Огнеупорный наполнитель для изготовления литейных форм и стержней

Огнеупорный наполнитель для изготовления литейных форм и стержней

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советск

Ю,И. Беляков, В.Д. Долматов, А.С. Табачник

В.В. Трещалин и Л.Н. Нараховец (72) Авторы изобретения, Всесоюзный научно-исследовательский и проек технологический институт угольного машиност (ВНИИПТУглемаш) (7Ф) Заявитель (54) ОГНЕУПОРНЫЙ НАПОЛНИТЕЛЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ЛИТЕЙНЫХ фОРИ И СТЕРЖНЕЙ

Изобретение относится к литейному производству, в частности к изготов лению литейных форм и стержней, а именно к огнеупорным наполнителям формовочных и стержневых смесей.

Известен огнеупорный наполнитель, состоящий из 2-8 вес.3 кварцевого песка и 90-98 вес.Ф отработанной смеси, содержащей 0-2 вес.3 глины, 4-5 вес.3 воды и 0,3-0,5 вес.Ф каменноугольной пыли (1 1.

Недостатком смесей, содержащих данный наполнитель, является ограниченная область применения .из-за низкой тедкостойкости (смеси применяются при изготовлении чугунных отливок с толщиной стенок до 30 мм).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является огнеупорный наполнитель, включающий кварцевый песок и отработанную смесь, включающую крепитель ДП, древесные опилки, воду и сульфитно-спиртовую барду f2).

Однако смесь, содержащая указанный огнеупорный наполнитель, обладает низкой термостойкостью и поэтому не пригодна для изготовления крупных и стальных отливок, вследствие .образования трудноудаляемого пригара.

Цель изобретения - повышение термостойкости форм и стержней и улучшение качества отливок.

Дпя достижения поставленной цели огнеупорный наполнитель для изготовления литейных форм и стержней, включающий кварцевый песок и регенерат, в качестве последней огнеупорный наполнитель содержит регенерат самотвердеющей смеси со смолой термолиза древесины и окислом щелочноземельного или переходного металла, обработанный при 300-600оС, при следующем соотношении ингредиентов, вес.3:

Кварцевый песок 80-30

Регенерат самотвердеющей смеси, обработанный при температуре

931267

20-70

300-600оС, содержащий смолу термолиза древесины и отвердитель в виде окисла щелочноземельного или переходного металла

В табл. 1 приведены составы смесей.

Составы огнеупорного наполнителя, о составы смесей с их использованием, термостойкость этих смесей приведены соответственно в табл..2, 3 и 4, Для огнеупорного наполнителя составов 1-5 и 7- 11 использован регенерат, приготовленный из смесей состава 2 в соответствии с табл. 1.

Для огнеупорного наполнителя 6 использован регенерат смеси состава

3 в соответствии с табл. 1, а для

7 — регенерат смеси состава 1 в со20 ответствии с табл. 1.

Физико-механические и технологические свойства для смесей составов в соответствии с табл. 3 приведены в табл. 5.

В качестве связующего использована смола термолиза древесины Сявского

ЛХК (TY81 05-72-79). Катализаторами отверждения этих смол служат материалы, содержащие окислы переходных

30 или щелочноземельных металлов: водный раствор хромового ангидрида, концентрат окисных марганцевых руд, магнезит каустический.

После заливки металлом отработанную смесь, представляющую собой модифицированные зерна кварцевого песка, покрытые остатками связующей композиции, частично или полностью деструктированной, прокаливают при

300-600оС в течение часа, затем раэмалывают без удаления пылевидной фракции. Полученный таким образом регенерат добавляют в формовочные и стержневые смеси в качестве огнеупорного наполнителя.

Термостойкость смесей определяют косвенным путем по удаляемости пригара с отливок. Эксперименты проводят на приборе, где количественно оценивают усилия, необходимые для разрушения пригара и зависимости от толщины стенки отливки и состава смесей.

Удаление пригара производят истиранием с помощью резца из твердосплавного материала. Результаты определения термостойкости представлены в табл. 4.

Как следует из табл. 2-4 происходит увеличение термостойкости смесей, приготовленных с добавлением обработанного при температуре 300600оC регенерата самотвердеющей смеси, содержащей смолу термолиза древесины и окисел щелочно-земельного или переходного металла, по сравнению с термостойкостью смесей, в состав которых входят возврат смесей, содержащих древесный пек или каменноугольную пыль. Это особенно заметно на отливках с толщиной стенки 30 мм.Так, например, при толщине отливки 60 мм число проходов резца до полной очистки отливки составляет для смесей взятых для сравнения 98, а в смесях, содержащих 50 вес. i o6работанного при 400ОС регенерата, эта величина составляет в завиимости от состава самотвердеющей смеси соответственно 71-72 (табл. 4, смеси

3, 6, 7, 12 и 13).

