Холоднотвердеющая смесь для изготовления литейных форм и стержней

 

ХОЛОДНОТВЕРДЕЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ , включающая кварцевый песок, фосфатное связующее, цемент и воду, о тл и ч ающ а я с я тем что, с целью повшлеИия прочности и скорости твердения и снижения осыпаемости, она дополнительно содержит строительных, гипс, в качестве фосфатиого связую аего - алюмохромофосфатдоломитную связку, а в качестве цемента - высокоглиноземистый цемент при следукадем соотношении ингредиентов, мае. %: : Алюмохромофосфатдоло2 ,5 - 6,5 митиая связка Выс6коглинозе14истый 1,5 - 4,5 И цемент. 1,5 - 4,5 Строительный гипс 1,0 - 2,0 Вода Остальное Кварцевый песок

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

09) (И) 3(5)) В 22 С

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3309817./22-02 (22) 02.07.81 (46) 23.02.84. Бюл. Р 7 (72) Н.A.Ëóíåâà, A.A.Ñåìåíåíêî, В.Ф;Антипенко, В.П.Синица, К.Б.Голубев, В.A.Åðøîâ, Э.А.Воронцов и Л.,В. Клемчук, (71) Харьковский филиал Всесоюзного .научно-исследовательского института литейного. машиностроения, литейной технологии и автоматизации литейного производства (53) 621. 742.4 (088.8) (56) 1. Исследование., разработка и внедрение формовочных и стерийевых смесей с фосфатными связующими для крупного и среднего литья РЛЦ ИЗПТ.

Отчет о-НИР. Чувашский .ун-т им. И.Н.ульянова. Чебоксары, 1978, с. 63.

2. Патент Японии В 47-31208, кл. В 22 С. 1/10, опублик. 1972. (54) (57) ХОЛОДНОТВЕРДЕК(НАЯ СМЕСЬ ДЛЯ

ИЗГОТОВЛЕНИЯ III(TEAHbIX OPN I(СТЕРЕНЕЙ, включакщая кварцевый песок, фос.фатное связукщее, цемент и воду, о тл и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью повыаения прочности и скорости твердения и сникения осыпаемостн, она дополнительно содеркит строительных, гипс, в качестве фосфатного.связующего — алюмохромофосфатдоломитную связку, .а в качестве цемента — высокоглиноземистый цемент при следукщем соотношении ингредиентов, мас. %:

Алюмохромофосфатдоломитная связка 2,5 — 6,5

Высокоглиноземистый цемент. 1,5 - 4,5Й

Строительный гипс 1,5 — 4,5 Е

Вода 1,0 — г,о

Кварцевый песок Остальное

1074653

Изобретение относится к литейному производству, в частности к изготовлению холоднотвердеющих литейных форм и стержней.

Известна смесь, изготовленная на алюмохромофосфатной связке с до- 5 бавкой мочевиноформальдегидной смолы и окиси магния (,1 (.

К недостаткам этой смеси относится ее повышенная осыпаемость (0,3-0,5%), гаэотворность. Помимо этого, 10 наличие в смеси мочевиноформальдегидной смолы ухудшает санитарно-гигиенические условия труда.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является холоднотвердеющая смесь, включающая кварцевый песок, фосфатное связующее, цемент, водный раствор поверхностно-активного вещества и меляссы (2 ).

Однако известная смесь обладает высокой осыпаемостью, недостаточной прочностью и имеет низкую скорость твердения. Также она является газотворной и ухудшает санитарно-гигие25 нические условия труда за счет присутствия в ней меляссы.

Целью изобретения является повышение прочности и скорости твердения и снижение осыпаемости.

Для достижения поставленной цели холоднотвердеющая смесь для изготовления литейных форм и стержней, включающая кварцевый песок, фосфатное связующее, цемент и воду, дополнительно содержит строительный гипс, З5 в качестве фосфатного связующего—

Т а б л и ц а 1

Составы смесей, мас. В

Ингредиенты

1 ) 2

Алюмохромофосфат доломитная связка

2,5

4,0

6 5

7,0

4,0

3,0

Цемент

Мелясса

4,0

Вспенивакший агент (контакт

Петрова

0,5

Високоглиноз». мистый цемент

3,0

3,0

3,0

3,0

3,3

1,0

Строительный гипс

3,0

3,0

1,0

-2,0

3,0

Вода

1,0

89,5

89,0

Фосфат алюминия 0,3

Кварцевый песок 92, 5 алюмохромофосфатдоломитную связку, а в качестве цемента — высокоглиноземистый цемент при следующем соотношении ингредиентов, мас. %

Алюмохромофосфатдоломитная связка (АХФДС) 2,5 — 6,5

Высокоглиноземистый цемент 1,5 — 4,5

Строительный гипс 1,5 — 4,5

Вода 1 0 — 2,0 .Кварцевый песок Остальное

Указанные пределы добавок обоснованы результатами, полученными в процессе исследований (табл. 1) .

При введении в смесь на АХФДС только гипса, стержня после продувки горячим воздухом имеют большую осыпаемость (до 2Ъ) . Если же в смесь ввести только высокоглиноземистый или глиноземистый цемент, твердение идет очень медленно (более 4 ч).

При введении в состав смеси АХФДС менее 2,5 мас.В совместно с 4,5 мас.% высокоглиноземистого цемента и строительного гипса смесь быстро ф сохнет и рассыпается из-за отсутствия образования гидратов кальция, алюминия и т.д.

