Смесь для изготовления литейных форм по постоянным моделям

Смесь для изготовления литейных форм по постоянным моделям

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ ПО ПОСТОЯННЫМ МОДЕЛЯМ, включакяцая связующее на основе окиси алюминия, воду, огнеупорный наполнитель , отличающаяся тем, ;что, с целью улучшения качества путем снижения усадочных деформа ий при обжиге и повышения прочности после обжига, смесь содержит в качестве связующего на основе окиси алюминия алюминат кал(|Ция, a в качестве огнеупорного наполнителя корунд и глинозем при следующем соотнсжаении ингредиентов, мас.%и Технический, алюминат кальция30-45 Корунд15-25 Глинозем15-25 Вода20-25 2, Смесь по п. 1, о т л и ч аю щ a я с я тем, что технический алюминат кальция имеет следующий хюшческий состав, мае.: . Окись алюминия 60-75 Окись кальция18-35 Окись кремния 0,8-1,0 Окись металла Остальное где металл - хром или титан, или железо, или магний.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ОЗЗЧЛ

РЕСПУБЛИК (1% (11) 3(Я) В 22 С 1/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

30-45

15 25

15 25

20-25

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ.(21) 3481226/22-02 (22) 06.08.82 (46) 23 ° 01.84. Бюл. 9 3 (72) В.И. Корнеев, A.Å. Курбатов, Б.A. Кузьмин, С.Н. Ермошкин, Э.A. Воронцов, В.A. Носов и К.Л. Яковлев (71) Ленинградский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового

Красного Знамени технологический институт им. Ленсовета (53) 621.742.4:621.74.045(088.8) (56) 1. Иванов В.Н., Зарецкая Г.М.

Литье в керамические формы по постоянным моделям. И., "йашиностроение", 1975, с. 37-43.

2. Прозорин С.И., Чемеринская И.Я.

Состояние и перспективы применения цементных смесей в литейном производстве. N., НИИИИ6, сер. Х-2, 1972, с. 25 °

3. Попилов Л.Я. Советы заводскому технологу. Лениздат, 1975, с. 37. (54) (57) 1. СИЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ ПО ПОСТОЯННЫИ ИОДЕЛЯИ, включающая связующее на основе окиси алюминия, воду, огнеупорный наполнитель, о.т л и ч а ю щ а я с я тем,,:что, с целью улучшения качества

;форм путем снижения усадочных дефор- маций при обжиге и повышения прочности после обжига, смесь содержит в качестве связующего на основе окиси алюминия алюминат кальция, а в качестве огнеупорного наполнителякорунд и глинозем при следующем соотношении ингредиентов, мас.%

Технический алюминат кальция

Корунд

ТЪ иноэем

Вода

2. Смесь по и. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что технический алюминат кальция имеет следующий химический состав, мас.%:

Окись алюминия 60-75

Окись кальция 18-35

Окись кремния 0,8-1,0

Окись металла Остальное где металл — хром нлн титан, нли железо, или магний.

1068205

Изобретение относится к технологии литейного производства, в частности к получению литейных форм по постоянным моделям, и может быть использовано на литейных участках илн цехах машиностроительных эаво дов для отливок иэ черных металлов.

Известны смеси для литейных форм по постоянным моделям, включающие этилсиликатное связующее. и огнеупорный наполнитель. для отверждения смесей в них вводят гелеобразователь (Ц .

Недостатками таких смесей являются низкая прочность после обжига, наличие в составе вредных и легколетучих веществ и необходимость. проведения предварительных операций по приготовлению связующего гидролизованного раствора этилсиликата.

Известны цементные формовочные. смеси, в состав которых входят портландцемент, кварцевый песок, вода и технологические добавки (2).

Недостатки данных цементных смесей - длительное время отверждения даже при условии применения технологических добавок-ускорителей, невысокая прочность после обжига и нестабильность усадки.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является. формовочная смесь,, включающая в качестве связующего глиноэемистый цемент, воду и огнеупорный наполнителькварцевый песок (33.

Недостатками известной цементной смеси являются неудовлетворительное качество форм за счет их повышенной усадочной деформации при обжиге и недостаточная их прочность после обжига.

Цель изобретения — улучшение качества форм путем снижения усадочных деформаций при обжиге и повышение прочности после обжига.

Поставленная цель достигается тем, что смесь для изготовления литейных форм по постоянным моделям, включающая связующее на основе окиси алюминия, воду, огнеупорный наполнитель, содержит в качестве связующего на основе окиси алюминия алюминат кальция, а в качестве огнеупорного наполнителя - корунд н глинозем при следующем соотношении ингредиентов, мас.Ъ:

Технический алюминаz кальция 30-45

Корунд 15-25

Глинозем 15-25

Вода 20-25

Кроме того, технический алюминат кальция имеет следующий химический состав, мас.%:

Окись алюминия 60-75

Окись кальция 18-35

Окись кремния 0,8-1,0

Окись металла Остальное где металл — хром, или титан, или

5 железо, или магний.

