Смесь для изготовления литейных форм методом вакуумной формовки

 

О П И С А Н И Е (и 5)5566

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУЙо(оз Советских

Социалистических

Республик (6 1 ) Допол интел ь(10L к авт. свяд-в (22) Заявлено 14.02.75 (21) 2104935 !02 (51) (1. 1хл. - В 22С 1. 00

С 04В 31/00 с присоединением заявки №

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.05.76. Бюллетень ¹ 20

Дата опубликования описания 30.06.76 (53) УДК 621.742.4 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. Н. Цибрик, В. И, Мисечко, Н. Г. Черненко, А. А. Котовщиков, М. И. Аверченков и А. И. Сухина

Институт проблем литья АН Украинской CCP (71) Заявитель (54) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ

МЕТОДОМ ВАКУУМНОЙ ФОРМОВКИ

ГосУдаРственнв(й комитет (23) Г1риоритет

Изобретение относится к области литейного производства, а именно к смесям для изготовления литейных форм методом вакуумной формовки с применением полимерной пленки.

Известна смесь для изготовления литейных форм методом вакуумной формовки с применением полимерной пленки IIB основе сухого мелкозернистого песка (например, кварцевого) с относительно низко(! газопроницяемос(ью, преимущественно округлой формой зерен, высоким пасьпшым весом и смешанным зерновым составом, способствующим повышспию насыпного веса.

Однако такая смесь отличается непостоянным содср>каписч примесей, низкой тсрмостойкостью, отсутствием сил х(ежзсрнового взаимодействия, характеризуется недостаточной плотностью и прочностью при формообразовании под дсйствием сил внешнего воздействия.

1Яель(о изобретения является увел(гчение термостойкости и прочности смеси, создание плотной укладки зерен и упорядочечной структуры форм, повышение качества отливок.

Для достижения поставленной цели смесь для изготовления литейных форм вакуумной формовки на основе огнеупорного наполнителя дополнительно содержит опеупорный наполнптсль, значение рН которого на 1,6 — 4,5 больше илп меньше, чем рН огнеупорного наполпителя, составля(ощсго основу меди, при оощем значении рН смеси 7,0 — 9,0.

В качестве огнеупорных наполнптелей смесь в соотвстстBIIII с настоящим изобретением со,(ержит сочетание пз двух огнсупор lых материалов, а llмcl(l(о обогащенного квар-!!!i (рН 6.1) с цпрконом (рН 7,7) илп обога1(! (цс (ного кварца с оядделептом (р11 7,65), llлп ооогащенного кварца с корундом (рН 10,15), и ll! обогащенного кварца с мап(сзитом (рН 10,52).

В ка (ествс огнеупорных наполнптслей смесь

15 может содержать сочетание пз двух огнеупорных материалов. а именно цпркона (рН 7,7) с корундом (рН !0.15), илп цпркона с магнез(гсов! (рí 10,52).

2(В качестве огнеупорных наполнителей смесь может содержать сочетание пз двух огнеупорных материалов, а именно бадделеита (рН

7,65) с корундом (рН 10,15) плп оадделепта (рН 7,65) с магнезитом (рН 10,52).

25 Огнеупорные наполнптслп имеют размер чяс пи 0.05 — 0,315 мм.

Использование смеси песков с разлнчнымп кислотно-основными свойствами вызвано неооходимостью создания дополнительных спл