Иэ данных табл. 4 следует, что с увеличением количества регенерата термостойкость возРастает (табл. 4, смеси 4 и 5). Причем эта закономерность сохраняется для различных величин стенок отливок.

Уменьшенное образование пригара в отливках, приготовленных на смесях, содержащих обработанный при 300-600 С регенерат, вызвано возникновением термостойкои структуры углеродистого образования из связующего смолы термолиза древесины в сочетании с отвердителями -окислами щелочноземельных или переходных металлов, выполняющими s данном случае роль структурных термостабилизаторов.

Повышение температуры термообработки регенерата самотвердеющей смеси вьаж 600ОС приводит к полной термодеструкции связующей композиции за счет интенсивного газовыделения летучих компонентов, а температура ниже 300ОС недостаточно для термоупрочняющих процессов (табл. 2, 4 смеси 8 и 11).

Приведенные в табл. 2 и 3 составы смесей 3, 6, и 7 характеризуют оптимальное содержание регенерата, смесь

2 - минимальное, а 4 - максимальное.

Уменьшение количества регенерата ниже минимального значения приводит к появлению трудноудаляемого пригара (смесь 1, 2, табл. 3 и П}, а увеличение выше максимального (смесь 5, 9312

Табли ц.а ей, вес.

Наименование ингредиентов

ГОСТ или ТУ

2138-74

96,5

Песок кварцевый

91,0

93,5

Смола термолиэа древесины

Ту81-05-72-7q

4нгидрид хромовый ,в пересчете на сухое вещество

2548-59

0,4

ТУ-14-.9-54-73

2 5

1216-75

5 табл. 2 и 3) приводит к снижению прочностных характеристик и газопроницаемости. Поэтому применение составов за пределами оптимальных зна- чений регенерата не дает желаемых результатов.

Смеси состава 3, 6 и 7 могут быть рекомендованы для изготовления стальных и чугунных отливок с толщиной стенок до 100 мм, а смеси составов . to

2, 4, 9 и 10 применяются при изготовлении тонкостенного литья.

Взамен обработанного регенерата можно испольэовать связующую композицию самотвердеющей смеси, содержащую смолу термолиэа древесины и отвердитель в виде окисла щелочно-земельного или переходного металла и прошедшую термическую обработку в течение 1 ч при температуре 300-60ФС.

Предлагаемый огнеупорный наполнитель может быть использован как в формовочных, таК и в холоднотвердеющих смесях со следующими связующими:

Концентрат флотационный окисных марганцевых руд

Порошок иэ каустического магнезита

67 6 бентонитовая глина; синтетические смолы (фенолформальдегидные, мочевино-формальдегидные, фурановые и т.д.); древесные смолы; фосфатные связующие; жидкое стекло.

Таим образом, применение в составе огнеупорного наполнителя, обработанного при 300-600 С регенерата и связующей композиции самотвердеющей смеси, содержащей смолу термолиза древесины и отвердитель в виде оксила щелочноземельного ипи переходного металла, повысит, термостойкость смесей, что даст воэможность ее применения для стального и чугунного литья с толщиной стенки до 100 мм и в конечном итоге повысить качество отливок и снизит брак литья.

В результате ожидается снижение себестоимости тонны литья на 3-4 руб, а также появится возможность создания замкнутого беэотходного производства отливок.

931267

Таб

Ингредиенты

Кварцевый песок

50

50 таблмма 3

Coctae смесей

Нм1 редмемтм со» мварееемй

6I 8

Крелмтель Дй

Мрееесмме

8 8

Эола

Отработаммал смесь

31 98

6 6 6 6 6

6 6

0,4

5

Регенерат самотвердеющей смеси, обработанный при

toe

200

800

Глммэ

Кемеммоугольмал пмль

Огмеулорммй мааолммтель ð состава по табе.2)

II

6ульфитноспиртовая барда

90 80 50 30 10 50 50 50 50 50 50

70 20 50 70 90 50 . 50

1 2 4 6 8 9 18

8 8 8 8 8 8 8 8 В 4 4

931267

I Ф ! 3

f

1 !

