Стержневая смесь с солеорганическим связующим

Стержневая смесь с солеорганическим связующим

Реферат

Изобретение относится к литейному производству, в частности для изготовления литейных стержней.

Известна стрежневая смесь, содержащая в качестве связующего MgSО₄·7Н₂О (Евстигнеев А.И., Петров В.В., Дмитриев Э.А., Салина М.В. Исследование неорганических связующих на основе сульфата магния // Литейное производство - 2008. №11. С.27-29). Упрочнение смеси происходит за счет плавления MgSO₄·7Н₂O при нагревании. Расплав сульфата магния концентрируется, преимущественно, в местах контакта зерен наполнителя. Находясь в расплавленном состоянии, из кристаллической решетки сульфата магния происходит удаление воды, что в свою очередь приводит к кристаллизации расплава сульфата магния и, как следствие, связывания зерен огнеупорного наполнителя. Смеси, с использованием в качестве связующего MgSO₄, экологически безопасны на всех этапах технологического процесса, легко выбиваются и регенерируются при смачивании водой. Однако эти смеси имеют значительный недостаток - низкую прочность в сыром и отвержденном состоянии. Данный недостаток не позволяет использовать смеси с MgSO₄ для изготовления сложных по конфигурации стержней и использовать их для получения ответственных отливок.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение прочностных свойств смеси с сохранением способности легко выбиваться и регенерироваться при смачивании водой.

Для достижения указанного технического результата смесь для изготовления литейных стержней, включающая огнеупорный наполнитель в виде кварцевого песка, воду и сульфат магния (MgSO₄·7H₂O) дополнительно содержит лигносульфонат технический (ЛСТ) при следующем соотношении компонентов (мас.%):

Огнеупорный наполнитель	85,5-87,5
MgSO4·7Н2O	4,0-4,5
ЛСТ	2,0-2,5
Вода	6,5-7,5.

Наибольшая прочность смеси в отвержденном состоянии достигается при содержании в смеси ЛСТ в количестве 2,0-2,5 мас.% при условии содержания в смеси сульфата магния в количестве от 4,0 до 4,5 мас.%. Содержание в смеси ЛСТ менее 2,0 мас.% приводит к снижению прочности, а содержание в смеси более 2,5 мас.% ЛСТ не приводит к существенному повышению прочности смеси.

Пример.

Перед приготовлением смеси готовят связующий раствор путем последовательного растворения в расчетном количестве воды расчетного количества порошка MgSO₄·7Н₂О и ЛСТ. Для более эффективного растворения соли и ЛСТ рекомендуемая температура воды 30-35°С. Полученный раствор вводят в кварцевый песок и перемешивают в катковом смесителе в течение 5-8 минут. Полученную смесь подают на стержневой участок. В герметичной таре готовая смесь имеет неограниченную живучесть. Отверждение смеси происходит при ее нагревании. Экспериментально установлена оптимальная температура отверждения - 140-150°С.

В нижеприведенной таблице 1 приведены составы стержневых смесей.

Таблица 1
Ингредиенты	Состав 1, мас.%	Состав 2, мас.%	Состав 3, мас.%
Огнеупорный наполнитель	87,5	86,0	86,5
Связующее - MgSO4·7Н2O	4,0	4,5	4,0
Лигносульфонат технический (ЛСТ)	2,0	2,5	2,0
Вода	6,5	7,0	7,5

В нижеприведенной таблице 2 даны технические характеристики свойств заявляемой стержневой смеси в сравнении с известной смесью. Из представленной таблицы следует, что введение в смесь небольшого количества ЛСТ позволяет повысить прочность практически более чем в два раза с сохранением возможности к регенерации смеси.

Предлагаемая смесь может использоваться для изготовления литейных стержней в подогреваемых ящиках в условиях различной серийности производства.

Таблица 2
Показатель	Заявляемая смесь с MgSO4·7H2O и ЛСТ	Известная смесь с MgSO4·7Н2О
Прочность на разрыв, МПа	1,6-2,0	0,65-0,85
Оптимальная температура отверждения, °С	140-150	140-150
Термостойкость, °С	950	1100
Количество циклов регенерации после заливки Аl - сплавом	неограниченное	неограниченное

Смесь для изготовления литейных стержней, содержащая огнеупорный наполнитель в виде кварцевого песка, связующее в виде MgSO₄·7H₂O и воду, отличающаяся тем, что смесь дополнительно содержит лигносульфонат технический (ЛСТ) при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Огнеупорный наполнитель	85,5-87,5
MgSO4·7H2O	4,0-4,5
ЛСТ	2,0-2,5
Вода	6,5-7,5