3(! сцепления межд зерпамп псска. Габлица 1 рН смеси

Примечание

Состав смеси

90 — 10

80 — 20

6,3

6,4

6,6

6,8

7,0 1

7„1

7,2, 7,4

7,6 ) 6,2

6,3

6,5

6,8

7,0 i

7,2

7,4

7,6

6,5

7,0 1

7,3

7,7

8,1

8,5

8,9

9,3

9,8

6,5

7 0 1

7,7 (7,8

8,3 (9,0 1

9,2

9,6

10,1

7,6 — 7,7

Циркон

Бадделеит

90 — 10

80 — 20

70 — 30

8,0 1

8,2

8,4

8,7

8,9

Q,2

9,4

9,7

10,0

Циркон

Корунд

60 — 40

50- — 50

40 — 60

30 — 70

20 — 80

10 — 90

Обогащенный кварцевый песок

Циркон

Обогащенный кварцевый песок

Бадделеит

Обогащенный кварцевый песок

Корунд

Обогащенный кварцевый песок

Магнезит

Соотношение ингредиентов, об. ь

70 — 80

60 — 40

50 — 50

40 — 60

30 — 70

20 — 80

10 — 90

90 — 10

80 — 20

70 — 30

60 — 40

50 — 50

40 — 60

30 — 70

20 — 80

10 — 90

90 — 10

80 — 20

70 — 30

60 — 40

50 — 50

40 — 60

30 — 70

20 — 80

10 — 90

90 — 10

80 — 20

70 — 30

60 — 40

50 — 50

40 — 60

30 — 70

20.— 80

10 — 90

При любых ссютношениях

Лля сыпучих смесей по настоящему изобретению

Лля сыпучих смесей по настоящему пзооретению

Лля сыпучих смесей по настоящему изобретению

Для сыпучих смесей по настоящему изобретению

Разница компонентов незначительна, поэтому их сочетание не обеспечивает получения смесей с удовлетворительными свойствами

Для сыпучих смесей по настоящему изобретению

515566

Продолжение

Соотношение ингредиентов, оо., 8

Состав смеси

Примечание рН смеси

Циркон

Магнезит

Бадделеит

Корунд

8,0 )

8,2

8,4, 8,7 (8,9 )

9,2

9,4

9,7

9,9

Бадделеит

Магнезит

8,5, I

8з8

9,0 l

9 4

9,7

10,0

10,2

10,15 в 10,52

Корунд

Магнезит

При любых соотношениях пользовать обогащенный кварцевый песок, выпускаемый Верхнеднепровским горнометаллургическим комбинатом по PCT УССР

656 — 70. Указанный песок характеризуется

5 стабильной кислотностью, которая колеблется в «IezIIa«II e bIIbli пределах 6,0 — 6,2 рН, в то время. как естественный карьерный кварцевый песок характеризуется значительными колсбаииями кислотно-основных свойств в

1О пределах 5,4 — 8,2 рН. Важным преимуществом этих песков является отсутствие крупных частиц и более низкое содержание мелкой фракции, чем у карьерных. Отсутствие на поверхности зерен обогащенного песка адсорб15 ционных пленок способствует увеличению газопроницаемости смесей.

90 — 10

80 — 20

70 — 30

60 — 40

50 — 50

40 — 60

30 — 70

23 — 80

)Π— 90

90 — 10

80 — 20

70 — 30

60 — 40

50 — 50

40 — 60

30 — 70

20 — 80

10 — 90

90 — 10

80 — 20

70--30

60 — 40

50 — 50

40 — 60

30 — 70

20 — 80

10 — 90

Повышение связи между частичками смеси достигается при увеличении полярности компо)кентов. Наличие на поверхности песков водородных и гидроксильных ионов, а также адсорбциоииых пленок влияет на характер химических связей и, таким образом, иа кислотно-основные свойства, которые характеризуются величиной рН. Поэтому естественные пески имеют нестабильные кислотно-основные свойства. Для регулирования плотности и структуры формовочной смеси необходимо использовать пески со стабильными свойствами, т. е. отмытые от примесей.

В качестве одного из компонентов для приготовления сыпучих смесей, предлагается ис8,0 1

8,3 (8,6

8,8 j

9,0

9,4

9,7

10,0

10,2

Для сыпучих смесей по настоящему изобретению

Для сыпучих смесей по настоя ще му изобретению

;1ля сыпучих смссе)1 по настоящему изобретению

Разница рН компонентов незначительна, поэтому их сочетание ие обеспечивает получения смесей с удовлетворительными свойствами

Таблица 2

Состав смеси

Характер;(сfltl(3 иоверкно T;I отливок II3

Разность

pI-(н гредlteHтов смеси

Tt3eP:(ост ь форм, ед. соотношение, об, смеси ингредиентов стали

>)угуна

100

I ()>ill C0pbI

1 (Р,(Г i

100

Циркон

7, 65>

100

1> адделе:iò

10,15

KOPyt3;t

100

10,52

:><1<тгнез(>т

100

6,8

69 -4() 7,0

1,6 ;lOt3ËÅTt3OÐ ГГЕЛЬИО

Удовлетворительно

Удовлетворитсл>и)о

У;(оваетворительно

7>2

7,6

7 7

78

7,0

1,6

30--70

10- -9,)

5 — 95

93 — 10

7(>

7>.,7

7,:>

I f)let0TC>I:3<(С01)ь(79

80 20

53- -50

30 -70

20 — 80

7,(>

Хоров>ая ио «i стоге

То >ке

-I, )5

8,1

8 9

9,3 (Iтся засоры

9) 10

6,5

80 — 20

50--50

7,0

8,3

Хоров>ая

То <кс

4 52

40 — 60

3() — 70 I

9,0

>.

