Смесь для изготовления литейных стержней
Иллюстрации
Показать всеРеферат
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ASTOPCNOMY СВИДЕтаЛЬСтВЮСоюз Советск ни
Социалистических
Республик
rii>944723 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 24 ° 09 ° 80 (21) 2985768/22-02 с присоелинением заявки М— (23) Приоритет— (5l)M. Кл.
В 22 С 1/10
3Ьпударсткнны6 квинтет
СССР пп далаи нзабрптеннй н пткрытнй
Опубликовано 23.07.82. Бюллетень Ме 27
Дата опубликования описания 23.07.82 (53) УДК621. 742.4 (088.8) Л. И. Пронской, IO. Н. Ткачев, Н. В. Подоляко, Н.К. Сигарев и В.И. Гаврильченко а
Днепродзержинский ордена Трудового Красно -о Знаменй - индустриальный институт им. М.И. АрЬеничева:. (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (54 ) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ СТЕРЖНЕЙ
Изобретение относится к литейному производству.
Отливки, преимущественно стальные, сложной конфигурации имеют склонность к образованию горячих трещин.
Ускоренное охлаждение отливок в местах возможного образования горячих трещин предотвращает их возникновение за счет более быстрого роста твердой корочки. С этой целью применяют холодильники или стержни из смесей с повышенной теплоаккумулирующей способностью, смесь должна иметь высокую податливость с целью уменьшения напряжений, вызывающих образование горячих трещин.
Известна смесь для изготовления литейных форм и стержней, содержащая кварцевый песок, бентонит, противопригарную органическую добавку.
Г целью повышения пластичности в смесь добавляет с.я органическая добавка — 331; -ный водный раствор латекса 1
Однако данная смесь имеет низкий коэффициент теплоаккумулирующей способности и применение ее не приводит к ликвидации причин образования горячих трещин.
Известна также смесь, содержащая
93 94 мас.1 кварцевого песка, хромита, магнезита, или хромомагнезита, 3-50 мас.4 серпентина, дунита или их смеси и бентонита в качестве связующего. ° Серпентин - силикат магния и железа — нейтрален (рН 7) и не пригорает к отливке, дунит огнеупорен (2).
При их использовании в отливках не образуются ужимины. Они увеличивают текучесть смеси и связывают избыточную воду. Смесь позволяет получать качественные отливки, но
20 получить качественные стальные отливки (без трещин) при любых сочетаниях компонентов смеси невозможно, Это связано с Hизкой пopатл1 востью
4723
Поставленная цель достигается тем, что смесь для изготовления ли,тейных форм и стержней, включающая огнеупорный наполнитель на основе окиси магния, глинистое связующее, технологическую добавку, графит и алюмосиликатную добавку, содержит в качестве алюмосиликатной добавки полевой шпат при следующем соотношении ингредиентов, мас; Ф:
Графит 5-15
Глинистое связующее 5-10
Технологическая добавка 3-7
Полевой шпат 3-8
Огнеупорный наполнитель на основе окиси магния
Остальное
3 94 смеси и относительно высоким .коэффициентом теплоаккумулирующей способности.
Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является смесь, содержащая, мас.3:
Огнеупорную глину 18-24
Корунд 18-22
Магнезитохромит 10,2-15,4
Ортофосфорную кислоту 21-24
Молотый шамот 12-42
Графит Остальное
Прочность на сжатие смеси до обжига составляет 7,2-11,3 кгс/см, а после обжига 320-416 кгс/см
Термостойкость смеси, определяемой по относительному падению прочности за 1 теплосмену, составляет
0,9-1,73, коэффицент температуропуоводности смеси - (0,66-0,73) 16 efcQ
Известная смесь предназначена для получения тонкостенных чугунных отливок, имеет высокую прочность и низкую величину коэффициента температуропроводности. Последнее свойство позволяет получать отливки без отбела.
Целью изобретения является повышение скорости затвердевания стальных отливок за счет получения заданной теплоаккумулирующей способности смеси и снижения брака отливок за счет улучшения податливости смеси. ф
Кроме того смесь в-качестве материала на основе окиси магния содержит магнезит, а в качестве технологической добавки комплексное связующее состава, мас.3:
Безмасляный универсальный крепитель на основе !