Самоотвердеющее связующее на основе окиси алюминия,в известной смеси - глиноземистый цемент (ГОСТ

969-66) имеет следующий химический !

О состав, В: Al 0З 41-48, СаО 38-41, 810 8-10, ИеО - остальное. Таким образом система окислов, представляющих этот цемент, является трехкомпонентной А1 0З- СаО - SiO> 5.причем наличке двуокиси кремния снижает,ее огнеупорность.

Технические,низкоосновные алюминаты кальция являются побочным продуктом при производстве некоторых цветных металлов. Наличие окислов металлов в алюминатах - следствие получения соответствующего ос» иовного продукта. В алюминатах окислы металлов - Cr Ti или Fe являются примесям и в указанных пределах (не более 5В) практически не влияют на рассматриваемые свойства формовочных смесей. Несмотря на несущественность этого влияния эти окислы включены в состав предЗО лагаемого связующего, . потому что входят в состав промьиаленного продукта (низкоосновного алюмината кальция) как примесь при производстве соответствующего основного про35 дукта.

Эксперименты проводят с испольэо ванием алюмината кальция с примесью .Cr O3 ..Выборочные исследования фор мовочных смесей с примесями TiO

40 или Fe> 0 показывают практическое совпадение результатов по свойствам смесей.

Преимущество алюмината кальция в предлагаемой смеси по сравнению

45 с глиноземистым цементом состоит в его более высокой огнеупорности

Температура .плавления технических низкоосновных алюминатов кальция более 1700.С, в то время как темпе-, жтура плавления глиноземистого цемента около 1450 С, Вследствие более высокой огнеупорности связующего снижается деформация смеси при спекании, обеспечивается более высокой точности размеров отливок, уменьшается химический пригар.

Предлагаемое связующее - алюминат кальция имеет следующий химический состав, Ъ: А1 0З 60-75, СаО

18-35, SiO 0,8-1,0, Cr> Og 3-5. 1Io60 вышенную огнеупорйость этому связующему придает высокое содержание

Al>0>, а также практическое отсутствие других окислов в составе, кроме А1 0 и СаО (присутствующие окис65 лы SiO и Cr<0> являются. примесями

1068205

Кроме того, соотношение окислов в алюминате кальция приводит к формированию диалюмината кальция

С8.0 ° 2A1, 0> в то время, как в re»»

65 и на огнеупорные свойства смеси вли-! яют в незначительной степени). Таким образом, система по существу является двухкомпонентной. Увеличение количества компонентов системы ведет к более раннему появлению в ней расплава, т.е. к ухудшению огнеупорности. При этом существенное влияние на огнеупорность смеси ока- зывает природа огнеупорного материала. В качестве огнеупорного материала в предлагаемой смеси исполь-. зован корунд и глинозем, представляющие собой окись алюминия различ- ной гранулометрии, т.е. сходные по природе со связующим. Таким об- 35 разом, система связующее -. наполнитель в этом случае остается двухкомпонентной, что позволяет сохранить ее orнеупорные качества.

Применение SiO> в качестве огне- р упорного наполнителя к связующему из низкоосновного алюмината кальция ведет к образованию тройной системы

А1 03 - СаΠ— 810 и, следовательно, к снижению огнеупорности системы 25 по сравнению со смесью без кварцевого песка. Так, проверка составов формовочной смеси, включающих алюминат кальция и плавленный кварц, и заливка полученных из них форм леги- З рованным сплавом 4х5 МФС, подтверждает более низкую огнеупорность этой смеси.. При этом ухудшается выбиваемость отливок, появляется химический пригар.

Использование корунда и глинозема в качестве наполнителя в сочетании с известным связующим - глиноземистым цементом - приводит к некоторому повышению огнеупорности системы связующее - наполнитель по сравнению с чистым глиноземистым цементом за счет увеличения содер-. жания А3.зО .в системе А1 0 - СаО

SiOg . Однако в этом случае огнеупорность остается ниже, чем у системы 45 алюминат кальция - корунд - глинозем, что также проявляется в наличии химического пригара при заливке готовых форм металлом.

Кроме того, применение глиноземис-5{) того цемента требует повышенного количества жидкости эатворения, что обусловливает более высокую усадку таких составов (до 2,5%),.

Иэ сопоставления, химических со- 55 ставов алюмината кальция и глиноэе» мистого цемента следует, что алюминаты кальция имеют новьиаенное содержание А1 0 эа счет исключения из состава S10> и сиижЕния содержания

СаО, что повышает его огнеупорность. ноземистом цементе образуется моноалюминат кальция С а О ° Al> 03 обЛадающий более низкими огнеупорными. свойствами.

