Смесь для изготовления литейных форм и стержней
Изобретение относится к литейному производству, а именно к изготовлению форм и стержней из холоднотвердеющей смеси для литья отливок из чугуна, стали и цветных металлов. Смесь содержит алюмоборфосфатный концентрат, порошковый отвердитель и кварцевый песок. Отвердитель содержит MgO и SiO2, при этом компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%: алюмоборфосфатный концентрат 3-5, порошковый отвердитель 1,0-1,5, кварцевый песок - остальное. Обеспечивается снижение себестоимости производства холоднотвердеющих смесей, повышение физико-механических показателей. 2 табл.
Изобретение относится к литейному производству, а именно к изготовлению форм и стержней из холоднотвердеющей смеси для литья при изготовлении отливок из чугуна, стали и цветных металлов. Предлагаемая смесь может с успехом применяться в литейной промышленности.
Известна смесь, включающая огнеупорный наполнитель, фосфатное связующее и триэтаноламин, в качестве отвердителя. Однако смесь обладает плохой выбиваемостью после заливки форм металлом и небольшой живучестью смеси. Известна смесь для приготовления форм и стержней, содержащая в своем составе алюмоборфосфатный концентрат - 2,5-5% и огнеупорный наполнитель - остальное (1). Однако данная смесь отверждается тепловой сушкой, что удлиняет процесс изготовления форм и стержней и создает необходимость установки дополнительного сушильного оборудования.
Наиболее близкой к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является смесь для изготовления литейных форм и стержней, включающая огнеупорный наполнитель, фосфатное связующее и порошок прокаленный магнезитовый каустический при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Алюмоборфосфатный концентрат | 2,5-4,0 |
| Порошок прокаленный каустический | |
| Магнезитовый | 0,3-0,5 |
| Кварцевый песок | остальное (2) |
Недостатком данного изобретения является то, что данная смесь обладает низкой живучестью, ввиду большой активности отвердителя, повышенной осыпаемостью и недостаточной прочностью, кроме того отвердитель - порошок прокаленный каустический магнезитовый в настоящее время является достаточно дорогим и дефицитным продуктом.
Задачей изобретения является увеличение живучести смеси и возможность регулирования в более широком диапазоне скорости затвердевания смеси, что так необходимо в литейном производстве, увеличение прочности и снижение осыпаемости форм и стержней, а также снижение себестоимости смеси за счет использования более дешевого и недефицитного отвердителя смеси.
Поставленная задача достигается тем, что в смеси для изготовления литейных форм и стержней, содержащей алюмоборфосфатный концентрат, порошковый отвердитель и кварцевый песок, порошковый отвердитель содержит MgO и SiO2, при этом компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:
| Алюмоборфосфатный концентрат | 3-5 |
| Порошковый отвердитель | 1,0-1,5 |
| Кварцевый песок | остальное |
Для экспериментальной проверки состава были изготовлены 6 смесей ингредиентов (табл.1), 4 из которых показали оптимальные результаты (табл.2 п.п.2-5). В качестве связующего используется алюмоборфосфатный концентрат, в качестве отвердителя - порошковый отвердитель, наполнитель - кварцевый песок.
Смесь приготавливалась следующим образом: расчетные количества порошкового отвердителя и кварцевого песка перемешивались в течение 1 мин, затем вводили алюмоборфосфатный концентрат и перемешивали все это в течение еще 1 мин. Порошковый отвердитель содержит MgO и SiO2.
Удельная поверхность - 5000 см2/г; активность порошка - 10 сек.
Составы и свойства смеси приведены в таблицах 1 и 2. Оптимальный состав смеси определяется условиями производства (требованиями по живучести, прочности и термостойкости смеси).
Введение в смесь менее 1% порошкового отвердителя приводит к увеличению времени затвердевания смеси и уменьшению термостойкости. Введение в смесь более 1,5% порошкового отвердителя резко снижает живучесть смеси, прочность через 24 часа и термостойкость. Увеличивается осыпаемость смеси.
Наличие в порошковом отвердителе SiO2 оказывает дополнительное влияние на живучесть смеси и скорость затвердевания, что так необходимо в литейном производстве, позволяет снизить себестоимость смеси.
Таким образом, использование предлагаемой смеси позволит управлять временем затвердения смеси в широком диапазоне, увеличить прочность, термостойкость и уменьшить осыпаемость смеси.
| Таблица 1 | |||||||
| Ингредиенты | Содержание ингредиентов, мас.% | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | известный состав | |
| Алюмоборфосфатное связующее (АБФК) | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 3,5 | 4,0 | 4,5 | 4,0 |
| Порошок прокаленный магнезитовый каустический | - | - | - | - | - | - | 0,5 |
| Порошковый отвердитель | 0,9 | 1,0 | 1,2 | 1,4 | 1,5 | 1,7 | - |
| Кварцевый песок | 97,1 | 96,5 | 95,8 | 95,1 | 94,5 | 93,8 | 95,5 |
| Таблица 2 | |||||||
| Свойства смеси | Состав № | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | известный состав | |
| Живучесть, мин | 60 | 40 | 30 | 15 | 6 | 3 | 10 |
| Прочность на разрыв, | |||||||
| кг/см3 | |||||||
| через 1 час | - | 0,8 | 1,0 | 1,3 | 1,5 | 2,0 | 0,8 |
| через 24 часа | 8,0 | 9,0 | 9,5 | 9,8 | 10 | 6,0 | 3,5 |
| Осыпаемость, % | 0,02 | 0,03 | 0,035 | 0,04 | 0,06 | 0,2 | 0,35 |
| Термостойкость при | |||||||
| 1000°С в течение 1 часа, | |||||||
| кгс/см2 | 0,9 | 1,0 | 1,5 | 1,85 | 2,05 | 1,35 | 1,3 |
Литература
1. А.с. №1639872.
2. А.с. №11748914.
Смесь для изготовления литейных форм и стержней, содержащая алюмоборфосфатный концентрат, порошковый отвердитель и кварцевый песок, отличающаяся тем, что порошковый отвердитель содержит MgO и SiO2, при этом компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:
| Алюмоборфосфатный концентрат | 3-5 |
| Порошковый отвердитель | 1,0-1,5 |
| Кварцевый песок | Остальное |