>5 (J с>

Уд(п>лс.(вор и тел щю, Il)Iel0TCil 3<1C0J)l>t

Циркоц-бадделе(п

7-1

7,7

Удo>3,1å (вор итслш)о

> . toll ë <ГГ l3op I IT 0,1 ь из

",68

7,66

Циркон-корунд

> 9

Хорошая

То >ке

Хоров,ая

То <ке

8,0

8,4

8,9

9,2

2,45

Удовлетворите II Ho

Удои Ie Tt)opt(Te I I! Io

Обогащенный кварцевый песок

Кварцевый песок-циркон

Кварцевьш песок-ба;(делеит

1 < (3<1)>ЦСШ>1>I 3(CСОК-КОР > Н;(Кварцевьш песок-магнезит

50 — 50

30 — 70

10 — 90

5 — 95

60- — 40

50- -50

80 — 20

50 — 50

20 — 80

95 — 5

90 — 10

70 — 30

50 — 50

40 — 60

73

76

79

У,((> влствори те,т)иц> tio I.i.ñ1îòe, имеются заCOPi

Отмс

) до(3ëåòâîpilòñльH:> II0 чистоте, имеются засоры

Отме leи мсx(IHII Iñскиil ириг Ip, и)>е>с>тся зсас(>ры

У н>илстщ>р("ельtto ito (истоте

X0polItoII IIo >истоте

Удов а ет l)opит ел ьно

У. (и в ((ст в op. i T ñ ë H Hî

Удовлетворительно

Ie>.HttI«lect(I3ii пр;(гар

У (ot>летвор>. Тельно ио ч.,стоте, имеются заCOP)>I

Хорошая llo ч()стотс

TO >lie," loIi„1(. твор)(тельно ( дои 1с TI30P (тс, I i>i() Ito ч (стоге

Хоров.ая IIO чисго7с

Òo iiie

Удовлстворитегп Iio Ho чистоте, имеloTcH засоры,v t0I3ЛСТ>309 ИТС:IhlI0 ПО чистоте, имеются засоры (> PO l H l

Т0 я;e

;() tOi3ЛЕ1ИОР<ГГЕЛЬНО IN и(стотс,><ДОВ!ГСТ COP ii ТС.1 Ь Ио IIO чистоте

Удовлетворительно ио IlICTOTe

Удои ICT>30911)е ll>llo Iio IllCTOòå

i довлстж>рите lt>lio Ho си) стотс

У (овлетвор;>тельно по и:стоте

Хор(иная ио IltcTOTO

ХОР(>Ш<1>I IIO III ÑÒ0ÒÑ

То <кс

Удои л ет вор. t e:: ь и > )го t it C TOTe (515566

1I рîдOл жеll ис

Состав смеси

Разность

РН ингредиеитов смеси

Твер дость форм, ед, рН соотношение, оо. ингредиенты смеси чугуна стали

Циркои-магнезит

95 — 5

90 — 10

70 — 30

50 — 50

40 — 60

7,9

8,0

8,6

9,0

9,4

Хорошая

То же

Хорошая

То же

2,82

Удовлетворительно, 33ме к7тс я з а воры

11мек7тся зас017ь(Бадделеит-корунд

95 — 5

90 — 10 2,50

70 — 30

50 — 50

40 — 60

7,9

8,0

S,4

8,9

\орошая

То же

Хорошая

То же

79

9 7

Им ш37т с я з а соры

6ад7(еле3г3-магll03IIT

95 — 5

90 — 10

70 — 30

50 — 50

40 — 60

\орошая

То же

7,9

8,0

Хорошая

То же

2,87

8,5

9,0

9,4

i,ДО13 3I TI30j3ltT0Л ЬIIO

Г(о33лет13орll тсльио! (ору33д-ма II3.3IIT

80 — 20

0,37 74

Неудовлетворительно

Мех. пригар

Засоры

То же

3 7довлетнорительио

50 — 50

20 — 80

7,-1

То же

В качестве других компонентов сыпучих смесей предлагается использовать циркон, бадделеит, корунд, магнезит и другие огнеупорные материалы с высоким удельным весом. В табл. 1 приведены значения рН сыпу.их смесей, состоящих из различных сочетаний двух песков с различной химической и минералогической природой.

