Смесь для изготовления литейных стерж-ней и форм, отверждаемых продувкойвоздухом

Смесь для изготовления литейных стерж-ней и форм, отверждаемых продувкойвоздухом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

801956 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл. (22) Заявлено 04.01-79 (21) 2707408/22-02 с присоединением заявки И (23) Приоритет—

Опубликовано 07.02.81 ° Бюллетень J% 5

Дата опубликования описания 07.02.81

В 22 С 1/18

В 22 С 9/12 йеударстввнлый квмнтет

СССР дв делам нзобретеннй и вткрытнй (53) УДК 621. .742.4 (088.8) И. Н. Евстафьев, О. Г. Савочкин, В. И.

А. М. Варюшенков, Е.П. Исаева и Б. (72) Авторы изобретения

"-Р \Ф (, t„ т

/ ,.р /

Всесоюзный проектно-технологический инс т1итут литейтто&о .:,!

Э / производства (71) Заявитель (54) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ

СТЕРЖНЕЙ И ФОРМ, ОТВЕРЖДАЕМЫХ

ПРОДУВКОЙ ВОЗДУХОМ

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам литейных стержней и форм, отверджаемых продувкой воздухом.

Известна смесь, ускоренно отверждаемая продувкой воздухом, содержащая огнеупорный наполнитель и комплексное связующее на основе фенол-формальдегиднофурановой смолы, сульфитно-спиртовой бар» ды и нефелинового шлама 513. l0

При продувке укаэанной смеси воздухом она интенсивно затвердевает в течение 1-3 мин в присутствии нефелинового шлама, который вводят в смесь с пелью ускорения отверждения. Однако после затвердева "ля смесь имеет стабильную прочность только в течение 72 ч, а далее прочность снижается иэ-эп гигроскопичности смеси.

29

Живучесть смеси, закрытой влажной мешковиной в коробе, составляет 48 ч, в дальнейшем смесь твердеет самопроизвольно ввиду вэаимодейстоия нефелиновоrc шлама с водой, содержащейся в сульфитно-спиртовой барде н фурановой смоле.

Известная смесь содержит неопределенно высокое количество связуютпего (до

3,6 % по весу вместе с сулыритной бардой), что способствует повышению при1типаемости, ее к оснастке, увеличению гаэотворности при заливке и снижению газопронииаемости.

Наиболее близкой к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является смесь для изготовления литейных стержней и форм, отверждаемых продувкой воздухом, содержащая огнеупорный наполнитель и комплекс ное связующее на основе поливинилбутт раля в растворе этилового спирта в сочетании с пульвербакелитом в растворе этилаиетата(2) °

При продувке укаэанной смеси воздухом она затвердевает в течение 30-50 с.

Несмотря на высокую живучесть, отсут»стэне гигроскопичности, прилипаемости к оснастке, хорошую выбиваемость,известная

&01956 зистой пыли, в горячей воде, выдержке

О о при температуре 90-95 С и последующем охлаждении, получаемая смесь приобре тает слабые вяжущие свойства, которые однако теряются при полном ее обезвожи вании.При нагревании аморфной пыли в щелочном растворе эта смесь приобретает ярко иыраженнь.е вяжущие свойства коллоидного раствора, причем в указанном растворе пыль находится в виде высокомолекулярных поликремниевых кислот общего неопределенного химического

О2)0 (OI.I) <

При содержании ингредиентов комплек-= сного связующего и составе смеси нижнего указанного предела снижается прочность в сыром и отвержденном состоянии, а при содержании их выше верхнего предела наблюдается снижение термостойкости, газопронидаемости, увеличение газотворности. мелочь, например едкий натр (ГОСТ 4328-66),в виде водного раствора применяется в качестве добавки, пластифидирующей основной ингредиент связующего — побочный продукт производства

25 кристаллического кремния.

Связующее приготавлив ается следующим образом.

Едкий натр растворяют в расчетном количестве воды при комнатной темпераЗо туре. Далее вводят аморфную пыль (побочный продукт при производстве кристаллического кремния) в естественном виде и растворяют ее, непрерывно перемешивая до получения однородного раствора при температуре, близкой к точке кипе— ния (80-95 С) в течение 4,О-4,5 ч, обеспечивая после охлаждения раствора до комнатной температуры технологически приемлемую вязкость 45-50 спз.