О отходов переработки сернистых восточных нефтей (УСК) 1-3
Связующее на основе водорастворимых лигносульфонатов 1-2
Фенолоспирт 2-3
Введением серебристого графита достигается необходимый теплоакку® мулирующий эффект. При этом улучша3 ется макро- и микроструктура метал° ла, измельчается зерно. Кроме того, увеличение скорости продвижения фронта кристаллизации позволяет уменьшить сегрегацию ликвирующих элементов, что способствует получению отливок с равномерным распределением элементов по сечению.
Введение полевого шпата улучшает податливость смеси, что способствует снижению литейных напряжений при затрудненной усадке. Полевой шпат дешевый материал и доступен.
В качестве технологической добавЗЗ ки в смеси применяется комплексное связующее, которое состоит из безмасляного универсального крепителя на основе отходов переработки сернистых восточных нефтей (УСК), свято зующего на основе водорастворимых лигносульфонатов (КБЖ) и фенолоспирта.
Такое сочетание органических связующих обеспечивает достаточную сырую
is прочность, а сочетание УСК и фенолоспирта оказывает влияние на повышение прочности в сухом состоянии.
Предлагаемая смесь может быть использована для изготовления форм по-сырому. Для этого в смесь необходимо ввести воду, которая позволяет придать смеси необходимую влажность и прочность без применения связующих.
Составы смесей приведены в табл.1. а свойства - в табл. 2.
CV
I а
LA
Ю О
>О
LA О а
Ф» л
СЧ
I м
I с>с л
Ю л л л о о л л
c>c .
1 м
ФЧ
I м
1 — 1
1 .I
1
I
ФЧ 1
1 !
I а
Ф
LA л
>О
CV
I а
LA с>!
LA
Ф
ОО
СЧ
OO а
СЧ
СЧ
LA с
LA з !
Э
z Х
Э
Cl
1 ) й
1EQ с з о
Cl
X с и о
О с
1X
Э
l
II! я
z о
l х
Iz в
II!
Cl
М
LCI
ЗФ о
t5
>z
Э и
Э
E о
З
dl
III
1о о
1
1
1
I
I
I
I 1
1
1
CV цр а в
Ф
LA л о
9М723 м О с>с м cv !
Ln- o в о а cv е ао а л о ь
LA а о а
ch Ln ю сА. а а со ао Ln
LA
° \ м ° м LA
>z о
63
Э III с с о о
1
1
1
I
I !
1
1 (.(\
ОЪ
Ю
Cl
С)
ОЪ (лл
CV ( м л
СЧ .
5Р
Ф
3Е а
Э (и
X с (О (Ю м
LA л
CV
1 ( л
Ю (и О л
Cl
СО
l (лл
)X
Э о
Э
X о
LA (л
CD (лл м
З (((lg
IО
О о
Ю (л
Ю л
Ю
Ф с
Э ((g х
Э
lg
Z (л
С. ) )5
Ф о
Э
X о
1
l ( ( (I
1
1 !
I (I
I
° 1
Cl
Ch
LA
OO
Ю
Cl м л м
l (л
СЧ
ОЪ л LA
Cl. сО (CA
М\
Ф
lv
) о
Ф о
LA
0 л
Ю
0 л
X а о е
X с
Э
I(g
Щ
Y о
LA
-=(I (Г\ м
00 сО
CFi О
ОЪ О
Ш
Cl
OO л
Cl
)X
Э о
Э
О
З
Щ (о о о
CD м
LA
tV
Cl
01
Ю
OO (D
LA
).О
Ю
1 О л
j5 х
Ф
С
Ф
al
CL с
Ф с
Э
IX (U
Cl
CD (л
Ю
СО
l (лл л
С:) м
)О л
LA ()Г(м
Iо о
Э
lg
«У
Z о а
C о (5(lg (С4
О и
L х с4
X о .
О
Х (g (g (U
) о
Ф () )< л
cJ (r>
1 !
1 !
l !
l
I
1 .1
I ( (l (1
I
1 !
1
1
1
I (1
1
1 (I
I
1
1
I ! !
1
1
I
1
I !
Л 1
1
I
--3.
944723
Ю
CV
1 .LA
Ю m
LA ((О
L ф с( с, л. и (- (g
>,UX м о х хг( о 8 и С
co(g
ФСХ (- О Y
I
I
I
1
1
1
1
I
1
1
I
I
I
1
1
I
I
1
1
I !
I
I
1 (I
I (I
I
1
I
1
1
1
l
I
l
1
I
1
1
1
l !
1
I
1
1 (l !
I
I (! !
