faire, dans un récipient d'un mélange - AHFS aqueuses établissent un émetteur relié au générateur NEMI / 5/1 MW dans une fréquence de répétition de 1000 Hz.
Le radiateur est réalisé sous la forme d'une taille de pyramide (de 10x10x15) · 10 -2 m de cuivre. La durée du traitement d'une solution aqueuse de PSAIA nanosecondes impulsions électromagnétiques peut varier: 15, 20 et 25 minutes. NEMI influence sur les propriétés des enduits est indiquée dans le tableau. 4.
Tableau. La figure 4 montre les valeurs de résistance des échantillons de céramique faites par le procédé de l'invention, lors du remplissage d'une pâte de plâtre: 360 ml d'un mélange 1 kg de constituants secs.
NEMI traitement a pour effet d'effet de "dilution" sur un mélange, ce qui augmente la stabilité de la sédimentation due à la destruction des coquilles d'hydratation des particules colloïdales d'une solution aqueuse de PSAIA. En conséquence, tout en maintenant une fluidité optimale gère de la suspension de gypse (140 ... 160 mm) afin de réduire la quantité d'un mélange de 1 kg d'ingrédients secs et fournir ainsi une résistance plus élevée des moules en céramique et des noyaux.
Les résultats des essais montrent que, en comparaison avec le prototype et la méthode revendiquée composition permet la préparation d'un mélange de 40 ... 50% d'augmentation pour le même remplissage fluidité de la suspension et le maintien de la durée de durcissement optimale, 6 fois ou plus pour réduire le linéaire facteur de dilatation thermique et pratiquement éliminer osypaemost 1, 2,0 ... 5 fois pour augmenter la résistance des moules et des noyaux en céramique.
Mélange et la méthode de sa préparation ont été testés dans l'art et des bijoux d'investissement coulée sur la nomenclature des pièces moulées, caractérisé par une augmentation du poids et de la complexité du micro-relief, montrant une amélioration de la qualité de leur production.
Ainsi, le mélange de l'invention et le procédé de préparation permet d'obtenir de haute précision moules et noyaux de plâtre ayant des propriétés physiques et mécaniques améliorées. L'efficacité est assurée par des aides de traitement spéciaux - la production ne manquent pas à faible coût des déchets réfractaires (production pulvérisé sublimé chamotte) en combinaison avec la composition conçue et un mélange de traitement nanosecondes impulsions électromagnétiques pour fournir de meilleures propriétés rhéologiques du mélange.
La composition et la méthode de préparation du mélange est recommandé pour la production de moulages d'art et des bijoux d'alliages précieux et non-ferreux. Toutefois, compte tenu de la précision des formes et leurs propriétés mécaniques plus élevées, un mélange et un procédé pour sa préparation, on peut utiliser dans la pratique dentaire, dans la fabrication d'autres produits dans la coulée de précision en alliages ferreux.
RÉFÉRENCES
1. Urvachev VP, VV Kochetkov, Gorin NB Bijoux et art investissement coulée d'alliages de cuivre. - Chelyabinsk Métallurgie. -1991. Pour -168.
2. Magnitski OP, Piraino VY Casting Art. - SPb. Polytechnic. -1996. -213 Avec.
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4. Gutov LA Bablyak EL, Izoyko AP Fonderie d'art des métaux précieux. - L:. Ingénierie, 1988. - 224 p.
5. Brevet RF N 1757088. shaper des impulsions nanosecondes / Belkin BC, GI Shulzhenko Bull. N 31, 1992 - p. 226. 23.08.92 H 03 K 5/01, Institut de poison. f. SB RAS.
REVENDICATIONS
1. Mélange pour la fabrication de moules céramiques et des noyaux dans la production de pièces coulées en alliages non-ferreux et précieux, comprenant du gypse, de l'eau et dynastie, caractérisé en ce qu 'il comprend en outre un sublimé chamotte alyumohromfosfatnoe production et de liant dans les proportions suivantes d'ingrédients pulvérisés% en poids.:
Gypse - 10-14
Dinas - 50 - 63
La production pulvérisé sublimé chamotte - 3,7 à 7,0
Alyumohromfosfatnoe liant - de 0,003 à 0,02
Eau - Le reste
2. Procédé de préparation d'un mélange destiné à la fabrication de moules et de noyaux céramiques pour la production de pièces coulées en alliages non-ferreux et précieux, comprenant des ingrédients de mélange vibrovakuumirovanie mélange et où le mélange a la composition suivante,% en poids.:
Gypse - 10-14
Dinas - 50 - 63
La production pulvérisé sublimé chamotte - 3,7 à 7,0
Alyumohromfosfatnoe liant - de 0,003 à 0,02
Eau - Le reste
et avant de mélanger les ingrédients, le traitement d'une solution aqueuse du liant alyumohromfosfatnogo impulsions électromagnétiques nanosecondes.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le traitement de la solution aqueuse du liant alyumohromfosfatnogo nanosecondes impulsions électromagnétiques est effectuée pendant 15 -. 25 min.
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Date de publication 02.01.2007gg
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