40 в о/, к об смесь обладает недостаточной прочностью на сжатие в сыром и отвержденном состоянии, недостаточной термостойкостью при изготовлении крупных массивных отливок.

Белью изобретения является повыше=. ние прочности смеси в сыром (до продув- ки) и отвержденном {после продувки) состоянии и повышение ее термостойкости, Для достижения поставленной пепи смесь для изготовления литейных стержней и форм, отверждаемых продувкой воздухом, включающая огнеупорный напопнитель и комплексное связующее, содержа õ в качестве комплексного связующего побочный продукт производства кристап ыческого кремния в сочетании с водой и щелочью при следующем соотношении ингредиентов (в вес, o):

Побочный продукт производства кристаллического кремния 0,63-0, 75

Шепочь 0,37-0,45

Вода 1,50-1,80

Огнеупорный наполнитель Сстальное, Побочный продукт производс ва кристаллического кремния представляет собой тонкую, непористую, высококремнеземистую аморфную пыль общего химического, состава (в вес. Й):

Углерод -10

Окись алюминия 1-4

Окись железа 1,5-1, 6

Окись кальдия 0,3-1, 7

Двуокись кремния Ос тапьное.

Насыпная масса етого продукта 160=

170 кг/сл1, угол естественного откоса з

40 . Пыль не гигроскопична, склонна к образованию агрегатов, серого авета.

Гранулометрич вский состав побочного продукта производства кристаллического кремния:

Размер до 3 3-20 20-50 более 50 частипы 45 мкм щему содержанию 70 10 10 10

Побочный продукт производства кристап50 лического кремния является основным ингредиентом связующего.

Частииы высококремнезистой пыли, в частнос ти побочного продукта при производс псе кремния из кремнийсодержащих соединений, являются силикагелем.

При принудительном замешивании силикагеля, то есть ал.орфной высококремнеГотовое связующее является коллоидным раствором. Раствор содержит взвешенные частиды инертных примесей угля (угл ерода).

Смешивание ингредиентов, связующего осуществляют в мешалке закрытого типа для предотвращения испарения воды.

Смесь, согласно изобретению, приготавливают в лопастном или катковом смеси теле обычного типа, смешивая огнеупорный наполнитель с комплекснь.:.. Связук щим в течение 2 мин.

Полученную смесь можно хранить как угодно долго в закрытых коробах перед использованием для изготовления стержней и форм.

Предпочтительный способ изготовления стержней-пескодувный или пескострельный

5 80195 (в условиях массового и крупносерийного производс тва.)

СИверждение смеси в оснастке осущео. является эа счет продувки сжатым воздухом как при комнатной температуре, так и более высоких температурах.

Предпочтительная температура продуваемого воздуха 150 200 С, так как при этом силикагель в пленке связующего смеси практически полностью и быст ро теряет физически адсорбированную влаГуе давление продуваемого воздуха на стандартных образцах принято 1, 1 кгс/см.

Опытные стержни в зависимости от толщины (протяженности по фронту продувки) от 30 до 300 мм продуваются под давлением от 0,5 до 2,0 кгс/см с учетом

2 сопротивления слоя.

Требования к влаго- и маслосодержанию воздуха, предназначенного для продувки, являются общими для заводских маги стралей сжатого воздуха..

Описываемая см ecb имеет достаточно. высокую термостойкость благодаря содер. жанию в основе комплексного связующего двуокиси кремния. B. то же время выбива4. емость смеси не ухудшается в связи с присутствием в комплексном связукхцем попутной примеси углерода (до 10%).

Таблица 1

Песок кварцевый (ГОСТ 2138-74) 97,4 97,25 97,0 97,43

Поливинилбутираль (ГОСТ 9439-73) О, 085

Пульвербакелит (ГОСТ 3552-63) 0,38

Этилацетат (ГОСТ 89 8 1-7 1 ) 0,755

Этиловый спирт. гицеснненый TGKllil÷åñêiié

1,35

Изобретение иллюстрируется следующим

НрНМ BpОМ е

В таблице 1 представлены составы смесей %% 1-3 согласно изобретению и сме6 6 си N 4 согласно известному техническому регент Е4.

