Смесь для изготовления литейных керамических форм и стержней

Смесь для изготовления литейных керамических форм и стержней

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ, включающая огнеупорный наполнитель, крокус-побочный продукт анилинокрасочного производства на основе окиси железа, неорганическое соединение, реакционноспособное по отношению к окиси железа, и воду, о т л и.ч а ю1Д а я с я тем, что, с целью повышения ее живучести, повышения.прочности в сыром состоянии, снижения температуры спекания и уменьшения гигроскопичности , она содержит в качестве упомянутогонеорганического соединения тетраборат натрия при следующем соотношении ингредиентов,вес.%: Крокус-побочный i продукт йнилинокрасочного произ (Л водства на основе 0,5-2,0 окиси железа Тетраборат натрия 2,0-8,0 Вода 0,5-2,0 Огнеупорный наполОстальное нитель OQ СО to СП ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 В 22 С 1 18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Крокус-побочный продукт анилинокрасочного производства на основе окиси железа

Тетраборат натрия

Вода

Огнеупорный наполнитель

0,5-2,0

2,0-8,0

0 5-2,0

Остальное

Ъ (21) 3411718/22-02 (22) 25.03.82 (46) 07.08.83. Бюл. (Ф 29 (72) И.Д.Шумов, E.Ñ.Ãàìîí, A.È.Öàðåâ, В.В;Серебряков, A.Â.Íîâîäâîðñêèé, H.Ì.Óäîä, A.È.ßðìîëåíêî и A.Н.Соболев (71) Липецкий политехнический институт (53) 621.742.4(088.8) (56 ) 1 ° Авторское свидетельство СССР

М 493287, кл. В 22 С 1/00, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

9 513783, кл. В 22 С 1/22, 1973.

3. Авторское свидетельство СССР

В 505488, кл. В 22 С 1/ОО,В 22 С 9/00, 1974 °

4 ° Авторское свидетельство СССР

У 511993, кл. В 22 С 1/18, 1974.

5. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2919901/22-02, кл. В 22 С 1/16, С 04 В 35/00, 1980. (54)(57) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИTEAHbIX КЕРАМИЧЕСКИХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ, „„SU„„1033255 А включающая огнеупорный наполнитель, крокус-побочный продукт анилинокрасочного производства на основе оки- си железа, неорганическое соединение, реакционноснособное по отношению к окиси железа, и воду, о т л и.ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения ее живучести, повышения прочности в сыром состоянии, снижения температуры спекания и уменьшения гигроскопичности, она содержит в качестве упомянутого- неорганического соединения тетраборат натрия при следукщем соотношении ингредиентов,вес.Ъ:

1033255

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам смесей для изготовления керамических (спек аемых ) форм и стержней по постоянной глодельно-стержневой оснастке. 5

Известны смеси для изготовления литейных керамических форм и стержней, содержащие огнеупорный наполнитель, гидролизованный этилсиликат, водный раствор аммиака и графит 1) 10 или огнеупорный наполнитель, пульвербакелит, трехэамещенный фосфорнокислый аммоний, окись алюминия, борную кислоту и увла>;;нитель 2 J.

В составах указанных смесей co . 15 держатся дорогостоящие и дефицитные связующие — этилсиликат и пульверба- келит, которые требуют к тому же при нятия специальных мер безопасности по обеспечению нормальных санитарногигиенических условий труда.

Известна также смесь для получения спекаемых форм, содержащая пылевидный кварц, окись алюминия и буру <.3 ).

Данная смесь ввиду ограничениого взаимодействия окиси алюминия и буры <,при повышенных температурах:) не обладает легкой спекаемостью и не предотвращает образования трещин в 30 форглах и стержнях.

