Смесь для изготовления литейных форм

 

т с ° ° 1

ОПИСАНИ

ИЗОБРЕТЕН Ия

<ц 550217

Союз Советских

Социалистических

Рвслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14.10.75 (21) 2180190/02 с присоединением заявки № (51) N.K.."" В 22С 1 00

Совета Министров СССР оо левам изабретений

H открытей

Опубликовано 15.03.77. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 24.04.77 (53) УДК 621.742.4 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. Я. Калашникова, Г. П. Галкин, Л. П. Васильева, Г. И. Клецкин, Р. Г. Пикман и Л. T. Овечко

Всесоюзный научно-исследовательский институт литейного машиностроения, литейной технологии и автоматизации литейного производства и Московский ордена Ленина чугунолитейный завод

«Станколит» (71) Заявители (54) СМЕСЪ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ

Госуларстеенный квмнтет (23) Приоритет

Изобретение относится к области литейного производства, в частности к составам песчаноглинистых смесей для изготовления литейных форм, заливаемых в сыром состоянии, Известны смеси для изготовления литейных форм, состоящие из кварцевого песка, глины или бентонита, молотого угля и воды. Молотый угол вводят в качестве противопригарной добавки.

Однако у этих смесей низкая газопроницаемость, низкая прочность на разрыв в сыром состоянии и в зоне конденсации влаги, а за счет присутствия в них молотого угля образуется значительное количество золы и пылевидной фракции.

Известны также песчано-глинистые смеси, содержащие в качестве противопригарной добавки гранулированный уголь (ТУ 12-1-71).

Однако и такого вида смеси за счет сгорания гранулированного угля также образуют значительное количество золы и пылевидной фракции, в результате чего газопроницаемость формовочной смеси улучшается незначительно. Гранулированный уголь, внедряясь в бентонит, значительно снижает «динамическую прочность» смеси (динамическая прочность определяется количеством ударов при встряхивании стандартного образца, которые он выдерживает без разрушения бобышки), прочность на разрыв в сыром состоянии, прочность в зоне конденсации влаги.

Известны также песчано-глинистые смеси, в которых в качестве органической противопригарной добавки могут содержаться такие добавки как масла, пек, битум.

Эти противопригарные добавки применяются практически очень редко, так как для ис10 пользования их в смесях необходимы дополнительные затраты на подогрев, расплавление и т. д,, что требует дополнительного оборудования и трудозатрат.

Кроме того, при использовании таких проти1> вопригарных добавок смеси упрочняются после заливки форм, поэтому требуются дополнительные затраты на разрушение комков при выбивке форм.

Наиболее близкой к предлагаемому изобре2О тению по технической сущности и достигаемому результату является смесь, содержащая кварцевый песок, бентонит, полистирол в качестве противопригарной добавки и воду.

Присутствие в смеси полистирола, обладаю2 щего высокими противопригарными свойствами, не ликвидирует брак по разрушению форм при их протяжке и транспортировке из-за недостаточной пластичности смеси, В связи с

550217

Таблица 1 Состав смеси, вес. о,:

Долговечиость при циклическом нагреве (500 С) (кгс/см ) Ж

C) с. ж о

Р) д

Ф Ж

4 о

l о о о.

X gJ о v

Ж

o c, о о а

+ v ,ц о

М и о

М

,, о

+v<

= o -(л ъ и

oo

Ф

Р

o б Я

t сс5 х о <1 о о потери прочности после V цикла, „ !

4нгредиенты

П(IV о о -о и о

> o

Л

1чъ 1

Я2 цикл цикл цикл цикл цикл

91,0

8,0

Кварцевый песок

Бентонит (гумбрин)

33o„ -ный водный раствор латекса (в переводе в пороыюк 0,8ОЬ)

Полистирол в виде порошка

91,0

8,0

2,5

3,5

0,80

0,80

0,84

0,84

0,82

0,45

0,84

0,20

62,5

1,0

0,45

0,15

0,030

0,40

0,45

0,40

П р и и е ч а н и е. Латекс и полистирол взяты при равном выпаде, блестящего углерода 0,42%, тем, что полистирол из-за низкого удельного веса практически невозможно использовать в бентонитовых суспензиях (в воде он всплывает), требуется вводить его в виде порошка в бегуны при приготовлении смеси.

