Смесь для изготовления литейных форм и стержней

 

Сущность изобретения: смесь содержит жидкое стекло 3,0...3,5%, ацетат этиленгликоля 0,3...0,5; отход сланцевой породы (ОСП), получаемый методом коксования мелкозернистого сланца в псевдоожиженном слое 1,0...1,5; огнеупорный наполнитель - остальное. ОСП содержит 75-80% минеральных вешег.тя л имеет химический состав: 5Ю2 25,9, CaO 53,3,МдО 6,0, К20з 9,1, ЗОз 4,7. После перемешивания сухих компонентов смеси вводят жидкое стекло, которое тщательно перемешивают и вводят отвердитель ацетат этиленгликоля. Смесь имеет живучесть 20-23 мин, прочность на сжатие МПа, через 1 ч 0,8-1,4,через 3 ч 1,6-2,4, через 24 ч 4,3-4,5. Работа выбивки 17-25, осыпаемость через 24 ч 0,13- 0,15. 3 табл. со С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5()5 В 22 С 1/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ющем !

35 Ch

035 Д

21 4871266/02

22 23.07.90

46 30.09,92. Бюл. М36

71 Белорусский политехнический институт

72 Д.М.Кукуй, С.В,Кузнецов, В,Е.Левченко и В.М.Ефимов (56) Барсук П.А. и др. Жидкостекольные смеси с жидкими отвердителями. Литейное производство, 1982, 1Ф 8, с.18 — 20.

Борсук П.А. и др. Изготовление форм из жидкостекольных ХТС с жидкими отвердителями. Литейное производство, 1988, %12, с.15 — 17.

Авторское свидетельство СССР

М 1001570, кл. В 22 С 1/02, 1981.

Авторское свидетельство СССР

М 750840, кл. В 22 С 1/02, 1978, (54) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ

Изобретение относится к области литейного производства, а именно к составам жидкостекольных смесей, используемых для изготовления литейных форм и стержней.

B качестве аналога известны смеси для изготовления литейных форм и стержней, в состав которых входит огнеупорный наполнитель, например кварцевый песок, жидкое стекло и пропиленкарбонат.

Однако эти смеси обладают ограниченной живучестью и затрудненной выбиваемостью по сравнению с ХТС на синтетических смолах.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является смесь для изготовления литейных форм и стержней, содержащая наполнитель на основе диоксида кремния, жидкое стекло, ацетат этиленгликоля (АЦЭ Г) и добавку зеленой

» . Ы 1764761 Al (57) Сущность изобретения: смесь содержит жидкое стекло 3,0...3,5%, ацетат этиленгликоля 0,3...0,5; отход сланцевой породы (ОСП), получаемый методом коксования мелкозернистого сланца в псевдоожиженном слое 1,0...1,5; огнеупорный наполнитель — остальное. ОСП содержит 75 — 80% минеральных вешест и имеет химический состав: ЯО2 25,9, СаО 53,3,Mg0 6,0, К20з 9,1, ВОЗ 4,7. После перемешивания сухих компонентов смеси вводят жидкое стекло, которое тщательно перемешивают и вводят отвердитель ацетат этиленгликоля. Смесь имеет живучесть 20 — 23 мин, прочность на сжатие МПа, через 1 ч 0,8 — 1,4,через 3 ч

1,6 — 2,4, через 24 ч 4,3-4,5. Работа выбивки 17 — 25, осыпаемость через 24 ч 0,130,15, 3 табл. патоки (отход глюкоза-паточного производства) или рафинадной патоки (отход сахарорафинадного производства) при следу соотношении компонентов (мас.ч.): жидкое стекло

АЦЭГ зеленая патока или рафинадная патока огнеупорный наполнитель 100

Введение зеленой или рафинадной паток позволяет улучшить выбиваемость смеси из отливок. Однако окисление указанных органических добавок происходит до 600 С.

При прогреве до температур выше указанной происходит ошлакование золы органи-ческого вещества, что приводит к резкому ухудшению выбиваемости смесей из отливок. Кроме того, указанные добавки значительно увеличивают гигроскопичность

1764761

10 разом пленок связующего, а, значит, и жидкостекольных смесей.

Целью изобретения является улучшение выбиваемости и повышение начальной прочности отвержденных форм и стержней.