Для получения смеси можно испольэовать любую марку глинозема, а корунд — с размером зерна не более

40 мк. Пелесообразно использовать технический ниэкоосновной алюминат кальция следующего состава, В:

А1 0 60-75, СаО 18-35; Sio> 0,8-1,0;

МеΠ— остальное.

Пример 1. Готовят смесь состава, мас.Ъ:

Технический низкоосновной алюминат кальция (А1 О 75%, СаО 18%, Si02 1%;

Cr>0 5%; МрО 1%) . 45

Корунд 15

Глинозем 15

Вода 25

Для приготовления смеси в мешалку заливают воду в количестве 25 мас.В.

Затем прн перемешивании вводят последовательно технический низкоосновный алюминат кальция, глинозем и корунд, после чего перемешивают 10 мин.

Приготовленную смесь разливают в предварительно смазанные машинным маслом специальные формы: для опре-. деления усадки и кубическую 2х2х2 см для определения прочности после обжига. Формы оставляют твердеть на воздухе при комнатной температуре в течение 24 ч. По истечении времени, необходимого для твердения (24 ч), формы разбирают. Производят обмер формы, после чего образцы помещаются в печь для обжига при 900 С в течение -2 ч. Скорость набора тем " . пературы в печи 200 С/ч. После обжи» га определяют прочность кубических образцов 2х2х2 см на сжатие и про.изводят повторный обмер "геометрии" для определения усадки.

Аналогично готовят смеси иэ предлагаемой смеси, составы которых указаны в тарл. 1.

Содержание алюмината кальция ниже ЗОЪ приводит к резкому снижению прочности формовочной смеси, следствием чего является увеличение брака готовых форм при разборке оснастки и появление эрозии форм при заливке металлом, т.е. брака отливок.

Снижение количества воды ниже 20% ведет к ухудшению текучести смеси, что значительно затрудняет операцию заполнения оснастки формовочной смесью.

Физико-механические свойства и качество отливок представлены в табл. 2. Как видно из таблицы, предлагаемые составы обладают пониженной усадкой после обжига, а также повышенной прочностью после обжига, 1068205 чения вредных и летучих составляющих

) ,кроме того, повысить прочность после обжига и живучесть смеси, а также исключить необходимость проведения дополнительной операции по приготовлению связующего - гидролизованного раствора зтилсиликата.

Реализация изобретения позволяет получить технико-экономический зф-! фект эа счет улучшения технологических свойств смесей - повышение прочности после обжига, смешения усадочных деформаций при обжиге, повышения огнеупорности. и термостойкости и повышение качества отливок за счет снижения химического пригара и повышения точности отливок.

Таблица 1

Кварцевый . CaO SiO> MeO песок

Состав формовочной смеси, мас.Ъ

Глиноземистый цемент

Вода

Глинозем

Корунд

Смесь

Технический низ- коосновный алюминат кальция

Л1 О3

18 1 6

15 15

15 15

15 15

25 25

35 1

25

27 0,8 5,2

18 1 6

35 1 4

27 0,8 5,2

45

20

60

25 25 20

25 25

20 20

20 20

20

18 1

35 1

23

37

60 .

27 0,8 5,2

20 20 23

10 (известная) 25 45 Зо

Таблица 2 усадка при.обжиге, %

Прочность при сжатии, кг/см2

Огнеупорность, ОС

Термостойкость форм, циклы

Точность отливок (допуск на размер

400 мм) Смесь

14

1,6

1700

3 5

1550

1,7

3,8

1580

1,6

3,7 что позволяет отливать заготовки с более высокой размерной точностью и снизить материалоемкость литья путем уменьшения толщины стенок литейных формр

При испытании предлагаемой формовочной смеси химического пригара на поверхности отливок не обнаружено. Шероховатость отливок находилась в пределах Rg10 - Rg40.

По сравнению с наиболее распространенными формовочными смесями на этилсиликатном связующем для форм по постоянным моделям использование предлагаемой смеси позволяет улучшить 15 условия труда рабочих за счет исклюВ

Химический состав вяжущих,мас. Ъ

1068205

Продолжение табл.2

Огнеупорностьу С

Смесь

1730

0,9

3t3

3,6

1660

3,5

1600

1,0

3,5

1780

10

1,3

3 7

1700

3,6

10

1630

1к4

1450

4,4

2,0

Составитель Г. Зарецкая

Редактор С. Саенко Техред Л.Иикеш Корректор И. Эрдейи.

Заказ 11366/8 Тираж 779 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и-открытий

1 1 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4 /5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

10 (известная) Усадка при обжиге,%

Прочность при сжатии, кг/см

Т ермостойкость форм, циклы

Точность отливок (допуск на размер

400. мм )