Теплоизоляционная смесь для утепления прибылей отливок

Авторы патента:

Евлампиев Анатолий Александрович (RU)

B22D27/06 - нагрев прибылей (утепляющие надставки литейных форм для слитков B22D 7/10)

Владельцы патента RU 2296646:

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова (RU)

Изобретение относится к литейному производству, в частности к смесям, используемым для теплоизоляции прибылей отливок из сплавов цветных и черных металлов. Смесь содержит, мас.%: целлюлозная вата 4-80; злаковое связующее 18-20; песок кварцевый - остальное. Технический результат заключается в улучшении физико-механических и теплофизических свойств, а именно: в понижении коэффициента теплопроводности теплоизоляционной смеси. 6 табл.

Изобретение относится к литейному производству, в частности к смесям, используемым для теплоизоляции прибылей отливок из сплавов цветных и черных металлов.

Известна смесь, содержащая, мас.%: порошок алюминия 30-55; древесные опилки 10-50; шамотный порошок 20-35. Однако эта смесь является экзотермической и обогревающее действие на прибыль залитой детали оказывает вследствие подачи ее на зеркало металла прибыли вместе с силикокальцием (1).

Наиболее близкой по технической сущности является теплоизоляционная смесь для облицовки прибылей, которая содержит эковату, каолиновую глину, фосфатное связующее, кварцевый песок (2).

Однако смесь указанного состава имеет многокомпонентный состав, а также неудовлетворительные, по сравнению с заявляемой смесью, физико-механические и теплофизические свойства.

Предлагаемое изобретение решает задачу создания теплоизоляционной смеси для утепления прибылей отливок с улучшенными технологическими свойствами.

Технический результат заключается в улучшении физико-механических и теплофизических свойств, а именно пониженным коэффициентом теплопроводности теплоизоляционной смеси.

Это достигается тем, что теплоизоляционная смесь для утепления прибылей отливок, содержащая кварцевый песок, целлюлозную вату и связующее, согласно изобретению в качестве связующего смесь содержит злаковое связующее при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Целлюлозная вата	4-80
Злаковое связующее	18-20
Песок кварцевый	остальное

Отличием заявляемого решения от известного является введение нового ингредиента, а именно злакового связующего, совместно с целлюлозной ватой. Подобранная совокупность компонентов и их количественное соотношение обеспечивает увеличение теплоизолирующего эффекта смеси при достаточных физико-механических свойствах, необходимых для изготовления теплоизоляционной оболочки и для размещения ее в литейной форме.

Теплоизоляционную смесь готовят следующим образом: увлажненную целлюлозную вату загружают в смеситель, добавляют злаковое связующее, кварцевый песок, перемешивают до образования однородной массы. Из приготовленной смеси изготавливают теплоизоляционные оболочки в стержневом ящике. Далее готовые оболочки извлекают из ящика и сушат в печи при температуре 150-200°С в течение 30-60 минут, в зависимости от толщины теплоизоляционного слоя оболочки.

Составы смесей приведены в таблице 1-3. Свойства смесей приведены в таблице 4-6.

Для приготовления смеси используют следующие материалы:

Целлюлозная вата "Эковата"	ТУ 5761-028-02956140-94
Песок кварцевый	ГОСТ 2138-84
в качестве злакового связующего:
Пшеничная мука	ГОСТ Р52189-2003
Рисовая мука	ТУ 9293-001-51560870-2001
Кукурузная мука	ГОСТ 14176-69
Целлюлозная вата имеет следующие физические показатели:
Объемная плотность	35-70 кг/м³
Коэффициент теплопроводности	0,041 Вт/м*°С
Степень огнестойкости	2-3 группа
Биостойкость	борные соединения обеспечивают эффективную защиту от горения
Санитарные нормы	экологически чистый материал
Таблица 1
Ингредиенты	Содержание ингредиентов, мас.%
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	Прототип
Целлюлозная вата	4	12	20	28	36	44	52	60	68	80	10
Каолинитовая глина	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	7,5
Песок кварцевый	78	68	62	52	44	36	28	22	12	2	73,5
АХФС	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	9
Пшеничная мука	18	20	18	20	20	20	20	18	20	18	-