При введении в состав смеси АХФДС более 6,5 мас. Ъ смесь очень прилипает к оснастке. При введении в смесь отверждающих добавок менее

1,5 мас. Ъ не происходит быстрого твердения форм и стержней в оснастке.

В табл. 1 и 2 приведены составы и свойства смесей.

3,0 3,0 3,0 3,0

89,0 87,5 87,0 91,0

l 0746 >3

Продолжение табл. 1.

Составы смесей, мас. В

9 ) f t1 +11 i2 J 14

Ингредиенты

Фосфат алюминия

Алюмохромофосфат доломитная связка 4,0

4,0

4,0

4,0

4,0

4,0

4,0

Цемент

Мелясса

Вспенивакщий агент (контакт

Петрова

Высокоглиноземистый цемент

3,0

3,0

5,0 3,0 3,0

4,5

1,5

СтроитеЛьный гипс

5,0

4,5

1,5

1,0

3,0

3,0

3,0

Вода

1,0

1,0 1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

Кварцевый песок 90,5 87,5

Т а б л н ц а 2

Физико-механич и технологичес свойства но табл. 1

Прочность образцов на сжатие в сыром состоянии через

30 мин после продувки воздухом, МПа

0,13 0,08 О, 15 2,0 1,9

0,14 1,2

Предел прочности при растяжении через 4 ч, МПа

Образ-. цы поломались 0,18

Предел прочности при растяжении через 24 ч, МПа

0,35

3,5 2,53

0,42 1,6

1,8 1,83 1,58

1,5 2,5

Влажность, %

2,0

1,5

1,2

150 150 161 170 181 183 165

2,5 0,4

19,8 2,4

0 0

2,7 3,5

О, 2.5

2,4

4,0

40 60

165

30

170 180

100

Газопроницаемость, ед . Осыпаемость после выдержки на воздухе в течение 2 ч

Газотворная способность смеси, смз/г

Живучесть смеси, мин.

Газопроницамость, ед.

87,0 91,0 90,5 87,5 87,0

0,21 . 0,52 0,48 0,46 0,44

1074 65 3

Продолжение табл. 2

Физико-механически и технологические свойства

Прочность образцов на сжатие в сыром состоянии через

30 мин после продувки воздухом, МПа

0,14 0,11 0,10 0,14 0,13 0,11 0,11

Предел прочности при растяжении через 4 ч, МПа 0,45 0,35 0,38 0,45 0,49 0,40 0,39

Предел прочности при растяжении через 24 ч, МПа

1,54 1,25 1,0 1,3 1,32 1,0 0,68

2,0 2,1 2,4 2,3 1,7 1,6 1,3

Влажность, Ъ

155 150 145 140

Осыпаемость после выдержки на воздухе в течение 2 ч

0 0

Газотворная способность смеси, см 3/г 2, 0 2, 7 2, 3

3,0 Зр5 3,2

2,5

Живучесть смеси, мин.

37 35 36

45 40

32

Газопроницаемость, еда

Газопроницаемость, ед. 160 153 145

Как следует из этих таблиц, прочность образцов на сжатие в сыром состоянии из предложенных смесей в 5 - 10 раэ больше прочности из известных, что значительно сокращает технологический цикл и улучшает .качество литья. Образцы из предлагаемой смеси практически не осыпаются, а as известной смеси обладают осыпаемостью в 25%, газопроницае- 50 вость предложенной смеси также выше на 70%, что способствует ликвидации брака по газовым дефектам и по по верхностным дефектам.

Использование предложенной смеси 55 обеспечивает возможность ускорения процесса твердения смеси в оснастке, улучвюние физико-механических " свойств и,санитарно-гигиенических условий труда. 60

Указанные преимущества смеси объясняются тем, что введение высокоглиноземистого цемента совместно с гипсоМ в смесь на АХФДС способствует сначала быстрому тверденню смесн в у объеме за счет гидратации гипса> а затем цемента и образования кислых и средних фосфатов .

Формовочная смесь готовится следующим образом.

Берется сухой огнеупорный зернистый наполнитель (кварцевый песок), который перемешивается с отвердителем (высокоглиноземистым цементом и строительным гипсом), затем в зту смесь вводятся жидкие составляющие (АХФДС н вода) .. Вся зта смесь перемешивается в течение 4-5 мин ° Приготовление смеси можно осуществлять на любом смесителе, но не на бегунах. В процессе перемешивания начинает образовываться структура, обусловленная образованием гидратов, а при перемешивании массы в бегунах вта структура разрушается.

Изготовление форм и стержней иэ такой смеси осуществляется путем их уплотнения на модельной оснастке в стержневых ящиках любым из известных методов (вручную, прессованием, 1074653

Составитель И.Гончарук

Редактор A.×åðíûõ Техредв,Далекорей КорректорA.Òÿñêî

Заказ 430/12 Тирак 775 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.уагород, ул.Проектная, 4 вибрацией и т.д. ) с последующей продувкой холодным или подогретым до 100 С воздухом.

Использование предлагаемой смеси обеспечивает по сравнению с известной следующие преимущества, обеспечивающне Экономическую эффективность изобретения: повышение качества отливок за счет ликвидации брака по газовым дефектам и по качеству металла и поверхности отливок, улучшение

5 санитарно-гигиенических условий труда.