Смесь для изготовления литейных форм и стержней

Изобретение относится к литейному производству. Смесь содержит в мас.%: формовочную глину 4-5, экструзионный крахмальный реагент 1-5, воду 2-4 и остальное - огнеупорный наполнитель. Введение в смесь экструзионного крахмального реагента позволяет увеличить прочностные характеристики смеси. 2 табл.

 

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления литейных форм и стержней из смесей, отверждаемых тепловой сушкой.

Известны типовые смеси для изготовления литейных форм и стержней, включающие песок, формовочную глину, активирующие добавки и связующее [1].

К недостаткам следует отнести недостаточно высокие физико-механические свойства.

Известна формовочная смесь для приготовления разовых литейных форм, включающая бентонит, технический углерод, воду, ПАВ и огнеупорный наполнитель [2].

К недостаткам следует отнести то, что технический процесс приготовления формовочной смеси усложняется за счет использования свежеприготовленной суспензии.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является смесь для изготовления литейных форм, включающая бентонит, активирующую добавку (кубовую жидкость КЖ-1), воду и огнеупорный материал [3].

Однако смесь указанного состава имеет неудовлетворительные физико-механические свойства, в частности предел прочности на сжатие во влажном и высушенном состоянии, а также осыпаемость, что отрицательно влияет на качество литейных форм и литья.

Изобретение направлено на создание формовочной смеси с улучшенными физико-механическими свойствами.

Технический результат заключается в улучшении физико-механических свойств смеси для изготовления литейных форм и стержней.

Для достижения технического результата смесь для изготовления литейных форм и стержней, отверждаемых тепловой сушкой, содержащая формовочную глину, огнеупорный наполнитель, связующее и воду согласно изобретению, в качестве связующего содержит экструзионный крахмальный реагент при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Формовочная глина	4-5
Экструзионный крахмальный реагент	1-5
Вода	2-4
Огнеупорный наполнитель	остальное

Вышеуказанная смесь дополнительно для упрочнения связки может содержать в своем составе ПВА до 1 мас.%.

Для изготовления смеси используют следующие материалы:

Формовочная глина (бентонит)	ГОСТ 3226-77
Экструзионный крахмальный реагент	ТУ 9-11-8-9-001-3595-67-17-2001
Песок кварцевый К02	ГОСТ 2138-91

Экструзионный крахмальный реагент является готовым материалом, включающим в себя отходы мукомольного производства. Дальнейшей дополнительной обработке (помолу и просеиванию) экструзионный крахмальный реагент перед употреблением в формовочной смеси не подвергается.

Заявляемую смесь готовят путем сухого перемешивания в бегунах огнеупорного наполнителя, формовочной глины в течение 2-3 мин. Затем добавляют необходимое количество экструзионного крахмального реагента и перемешивают в течение 3-4 мин. Далее вводят воду и перемешивают еще 3-4 мин. После чего из полученной смеси готовят стандартные образцы для испытания. Составы по изобретению приведены в табл.1. Физико-механические свойства приведены в таблице 2.

Образцы сушат при 110-150°С в течение 20-30 мин.

Вода в количестве 2-4% необходима для повышения адгезии глины к огнеупорному наполнителю. При содержании воды менее 2% увеличивается осыпаемость смеси, а при содержании более 4% снижается прочность в сыром состоянии.

Введение в состав экструзионного крахмального реагента, который представляет собой тонкодисперное вещество с весьма малым размером частиц, позволяет увеличить прочностные характеристики смеси.

Оптимальное содержание экструзионного крахмального реагента в смеси находится в пределах 1-5%. При содержании экструзионного крахмального реагента в смеси меньше 1% снижается прочность на сжатие смеси, а увеличение содержания реагента выше 5% не имеет смысла, так как значительного изменения показателей не происходит.

В табл.1 приведены составы предлагаемых и известных смесей и свойства смесей.

Таблица 1
Ингредиенты	Содержание, мас.%
	№1 прототип	№2	№3	№4	№5
Формовочная глина (бентонит)	4,5	4	4,5	4,5	5
Кубовая жидкость (в пересчете на сухое в-во)	0,08	-	-	-	-
Экструзионный	-	1	2	3	5
крахмальный реагент
Вода	3	2	2	3	4
Огнеупорный материал: кварцевый песок	92,42	94,0	91,5	89,5	86

Таблица 2
Свойства	Составы смесей по табл.1
	№1	№2	№3	№4	№5
Предел прочности на сжатие во влажном состоянии, МПа	0,045	0,047	0,048	0,049	0,05
Предел прочности на сжатие в высушенном состоянии, МПа	0,15	0,45	0,5	0,7	1,0
Осыпаемость, %	0,6	0,5	0,45	0,4	0,2

Из таблицы 2 следует, что прочность на сжатие в высушенном состоянии и прочность на сжатие во влажном состоянии выше, а осыпаемость смеси ниже, чем у известной формовочной смеси.

Таким образом, введение экструзионного крахмального реагента в указанных количествах позволяет получать формовочные смеси с оптимальными технологическими и физико-механическими свойствами, обеспечивающими изготовление качественных литейных форм. При этом уменьшается стоимость формовочной смеси за счет низкой стоимости экструзионного крахмального реагента, являющегося отходом мукомольного и крахмального производств.

Источники информации

1. Абрамов Г.Г., Панченко Б.С. "Справочник молодого литейщика". М., Высш. Шк., 1991, с.123.

2. RU №2227079 7, В 22 С 1/02, 2004.04.20.

3. Авторское свидетельство СССР №1214308, кл. В 22 С 1/00, 1986 г.

Смесь для изготовления литейных форм и стержней, отверждаемых тепловой сушкой, содержащая формовочную глину, огнеупорный наполнитель, связующее и воду, отличающаяся тем, что в качестве связующего смесь содержит экструзионный крахмальный реагент при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Формовочная глина	4-5
Экструзионный крахмальный реагент	1-5
Вода	2-4
Огнеупорный наполнитель	Остальное