Таблица 2
Ингредиенты	Содержание ингредиентов, мас.%
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	Прототип
Целлюлозная вата	4	12	20	28	36	44	52	60	68	80	10
Каолинитовая глина	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	7,5
Песок кварцевый	76	68	60	54	44	36	28	22	12	2	73,5
АХФС	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	9
Рисовая мука	20	20	20	18	20	20	20	18	20	18	-

Таблица 3
Ингредиенты	Содержание ингредиентов, мас.%
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	Прототип
Целлюлозная вата	4	12	20	28	36	44	52	60	68	80	10
Каолинитовая глина	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	7,5
Песок кварцевый	76	70	60	52	44	38	28	20	14	2	73,5
АХФС	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	9
Кукурузная мука	20	18	20	20	20	18	20	20	18	18	-

Таблица 4
Свойства смесей по составам табл.1
Свойства	Смесь
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	Прототип
Прочность на сжатие в сухом состоянии, МПа	0,59	0,59	0,58	0,57	0,56	0,53	0,49	0,43	0,39	0,36	0,98
Прочность на сжатие в сыром состоянии, МПа	0,07	0,07	0,07	0,07	0,07	0,07	0,06	0,05	0,05	0,045	0,06
Осыпаемость, %	0,30	0,27	0,24	0,23	0,19	0,17	0,16	0,16	0,13	0,13	0,46
Коэффициент теплопроводности при 1300°С, Вт/м *°С	0,099	0,097	0,088	0,082	0,078	0,070	0,065	0,061	0,060	0,052	0,18

Таблица 5
Свойства смесей по составам табл.2
Свойства	Смесь
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	Прототип
Прочность на сжатие в сухом состоянии, МПа	0,71	0,66	0,62	0,59	0,53	0,50	0,49	0,48	0,44	0,40	0,98
Прочность на сжатие в сыром состоянии, МПа	0,075	0,075	0,071	0,068	0,068	0,060	0,06	0,050	0,045	0,055	0,06
Осыпаемость, %	0,25	0,24	0,22	0,19	0,15	0,12	0,12	0,12	0,12	0,11	0,46
Коэффициент теплопроводности при 1300°С, Вт/м *°С	0,098	0,091	0,090	0,086	0,086	0,083	0,069	0,068	0,067	0,066	0,18

Таблица 6
Свойства смесей по составам табл.3
Свойства	Смесь
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	Прототип
Прочность на сжатие в сухом состоянии, МПа	0,71	0,66	0,62	0,59	0,53	0,50	0,49	0,48	0,44	0,40	0,98
Прочность на сжатие в сыром состоянии, МПа	0,075	0,075	0,071	0,068	0,068	0,060	0,06	0,050	0,045	0,055	0,06
Осыпаемость, %	0,24	0,22	0,19	0,15	0,12	0,12	0,12	0,12	0,11	0,10	0,46
Коэффициент теплопроводности при 1300°С, Вт/м *°С	0,098	0,091	0,090	0,086	0,086	0,083	0,069	0,068	0,067	0,066	0,18

Из таблиц 4-6 следует, что теплоизоляционная смесь для утепления прибылей отливок предлагаемого состава обладает пониженным коэффициентом теплопроводности - основным параметром, характеризующим эффективность использования смесей данного типа, а также достаточными физико-механическими свойствами при использовании ее для изготовления оболочек прибылей.

Оптимальное содержание злакового связующего в смеси составляет 18-20 мас.%. Содержание злакового связующего ниже 18 мас.% приводит к снижению физико-механических свойств, что сказывается на прочности изготавливаемой теплоизоляционной оболочки. При содержании связующего выше 20 мас.% увеличивается себестоимость, значительно повышается газовыделение и коэффициент теплопроводности смеси.

Источники информации

1. А.С. №1560388, СССР, МКИ В22D 27/06.

2. Реферат RU №97118078, RU, МПК В22С/00.

Теплоизоляционная смесь для утепления прибылей отливок, содержащая кварцевый песок, целлюлозную вату и связующее, отличающаяся тем, что она в качестве связующего. содержит злаковое связующее при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Целлюлозная вата	4-80
Злаковое связующее	18-20
Кварцевый песок	Остальное

Изобретение относится к области металлургического производства, а именно к технологии разливки стали. .

Способ получения стальных отливок // 2192331

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при изготовлении стальных отливок. .

Способ изготовления прибыльной части литейной формы // 2108893

Изобретение относится к литейному производству, в частности к изготовлению прибыльной части литейной формы. .