) !
1 (l
Формула изобретения
1. Смесь для изготовления литейных стержней, используемых преимущественно при получении стальных отливок сложной конфигурации, включающая огнеупорный наполнитель на основе окиси магния, глинистое связующее, технологическую добавку, графит и алюмосиликатную добавку, отличающаяся тем, что, с целью повышения скорости затвердев а н я о л и в о к з а с ч е т и о л у ч е «я заданной теплоаккумулирующей способности смеси и снижения брака отливок за счет улучшения податливости смеси, последняя в качестве алюмосиликатной добавки содержит полевой шпат при следующем соотношении ингредиентов, мас.4:
Графит 5 15
Глинистое связующее 5-10
Технологическая добавка 3-7
Полевой шпат 3-8
Огнеупорный наполнитель
Смеси составов по табл. 1 приготавливаются в смесителях. Вначале в смеситель помещаются в весовом соотношении магнезит, графит, бентонит и палевой шпат. Эти компоненты в течение 1-2 мин перемешиваются.
Затем добавляется вода или комплексное связующее. Смесь перемешивается в течение 5-8 мин после чего готовая смесь пригодна для использования.
Смесь 1 с минимальным содержанием для форм и стержней графита и полевого шпата имеет теплоаккумулирующую способность, равную 50а
52 ккал/м. час ° град. При этом появляются условия к образованию горячих трещин, так как податливость смесей уменьшается.
Смесь 2 с максимальным содержанием для форм и стержней графита и полевого шпата имеет повышенную теплоаккумулирующую способность
78 ккал/м - час / град, но низкие прочность по-сырому - 0,6-0,65 кгс/см .(дпя форм) и 0,3-0,35 кгс/см -{для стержней) и газопроницаемость (80-90 ед.), что отрицательно сказывается на качестве отливок.
При содержании в смеси графита ниже 5ь не достигается необходимый теплоаккумулирующий эффект, вследcrave чего в отливках могут образоваться горячие трещинь . Использование графита более 15l нецелесообразно из-эа ухудшения газопроницаемасти и снижения прочности смеси.
Содержание полевого шпата в смеси ниже 3 мас.4 не оказывает существенного влияния на податливость и противопригарные свойства смеси, а выше 8 мас.Ф приводит к снижению .огнеупорности смеси.
Использование смесей, содержащих более.85 мас.4 и менее 65 мас.3 магнезита, не приводит к получению жалаемых результатов из-за низкой прочности в первом случае и низкой газопроницаемости во втором.
4723 10 в конечном счете способствует резко". му снижению образования такого вида брака как горячие трещины. Наибо" лее. рационально иметь теплоаккумулирующую способность смеси, равную
60-75 ккал/м чаР - град. Это обус° Х ловлено тем, ч о увеличение теплоаккумулирующей способности смеси выше 75-80 ккал/м - час град не окаЯ /я.
iy зывает существенного влияния на . время кристаллизации отливок, а использование смесей с более низкой теплоаккумулирующей способностью, чем оказывалось, увеличивает время
15 кристаллизации и охлаждения отли1 вок, что нежелательно может сказаться на их структуре (возможна повышенная ликвидация серы по сечению отливок, а также образование усадочщ ной пористости и трещин).
Наилучшие показатели получены при использовании смеси 3.
Как следует из табл. 2, невысокая сухая и сырая прочности смесей согласно изобретению позволяют в период кристаллизации и охлаждения стальной отливки сложной конфигурации в форме значительно уменьшить линейные напряжения в отливках, что на основе окиси магния
Остальное
2. Смесь по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что в качестве материала на основе окиси магния содержит магнезит.
3. Смесь по и. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что в качестве
ll 944723 технологической добавки содержит комплексное связующее состава", мас.3ь
1 3
Редактор P. Цицика
Заказ 5219/11
Безмасляный универсальный крепитель на основе перера%отки сернистых восточных нефтей (УСК)
Сея з ующее на:основе водорастворимых лигносульфонатов 1-2
Фенолоспирт 2 3
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР и 550217, кл. В 22 С J/00, 1975.
2. Патент ЧССР N 115749, юо кл. 31 С 1/Ol, 1965.
3. Авторское свидетельство СССР
N 732068, кл. В 22 С 1/18, 1976.
Составитель И Куницкая
Техред А. Бабинец Корректор E: рошко
Тираж 852 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР
no,äåëàì изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/3 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4