Известна смесь для изготовления литейных керамических форм, содержащая огнеупорный наполнитель, водный раствор фосфата алюминия и ге- 35 матитовую руду 4 )

Прочность указанной смеси в сыром состоянии низка, что затрудняет получение из нее форм и стержней, упрочжяемых нагревом вне оснастки, а использование гематитовой руды требует проведения дополнительных операций ее размола и классификации.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является смесь для изготовления литейных стержней и форм (в т. ч. и керамических, получаемых методом высокотемпературного спекания ), а также огнеупорных изделий, содержащая, вес.%: огнеупорный наполнитель (кварцевый песок ) 84-92; связующая композиция.8-16, причем последняя может содержать, %: ортофосфорная, кислота 60; крокус-побочный продукт анилинокрасочного производства на основе окиси железа 30; сульфитно-дрожжевая бражка (СДБ) 10 или ортофосфорная кислота 40 и крокус

60.(5). Поскольку ортофосфорная кислота и СДБ являются водными раствора- 60 ми, то в Состав смеси согласно (5 ) ,Входит также (в скрытом виде ) вода.

Данная смесь является самотвердеющей, ><меет ограниченную живучесть (до 13 мин ) и весьгла низкую проч- 65 ность в сыром состоянии (сразу после набивки стандартных образцов ).

Кроме того, смесь допускает получение керамических форм не только глетодом их самозатвердевания, но и посредством спекания при BbicoKOTeM пературной теплой обработке, однако при нагреве в области температур

200-1000 С формы и стержни из данной

<> смеси имеют невысокую прочность, что связано с дегидратацией образующихся феррифосфатов. Для получения стабильных и высокопрочных керамических форм и стержней из смеси упомянутого состава необходимо их высокотемпературное спекание при 1000 С и выше. Гигроскопичность форм и стержней при хранении нуждается в улучшении.

Целью изобретения является повышение живучести смеси, прочности в сы .Ром состоянии, снижение температуры спекания и уменьшение гигроскопичности керамических форм и стержней.

Цель достигается тем, что смесь для изготовления литейных керамических форм и стержней, включающая огнеупорный наполнитель, крокус-побочный продукт анилинокрасочного производства на основе окиси железа, неорганическое соединение, реакционноспособное по отношению к окиси железа, и воду, содержит в качестве упомянутого неорганического соединения тетраборат натрия при следующем соотношении ингредиентов, вес.% .

Крокус-побочный пр(дукт анилинокрасочного производства на основе окиси железа 0,5-2,0

Тетраборат натрия 2,0-8,0

Вода 0,5-2,0

Огнеупорный наполнитель Остальное

Тетраборат натрия (бура ) Na> Вл 0> получается из боронатрокальция действием соды. Хорошо раствбрим в воде.

Применяется в производстве эмалей и стекла для консервирования пищевых продуктов, а также сварке и пайке, так как растворяет окислы металла и тем самым очищает спаиваемые метал. лические поверхности °

В составе предлагаемой смеси бура используется в виде порошка с предпочтительной дисперсностью порядка

2000 см2/г. С водой бура образует щелочные растворы.

Побочный продукт анилинокрасочного производства - крокус — согласно

ТУ-6-14-483-70 представляет собой мелкодисперсный порошок, состоящий из

80-90% Få O и 10-20% РеО. Применяется при магйитодефектоскопии и получении холоднотвердекщих связующих и смесей в сочетании с ортофосфорно<> кислотой.

1033255

В составе предлагаемой смеси крокус используется в виде порошка с дисперсностью порядка 5000 см /r.

В качестве огнеупорного наполнителя рекомендуются формовочные печки на кварцевой основе. 5

При содержании тетрабората натрия (буры ) ниже нижнего предела уменьша" ется прочность стержней и форм в сыром и в отвержденном состоянии, а при содержании его выше верхнего пре- 10 дела не достигается положительного технического эффекта при одновременном удорожании смеси.

Температура спекания форм и стержней из предлагаемой смеси 200-500 С. 5

Спекание может быть осуществлено как при контакте смеси с .нагреваемой оснасткой, так и путем тепловой сушки сырых форм и стержней в сушиле.