Экзотермическая смесь для обогрева прибыльных частей литейных форм // 2108889

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам экзотермических смесей для обогрева прибыльных частей линейных форм при получении отливок из чугуна.

Теплоизоляционная смесь для утепления прибылей отливок // 2093306

Изобретение относится к литейному производству, в частности к смесям, используемым для теплоизоляции прибылей отливок. .

Экзотермическая смесь для утепления головной части слитка // 2084309

Теплоизолирующая смесь // 2081720

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при разливке стали в изложницы и кристаллизатор. .

Верхняя прибыль со сферическим верхом // 2080960

Изобретение относится к литейному производству, а именно к конструкциям центральной прибыли со сферическим верхом, для получения отливок, например, рабочих колес с литой ступицей, имеющих внутреннее отверстие, получаемых в керамических формах для центробежных насосов, и может быть использовано в других отраслях, связанных с литьем.

Состав экзотеплоизоляционной смеси для обогрева прибылей // 2017575

Изобретение относится к линейному производству и применяется для обогрева прибылей, отливок и слитков из латуни, бронзы, высокопрочного чугуна, а также отливок из алюминиевых и магниевых сплавов.

Способ изготовления прибыльной части литейной формы // 2015835

Способ обогрева и теплоизоляции верхней части кристаллизующегося слитка при разливке в изложницу // 2343041

Изобретение относится к области металлургической промышленности

Теплоизоляционная смесь для утепления прибылей отливок // 2356688

Изобретение относится к литейному производству, конкретно к смесям для теплоизоляции прибылей отливок

Экзотермическая смесь для обогрева прибылей стальных и чугунных отливок // 2356689

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам экзотермических смесей для обогрева прибылей стальных и чугунных отливок

Экзотермическая смесь для обогрева прибылей стальных и чугунных отливок // 2369461

Изобретение относится к области литейного производства

Экзотермическая смесь для обогрева прибылей стальных и чугунных отливок // 2369462

Изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано для изготовления изделий в виде экзотермических оболочек и вставок для обогрева прибылей

Экзотермическая шлакообразующая смесь // 2429940

Изобретение относится к литейному производству, в частности к обогреву литейных прибылей

Теплоизоляционная смесь для утепления прибылей отливок // 2455108

Изобретение относится к литейному производству

Прибыль в литейной форме с экзотермическим обогревом и теплоизоляцией металла // 2561557

Изобретение относится к области литейного производства. Прибыль выполнена в виде полости в литейной форме. В полости прибыли установлена теплоизоляционная оболочка, в которой выполнены вертикальные карманы. Карманы размещены в пределах внешнего контура прибыли и заполнены экзотермической смесью. Обеспечивается повышение качества отливок и технологического выхода годного с одновременным упрощением технологии изготовления прибыльной части формы. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ определения эффективности работы экзотермических и изотермических вставок для прибылей // 2577877

Изобретение относится к области литейного производства. Способ заключается в изготовлении литейной формы с установленными вставками для прибылей. На поверхности и внутри вставок устанавливают термопары, подключенные к регистратору, осуществляющему замеры температуры с интервалом не более 1 сек. Согласно полученным данным строят график изменения температуры поверхности вставки и остывания металла внутри вставки. С помощью графиков определяют время и температуру начала и окончания экзотермической реакции, максимальную температуру поверхности вставки, время сохранения стабильной температуры металла внутри вставки, время остывания металла внутри вставки до температуры солидус. Обеспечивается повышение выхода годных отливок. 2 ил.

Экзотермическая смесь для обогрева прибылей стальных и чугунных отливок // 2601721

Изобретение относится к области литейного производства. Экзотермическая смесь содержит, мас.%: алюминиевый порошок 16,0-27,0, жидкое стекло 6,0-7,0, АЦЭГ 0,6-0,7, шлам селитровых ванн термического производства 2,5-7,5, шлам закалочных баков 13,0-22,0, огнеупорный наполнитель остальное. Использование в составе смеси отходов производства повышает ее жидкоподвижность, что позволяет исключить операцию формовки из технологии изготовления изделий из смеси. Обеспечиваются повышение прочностных характеристик, теплоизоляционных свойств, газопроницаемость и живучесть изделий из смеси. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 пр.