В таблице 2 представлены свойства смесей ¹¹ 1-4 до продувки я после продувки при давлении 1,1 атм.

При заливке стержней и форм метало лом (температура заливки 1360-1390С) описываемая смесь практически не пригорает к чугунным отливкам. Наблюдается образование спекшейся легкоотделяемой корки вблизи поверхности металла.

Под коркой пригар отсутствует. Это обьясняется тем, что при температурах свыо ше 600 С поликремниевые кислоты в связующей композиции разрушаются, теряют молекулярную воду, поверхность силикагеля сокращается, происходит спекание его частиц на поверхности.наполнителя в плотную, но легкоотделяемую корку.

Таким образом, смесь согласно изобретению обладает по сравнению со смесью согласно известному техническому решению (2)следующими преимуществами: прочность на сжатие в сыром состоянии (до продувки воздухом) в 1, 3 раза выше, прочность на сжатие после продувки воздухом в отвержденном состоянии в

1,3 раза выше, термостойкость в 2,2 раза выше, газотворность в 1,4 раза ниже.

Смесь, согласно изобретению, теряет прочность при прогреве стержней и форм до 550-600 С, что способствует сох0 ранению геометрии отливок, снижает брак на чугунном литье.

Р01с 56

0 63 .069 075

0,37 0 41 0,45

1,50 1,65 1,80

Вода техническая

0,09 О, 11 0,10 0,06

Живучесть-годность к употреблению до продувки (в сыром состоянии), Текучесть до продувKB %

78 67

78 79

Прочность на сжатие после затвердевания в течение

40 с после продув2 ки воэдухом, кгс/см

74 12

72 74

Газопронипаемость пос ле продувки, ед. 250 252

"10 . 10

Побочный продукт проиэводства кристаллического кремния — высококремнеэемистая аморфная пыль

Едкий натр (ГОСТ

4328-66) Прочность н& сжатие до продувки, кгс/см (в сыром состоянии) Гязопроницаемооть до продувки, ед.

Продолжение табл. l

Таблица 2

Практически неограниченно " Ю.

147 148 145 109

801956

Продолжение таблицы 2

Осыпаемость через

3 ч после продувки, %

0,01

r отсут- -ствует

Гидроскопичность через 3 сут. кранения отсутствует независимо от срока кранения

Прилипаемость к оснастке после продувки, % нет нет нет нет

1 О. Газотворность прн зал5ивке металлом, см /г

3,8 3,7 3,9 6,2

1 1. Терм остойкость, ОС

535 530 520 250270

12. Выбнваемость смеПолностью высыпаетси из отливки ся из отливки

Z. Авторское свидетельство СССР по заявке;М 2394132/22-02, кл.В 22 С

9/12» 1976, RHHH1lH Заказ 10467/11 Тираж 880 Подипсное

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

Формул а изобретения

1. Смесь для изготовления литейных стержней и форм, отверждаемых продувкой воздухом, включающая огнеупорный наполнитель и комплексное связующее» о т л и ч а ю m а я с я тем, что» с целью повышения ее прочности и . гермостой- кости, она содержит в качестве комплексного связукепего побочный продукт производства кристаллического кремния в сочв танин с водой и пелочью при следуккпем соотношении . ингредиентов, вес %:

Побочный продукт прои водспьа кристаллического кремния О, 63-0, 75

Шел очь 0,3 -0 45

Вода 1,50-1,80

Огнеупорный напал ните ль Ch тальное.

2. Смесь для.изготовления литейных стержней и форм по п. 1, о т л и ч а ю»

m а я с я тем, что побочный продукт произ. водства кристаллического кремния содержит, вес.%:

Углерод 3-1 0

Окись алюминия 1-4

Окись железа 1,5-1, 6

Окись кальдия 03 1,7

Двуокись кремния СЬтальное.

Источники информапии, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 353782, кл. В 22 С 1/10, 1970,