В табл. 1 приведены составы предлагаемых (1-3) и известных (4-5j смесей.

Каждый-состав готовят в смешивающих бегунах с массой замеса 5 кг.

Полнота смешивания контролируется ви- с эуально до получения однородного по цвету массы., Образцы для испытаний готовят в стандартных гильзах йа сжатие и разрыв. Смесь уплотняется на стандартном копре. Газопроницаемость, осыпаемость и гигроскопичность определяются по общепринятым стандартным методикам. Термостойкость смеси определяется в водной среде путем нагрева образца до

1000 С с последукщим охлаждением в во де с температурой -12-15 С. За показатель термостойкости принимают число циклов нагрева и охлаждения образца в .воде (Число водных теплосмен ), за ко-.

Таблица.1

Содержание ингредиентов, вес.%, в смесях

Ингредиенты смеси предлагаемых (известных (2 3

Тетраборат натрия (бура }

8,0

2,5

5,0

4,2

2,0

0,5

1 2

3,6

1,2

2,0

0,5

Вода

7,2

7,2

Сульфитно-дрожжевая бражка

1,2

92,6

Кварцевый песок

88,0

88,6

97,0

88,0

Побочный продукт анилинокрасочного производства — крокус

Ортофосфорная кислота торое масса образца уменьшалась на

ЗОВ (методика из области испытаний огнеупоров. ).

Температура спекания образцов

200, 300 и 500 С продолжительность спекания 30 мин.

В табл. 2 приведены результаты ис. пытаний..

Иэ данных табл. 1 и 2 следует, что предлагаемая смесь имеет живучесть, термостойкость, прочность по сырому и при нагреве в области 200-500ОС (оптимально 250-350 С )a несколько раз выше, а гигроскопичность ниже, чем известная смесь.

Для получения аналогичных показателей прочность предлагаемой смеси требует спекания при температуре свыше

1000 С.

За счет снижения температуры спе" кания керамических форм и стержней из предлагаемой смеси обеспечивается существенная экономия энергозатрат и повышение производительности формовочных и стержневых участков.

Предлагаемая смесь обладает повышенной термостойкостью,может быть использована как для керамических форм и стержней, так и для футеровок плавильных и нагревательных агрегатов.

Кроме того, возможно получение иэ нее многократно используемых форм.

Смесь пригодна для получения как чугунных, так и стальных отливок.

Формы и стержни иэ предлагаемой смеси легко выбиваются на механических решетках, а отливки получаются свободными от пригара. При изготовлении стержней иэ смеси предпочти тельным является вариант их отверждения в нагреваемой оснастке.

1033255

Таблица 2

Технологические свойства

Смеси

Предлагаемые

2 3

4 5

Более . Й 0 Более 500 Более 300 7,0

5,5

Живучесть, мин

Прочность по сырому, кгс/см

0,07

0,08

0,10

0,01

0,03

10,0 15,0.

48,0

64,0

40,0

47,0

6,0

300

59,0

12,0

65;0

4,0

7,0

500

54,0

13,0

16,0

21,0

2,5

3,8

300

1,3

20,0

34,0

15 0

2,7 0,9

36,0

500

0,01

0,00

0,02

Осыпаемость, Ъ

Газопроницаемость,ед

170

250

270

320

0,01

0,85

Гигроскопичность,Ъ

0,90 .

0,07

Термостойкость,число вод-" ных теплосмен

1,0

9,0

12,0

2,0

6,0

Составитель С.Тепляков

Редактор N.Tîâòèí Техред Т.Фанта КоРРектоР А,Повх

Заказ 5515/12 Тираж 813 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä,óë.Ïðîåêòíàÿ,4

Прочность на сжатие, кгс/см . после прогрева, при 200 С

Прочность на разрыв, кгс/см2, после прогрева при 200оС

18,0

0,04

23,0

0,01

0,03

100,0

110,0