Характеристика качества поверхности отливок, полученных в формах из сыпучих смесей с различным соотношением огнеупорных материалов, отличающихся по кислотно-основным свойствам, приведена в табл. 2. анализ данных показывает, что если рН смеси меньше 7,0, уменьшается плотность и твердость форм, увеличивается пористость структуры, отливки имеют неудовлетворительную поверхность (табл. 2, композиции кварцевый песок †цирк 60- — 40; кварцевый песок— корупд 90 — 10 и т. д.). Если рН смеси больше

9,0, также увеличивается пористость структуры, на поверхности отливок появляются дефекты (табл. 2, композиции кварцевый песок — корунд 20 — 80, бадделеит — магнезит

40 — 60 и др.) .

Подоор ингредиентов сыпучих смесей предлагается осуществлять таким образом, чтобы разница по кислотно-основным свойствам соХарактеристика поверхности отливок из ставляла 1.6 — 45 единиц рН прп рН смеси

7,0 — 9,0.

Если компоненты отличаются по кислотноосновным свойствам менее, чем на 1,6 единиц, 5 то связь между зернами оказывается недостаточной для увеличения твердости и плотности форм (табл. 2, композиции циркон— бадделеит, корунд †магнез). Если разница рН компонентов превышает 4,5 единиц, то

10 увеличивается порпстость структуры.

Упрочнение сыпучих смесей происходит под действием разрежения, которое способствует отсосу газов и проникповени(о жидкого металла в поверхность формь(, поэтому га 3015 проницаемость и пористость форм из сыпучих смесей должна быть ниже, чем при обычных способах формовки. Лля этого предлагается применять пески зернистостью 0.05—

0,315 мм, причем остаток зерен на ситах

20 027 — 0063 должен быть «е менее 90()7О.

Таким образом, применение песков с различной кислотностью для сыпучих смесей способствует созданию плотной укладки зерен и упорядоченной структуры при формообразо25 ванин под действием внешнего давления, вследствие этого повышается твердость «а

10 — 15 единиц. плотность и термостойкость форм. и также качество отливок; выход годного увеличивается на 2,5 — 3%.

515566

Формула изобретения

Составитель И, Куннцкая

Техред М. Семенов

Редактор В. Кононович

Корректор Е. Хмелева

Заказ 1404/10 Изд. Ке 1398 Тираж 1003 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

1. Смесь для изготовления литейных форм методом вакуумной формовки, включающая огнеупорный наполнитель, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения прочности и термостойкости смеси, создания плотной укладки зерен и упорядоченной структуры форм, повышения качества отливок, она дополнительно содержит огнеупор ный наполнитель, значение рН которого на 1,6 — 4,5 больше или меньше, чем рН огнеупорного наполнителя, составляющего основу смеси, при общем значении рН смеси 7,0 — 9,0.

2. Смесь по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве огнеупорных наполнителей она содержит сочетание из двух огнеупорных материалов, а именно обогащенного кварца (рН 6,1) с цирконом (рН 7,7), или обогащен12 ного кварца с бадделеитом (рН 7,65), или обогащенного кварца с корундом (рН 10,15), или обогащенного кварца с магнезитом (рН 10,52).

5 3. Смесь по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве огнеупорных наполнителей она содержит сочетание из двух огнеупорных материалов, а именно циркона (рН 7,7) с корундом (pH 10,15) или циркона с магнези10 том (рН 10,52).

4. Смесь по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве огнеупорных наполнителей она содержит сочетание из двух огнеупорных материалов, а именно; бадделеита (рН 7,65) с

15 корундом (рН 10,15) или бадделеита (рН

7,65) с магнезитом (рН 10,52).

5. Смесь по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что огнеупорные наполнители имеют размер частиц 0,05 — 0,315 мм.