Для уменьшения склонности смеси к у киминообразованию и повышения пластичности предлагаемая смесь в качестве противопригарной органической добавки содержит 33 -ный водный раствор латекса при следующем соотношении ингредиентов, вес. %:

Бенто кит 5,0 — 12,0

33%-ный водный раствор латекса 1,5 — 4,0

Вода 1,5 — 4,0

Кварцевый песок Остальное

Содержащийся в предлагаемой смеси

33% -ный водный раствор латекса по

ТУ-605-М-190-73 является продуктом полимеризации стирола, стабилизированного в воде натриевыми поверхностно-активными веществами, Он представляет собой мелкодисперсную суспензию белого или светло-желтого цвета.

Состав смеси по изобретению является оптимальным. При уменьшении содержания эмульсионного латекса не обеспечиваются противопригарные свойства смеси, При введении большего количества эмульсионного латекса существенного повышения свойств смеси и дальнейшего улучшения качества поверхности отливок практически не наблюдается, при этом стоимость смеси заметно возрастает, так как цена латекса эмульсионного составляет

200 py6/т.

В зависимости от металлоемкости форм изменяется оптимальное содержание в смеси эмульсионного латекса в пределах количественного диапазона (1,5 — 4,0 вес. %), а именно:

Благодаря введению в смесь 33%-ного водного раствора латекса содержание мелких фракций в составе не увеличивается, что способствует повышению газопроницаемости смеси и, за счет этого, снижению брака отливок по газовым раковинам. Низкое содержание мелких фракций в смеси позволяет повысить прочность на разрыв в сыром состоянии и

«динамическую» прочность.

10 Химическая и физическая адсорбция поверхностно-активных веществ, входящих в состав указанного водного раствора, на поверхности частиц бентонита активирует его действие, что также приводит к повышению прочностных

15 характеристик смеси, особенно в зоне конденсации влаги в форме, за счет чего уменьшается брак по ужиминам и по разрушению форм при их протяжке и транспортировке.

Преимущества введения в песчано-глинистые (бентонитовые) смеси 33%-ного водного раствора латекса по сравнению с полистиролом доказываются проведенными испытаниями, результаты которых представлены в табл. !.

l,5 — 2,5% — для отливок весом до 50 кг

2,5 — 3,0% — для отливок весом до 100 кг

3,0 — 4,0 с — для отливок весом свыше 100 кг.

Противопригарные свойства материала on30 ределяются выходом «блестящего» углерода, содержание которого в составе смеси для получения качественных отливок должно составлять 0,3 — 0,6%.

Для обеспечения выхода «блестящего» уг35 лерода в указанных пределах достаточно вводить 1,5 вес. % эмульсионного латекса.

Оптимальность состава смеси по изооретению иллюстрируется физико-механическими и технологическими свойствами, представленны40 ми в табл. 2 и 3, 550217

Таблица 2

Составы смесей, вес. 6

Ингредиенты

¹ №2 № 3 № 4 № 5

Кварцевый песок

Бентончт

88,1

88,0

82,5

12

4,0

1,5

82,0

87,7

33оа-ный водный раствор латекса

Вода

1,0

2,9

1,5

2,5

2,5

1,8

4,5

1,5

Таблица 3

Составы смесей по табл. 2, вес. у

Свойства смеси № № 2

¹ 4 № 5

0,80

0,84

0,92

148

0,035

0,042

0,049

0,065

0,065

0,030

0,040

0,045

0,050

0,050

14

0,82

3,5

0,22

3,5

0,42

3,5

0,70

3,9

0,76

3,9

Составитель И. Куницкая

Техред И. Карандашова

Редактор И. Шубина

1(орректоры: E. Хмелева и И. Позняковская

Заказ 773/1 Изд. ¹ 343 Тираж 1054 Подписное

ЦНИИ11И Государственн го комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Предел прочности на сжатие во влажном состоянии (кг/смв)

Газопроницаемость, ед

Предел прочности на разрыв во влажном состоянии (кг/см )

Предел прочности в зоне конденсации влаги (кг/см )

Динамическая прочность (количество ударов)

Выход „блестящего" углерода (ч, )

Влажность (i) Технология изготовления смеси по изобретению не отличается от технологии, применяемой при изготовлении песчано-глинистых смесей.

Формула изобретения

Смесь для изготовления литейных форм, содержащая кварцевый песок, бентонит, противопригарную органическую добавку и воду, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения склонности к ужиминообразованию и повышения пластичности, в качестве противопригарной органической добавки смесь содержит 33%-ный водный раствор латекса при

5 следующем соотношении ингредиентов, вес. %:

Бентонит 5,0 — 12,0

33 -ный водный раствор латекса 1,5 — 4,0

Вода 1,5 — 4,0

10 Кварцевый песок Остальное