Для достижения поставленной цели смесь для изготовления литейных форм и стержней, включающая огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния, жидкое стекло, АЦЭГ и добавку, в качестве доЬавки содержит отход сланцевой породы (ОСП), полученный методом полукоксования мелкозернистого сланца в псевдоожиженном слое, при следующем соотношении компонентов, мас. :

Жидкое стекло 3,0-3,5

АЦЭГ 0,3-0,5

ОСП 1,0-1,5

Огнеупорный наполнитель Остальное

Отход сланцевой породы (ОСП), получаемый методом полукоксования мелкозернистого сланца в псевдоожиженном слое, содержит в своем составе 20 — 25; органи-ческого вещества, которое по химическому составу практически не отличается от химического состава органической части Прибалтийских сланцев, ОСП является той фракцией сланца, которая не относится к основной сланцевой породе и представляет собой мелкодисперсный порошок с отдельными включениями до 1 мм, 75 — 80 минеральных веществ, входящих в состав ОСП имеют химический состав, приведенный в табл.1.

Известно использование в составах жидкостекольных смесей сланца, состоящего из 35 — 55 органического вещества и 4565 минеральных веществ (3), а также отходов обогащения сланца (ООС), содержащий 2 — 7 органического вещества и 93.98 минеральных веществ (4), В минеральной части сланца кальциевые соединения составляют около 45, а в ООС— выше 70 . Применение ООС в составах жидкостекольных смесей, отверждаемых сложными эфирами, не позволяет существенно улучшить выбиваемость и приводит к резкому падению живучести смеси за счет высокого содержания СаО.

Использование сланца в таких же сме. сях позволяет снизить работу выбивки стержней из отливок, но стержни обладают недостаточной начальной прочностью, Соотношение органической и минеральной составляющих ОСП позволяют при использовании его в составах жидкостекольных смесей, отверждаемых сложными эфирами, улучшить их выбиваемость из от15

55 ливок при увеличении начальной прочности стержней.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

В таблице 2 приведены составы смесей

ММ 1 — 13 согласно настоящему изобретению и hLhh 14 — 15 согласно известному тех. ническому решению, Смесь приготавливали следующим обВ смеситель загружали песок и порошок ОСП и перемешивали в течение 1,5-2 минут, после чего вводили жидкое стекло и продолжали перемешивание еще 3 — 4 минуты, Затем вводился отвердитель АЦЭГ, Перемешивание продолжали 1 — 1,5 минуты. Определялась живучесть смеси. Изготавливались стандартные образцы, которые подвергались технологическим испытаниям.

Для испытания образцов на выбиваемость применялась методика с заливкой образцов жидким металлом, С этой целью изготавливали литейные формы, в которые устанавливали стандартные цилиндрические образцы, Формы заливались чугуном при температуре 1320-1350 С. После завершения процесса кристаллизации отливки с испытуемыми образцами извлекались из формы, Работа выбивки определялась при помощи лабораторного копра с цилиндрическим бойком, Физико-механические свойства смесей приведены в таблице 3, Данные, приведенные в таблицах 2 и 3, свидетельствуют, что при содержании ОСП в составе смеси ниже нижнего предела не достигается требуемого улучшения выбиваемости, а при содержании его выше верхнего предела падает живучесть смеси и повышается ее осыпаемость, При снижении содержания жидкого стекла ниже 3,0 мас. падает прочность и живучесть смеси, повышается осыпаемость.

Увеличение содержания жидкого стекла выше 3,5 мас, приводит к ухудшению выбиваем ости, Увеличение количества АЦЭГ в смеси свыше 0,5 мас. приводит к снижению ее живучести и резкому ухудшению выбиваемости, Снижение количества АЦЭГ ниже

0,3 мас. увеличивает осыпаемость пр низкой начальной прочности.

Введение добавки ОСП в обусловленных пределах позволяет существеннс улучшить выбиваемость жидкостеколь. ных смесей, отверждаемых сложным эфирами,и повысить их начальную проч. ность.

1764761

Остальное

Таблица 1

$0з

Й203

М О

СаО

SiO2

Состав

4,7

9,1

6,0

53,3

26,9

Со е жание, мас. таблица2

Наименование компонентов в 1 смесей

4 5 Г

6 7 8 г

95,65 95,40

Песок кварцевый 1К0315

Жидкое стекло (модуль

2,5, плотность

1480 кг/мз) 3,25

3,25 о,40

3,25 3,25

0,40 0,40

3,25 2,75 о,4o о,4о

3,0 3,5

0,40 0,40 о,4о

АЦЗГ осп

1,ОО

0,75

Зеленая патока

Рафинадная патока

Продолжение табл,2

Наименование компонентов

4 l." смесей

9 )0, 11 12 13 14 15 (по про- (по прототипу) тотипу)