I

I

1

4

I

1 ! ! !

1

1

t

Ф

I

1

t 1 о .- сч м и r co сч сч

О» с

1 о о а

М Ф Л 0Э

О

О %»

О е» «ф

М -3 Л OСФ

; о

» 1

1 1

ОЪ I

t л м л ее

З

К

3м ь о

l

l !

1

t

1

Ф

4

I

1

Ф

1

1

Ф

1

I

3

I

I

1 !

I

I

1

4

1 !

>ф о

2 о о

Ъ о

2 а

1

Ф

1 !

I

I

1 б

1

1 !

1

1

Ф !

1

° « 1

X 1

Y 1

О) 1

Ц I

1- I о I

X I

333 E f х 1

X I

ы I

С» о 1

3- 1 о о л оо

О О а о о о î о сЧ м

0 О м О

СЧ N IIL LA 4, 3 Л

ФЪ сСф М ф Л с,© оЬВМйееб

М1 М О 4Ю ОЪ 441

O - 0O Ч,3 Ф» СЧ Л -1

О4 М Ъ LA LA сф Л 00 ЕО 0

-ФФ. O O N М - O .0

СЧ М М Ц ЕФ С Еф ЕЕФ

00 М 44 Л, ЧЭ Л СЧ

СЧ М Р ф Л есб Ch О1

О О О в сЧ м в О

° 4 .33 Л Л 0Ь «Л а

1

Ф

1

I !

1 !

I !

l

f

1

1

f

t

1

t ! !

1

1

I !

1

1

1 !

I

3 !

Ф

t Ф

I

1 !

3

I

I

1

1

I

Ф

1

1

1

Ф

3

l !

1

l

Ф

В

1 !

В !

I

I

1

1

I

I

1

Ф

I

I

1

1

1.

931267 л

-т

CO м

СО а о

C) «

-;1.

LA о о

ОО

Ю а

LA м

CFl

«:

ОЪ ((!

\ « о (М

0О

° Ф

« о

00 м а о

° (»

« о (/Ъ а

« о (Ч м

« а

0О

° 1 л а

О1

С» м, (ч (4 ° о м

CV л

-Ф

С»

1 ((! 1 щ 1

v

iX о

Ig I

1

Ф

Y

X о 1

6 Р

°,ф (Й 1э v о а.Ю ф

1- а о с о л и е о 4 и г о о а

C Y

IZ и

% Iа о л О

o z

Л 16 л о ас4

О(»Е

Z I0 O х а о о

Q. Ф 4.

C: Z Y о а с о

Я !

t

1

1 . l

1

1 IQ !!» х ю

I 1L! X ф

X O

or(;

roo х 9 z (»з х

5 X 9

& 1Э о ч» (ч (Ч ° — О

ОЪ 0О

CV о О

0» о

° (Ч

Ф м л л 01

« (М ° о о (ч м (ч — о

Ф

ILA Э

Ю з

С » Я

У CL

М» >Х о о

0О (:Е I5

1О з

0» (g

Х

1

Я с

33 о о

О. д Р 3

1в 1„! о

0 1- Е о о е

О Е 10

7 (0

3Е >е

Ф Ф LQ

X Б й» + 0»

l ! !

1

1

1

1

1

1

1

1 !

I

I !

1

1 !

1

1

l

I

1 !

$

1

I

1

1

I

1

1 !

t

1

1

1

1 !

I

I

I !

1

1 !

1

1

1

I

I

1

1

I

1

1

I

1 !

13

931267

Формула изобретения

Составитель И. Гончарук

Редактор И. Тыкей Техред Л. Пекарь Корректор Н. И1выдкая

Заказ 3600/8 Тираж 853 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Огнеупорный наполнитель для изготовления литейных Форм и -стержней, включающий кварцевый песок и регенерат, отличающийся тем, что, с целью повышения термостойкости форм и стержней и улучшения качества отливок, он содержит в качестве регенерата регенерат самотвердеющей 1в смолы со смолой термолиза древесины и окислом щелочноземельного или переходного металла, обработанные при

300-600 С при следующем соотношении ингредиентов, вес.ь: 35

14

Кварцевый песок 80-30

Регенерат самотвердеющей смеси со смолой термолиза древесины и окислом щелочно-земельного или переходного металла, обработанного при температуре

300-600оС 20-70

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Справочник по чугунному литью., М ° -Л., 1960.

2. Липницкий А.М.Изготовление стержней s лит ейном произ водст ее, Л., 1961.