Содержание компонента, мас.3 р — - — я

10 J 11 I 12 I 13 j l4 ) 15 )

94,65 95,30 95,20 95.00 94,90 95,38 95,38

Песок кварцевый 1К0315

>>идкое стекло (модуль

2,5, плотность

1480 кг/мв) 3,75 3,25 3,25 3,25 3,25

0,40 0,20 0,30 0,50 0,60

1>25 1>25 1>25 1>25 l>25

3,34

0,33

3,34

АЦЭ Г

0,33

0СП

Зеленая патока

Рафинадная патока

0,95

0,95

Формула изобретения

Смесь для изготовления литейных форм и стержней, включающая огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния, жидкое стекло, ацетат этиленгликоля и технологическую добавку, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения выбиваемости и повышения начальной прочности отвержденных форм и стержней, в качестве технологической добавки смесь содержит отход сланцевой породы, получаемый методом полукоксования мелкозернистого сланца в псевдоожиженном слое, при следующем соотношении компонентов, мас. :

Жидкое стекло 3,0...0,5

Ацетат этиленгликоля 0,3...0,5

Отход сланцевой породы, получаемый методом полукоксования мелкозернистого сланца в псевдоожиженном слое 1,0...1,5

Огнеупорный напол-нитель на основе диоксида кремния

1,25 1,50 1,75 1,25 1,25 1,25

0О л о

-0 (Ч

-С

N с

CI

СЧ

CO

CI (с

CI

CI

3 с

С) о

СЧ л с

1 м и сО е

1

-0 с (Ч

Ч) с

lA (Fi

1 о

О\ с

1 м с

° СС

lA

СЧ

lA с

СЧ

N ((1

1 л м о (Ч с

1

С) с

N м

С) СЧ с ! с л о

1 с о м

CI с

1 о

О \ м

«3

1 о

1 с3а

1 л (A (Ч

СЧ

-0

lA

CO

- 0

Се\ е

CO м ! (Ч м

CO

CI с о

CO о с

0

СЧ

0 с

N ъО д

»

0 еО.

Ф

)v

)т о

Ф и

«

Ф

Ф

C)

lg

I о

СЧ !

С) с (Ч!

«) с

3 о

l о (Ч (с

С

2 ет

5 сп

I л

° е

° е

«1

CI

lA е о

СО с м

СЧ м

0О

lA м

» с

1 с

-СГ О

СЧ

СЧ

СЧ (A с

0 м с о

an с о

CI с

1 с (Ч

lA е

-С

-0

I

1

3

1

1 л

«0 с

СЧ!

СЧ с

СЧ (Л е

° 0

1 (м с

-0

-0 о м с о о е

СЧ

I еО еО е

»! м

-0 (Ч с

0О о

О Ъ

1 м о, 3

1 еО . 00 л

CI

an с о, с

N с

СО с

1.0 с

3 о е о, 1

l0

33 Ф и Ф

Са (О Ф т г

l0 l0

z o

lo a

З (0

Ф СС ! )3 и

0- З

Ф

У

X з

X с

Ф

I-

Ф

У е

Ф

K д 0 с

Jl (0 l0

Х 3(0 V

X. IX

3- s и

0Ä з л а и о т

I

1 м

l0 (I

) X ) I

« ( (О I

Ф 1

3- !

I

I! (!

1

1!

1

I

I !

I

I.

1 !

1 !

) (I

1

1

1

) !

1

1

1 !

>,

t(AZ

I ( о, I !

I )

i-О!

I «(!

I t

1 1

1 1

1 1

I cn

I.е» 1

à — -

1 I ! 1

) I

I I

1 (I СЧ 1

I e

С! — -1

1

° !

)4! I

1! Ol

I I

1 I

1 I

1 I

I 1

1 1

00 1

I 1

I

1 1

1 1 ! л

1 1

)3 — -1

1 1

1 1

1 1

1 1

I еО 1

I I

1 t

1

3 1! (A

I ( (I

1

I М

t

I

I i, i

I I

N (1

1 " 1

t (1 !

1764761

I 1

I Ч) 1

1 ° 1

I 1 ! 1

1 1 ! an

I ° )

I 1

I I

1;!

1 (1

I I

1 I

1 (е 1

I 1

l (1

1 1

1 I

1 I

1 1

)М!

I е» I

1 )

lt

1 ! I ! 1

I 1

I N 1

1 ° 1

I 1

3»

1

1

I

° !

1 (1

1 о

1

I 1

1 1

I 1

I I

I I

I cn 1 ! 1 ф(1 1

I 1

I . ° 1

1 1

1 1

1 00 1

1 1 I

1 1 !

t I ! (1

1 (I ! 1 ! а)

I I (I

)4

1 1 ! 1

1 1

1 1

1 1

1.0

I I —

1 I

I I

) I

I (1 м

1 1

1!

1 1

1

) I

I (Ч (I

1 1

I 1

1 1

1

1

1

1

1 с I

I

I 1

I 1

OZ т

X е е о Ф ат (= I»