Смесь для изготовления литейных оболочковых форм и стержней по постоянной технологической оснастке

 

(1 !)

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советскин

Соцналистичесимн

Республик (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Звявлено28.11.77 (2l ) 2548241/22-02 (5I)M. Кл.

В 22 С 1/22 с присоединением заявки ¹

Гннударствннный квинтет

СССР ао дним изобретений н открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 25.01 80.Бюллетень ¹ 3

Дата опубликования описания 28.01.80 (53) УДК, 621.742..4 (088.8) С, И. Радченко, Н. Н. Грачев, В. С. Зернов, Л К. Ашихмина и В. В. Буринский (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОГОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ОБОЛОЧКОЦЫХ ФОРМ

И СТЕРЖНЕЙ ПО ПОСТОЯННСЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНАСТКЕ

Изобретение относится к литейному производству, а именно к смесям для приготовления литейных оболочковых форм и стержней по постоянной технологичес кой оснастке.

Известны илакированные смеси для

5 получения оболочковых форм и стержней, содержащие огнеупорный наполнитель, наволачную смолу, уротропин, окись железа или бентонит P).

Недостатком смесей с использованием этих добавок является повышенный расход смолы для достижения требуемых физико-механических свойств, что ухудшает качество отливок.

Оболочковые формы и стержни можно изготавливать используя пропитку их однозамеше нным фосфатом аммония, (2).

При этом необходймы дополнительные трудозатраты на пропитку оболочек, осушку их при температуре 260-280 С в течение 5-10 мин.

Известна формовочная смесь, включающая наполнитель, термореактивное свя2

Ьуккцее (новолачная смола и уротропин), борную кислоту, графит (З .

Оболочковые формы и стержни, изготовленные из этой смеси при использовании в качестве наполнителя кварцевого песка, имеют низкую термостойкос-ь при заливке и кристаллизации металла. Из-за неравномерности прогрева оболочки в ней возникают термические напряжения, связанные с расширением кварцевого песка, а также с фазовыми изменениями, происходящими в нем при температурах 575 о и 870 С. Формы и стержни растрескиваются, что приводит к браку по недоливу металла в случае заливки форм без опорного материала или к появлению на поверхности отливок наростов при заливке форм с опорным материалом, Снятие наростов требует дополнительных трудозатрат. Кроме того, при использовании смеси требуется многократное нанесение, Наиболее близкой к предлагаемой является смесь, содержащая огнеупорный наполнитель, термореактивное связующее

3 7 10743 и технологическую добавку на основе д воска, которой является водно-восковая. ф дисперсия с содержанием воска 41-46% ч (ВМД-2М) 14 j.

Эта плакированная смесь имеет недостаточную термостойкость. щ

Пель изобретения — повышение термо- н стойкости и устранение дефекта отслаив вания оболоки на технологической ос- е настке. |О

Поставленная цель достигаетсч тем, что смесь, включающая термореактивное с связующее, огнеупорный наполнитель и с технологическую добавку на основе воска, содержит в качестве последней водную 5 у дисперсию на основе полиэтиленовых восков с содержанием твердого воска 25- р

30% и дополнительно борную кислоту при следующем соотношении ингредиентов, вес.%: 20 т

Термореактивное связующее

Водная дисперсия на основе полиэтилено25 вых восков с содержанием твердого воска 25-30% . 0,05-1,0

Ворная кислота 0,01-0,2

Огнеупорный нанолнитель Остальное

При введении в плакированную смесь водной дисперсии полиэтиленовых восков (Оксален 30) улучшаются пластические свойства смеси, так как полиэтиленовые воски имеют значительное относительное

35 удлинение 600-700%. Кроме этого, полиэтиленовый воск является термоплас- . тичным материалом. При заливке форм металлом он расплавляется и обеспечи4О вает свободное расширение зерен кварс цевого песка при фазовых превращениях.

2,0-6,0

Добавка в смесь водной эмульсии обеспечивает легкий съем оболочки с модельной оснастки, так как при формировании оболочки воск расплавляется и частично мигрирует к нагретой модельной оснастке„т.е. "Оксален 30" является встроенной разделительной добавкой.

При этом отпадает необходимость наносить на модельную оснастку разделительные вещества, и обеспечивается перевод технологического оборудования на автоматический режим.

Температура капле падения полиэтилео нового воска должна быть не ниже 90 С, так как воски с температурой каплепадео ния менее 90 С обладают повышенным

ымо- и газовыделением при температурах ормирования и полимеризации оболочки, то ухудшает условия труда.

В проведенных опытах с "Оксаленом30" на основе полиэтиленовых восков, имеюо их температуру каплепадения ниже 90 С аблюдается повышенное газо- и дымоыделение, отрицательно сказываюшеся на условиях труда.

Количество вводимого "Оксалена 30 должно быть в указанных пределах. При оддржании его менее 0,05 вес.% термотойкость оболочки изменяется незначительно, а при содержании более 1,0 вес.% худшаются прочностные свойства смеси.

Борная кислота используется для устанения дефекта отслаивания оболочки на модельной оснастке.

Пример . Нагретый до темперао уры 110-180 С кварцевый песок 1,85,4 вес.% смешивают с новолачной смолой и вводят в смесь. 055- 1,65 вес.%

33%-ный водный раствор уротропина, получая термореактивное связующее непосредственно при плакировании песка

2-6 вес.% . Затем в смесь вводят борSl ную кислоту 0,01-0,2 вес.% и Оксален30

0,05-1,0 вес.% и продолжают перемешивание.

Далее смесь охлаждают, измельчают и подают на рабочие места. Допускается введение Оскалена 30" до подачи водного раствора уротропина или совместно с ним.

Из смеси были изготовлены образцы, оторые исследовались на сопротивляе-, мость термическому удару. цилиндрический образец 6 80 и толщиной 10 мм готовят из плакированной меси свободной засыпкой.

Температура модельной оснастки

250 С температура в печи при полимео э ризации 350 С. Выдержка 3 мин.

Готовый образец подвергают одностороннему нагреву, устанавливая его на графитовую плиту, нагретую до 800 С.

За меру термостойкости принимают время от простановки образца на гравитовую плиту до разрушения его (появления трешины).

Смесь также оценивают на сопротивляемость отрыву оболочки от модельной оснастки. Форма модели — усеченный конус, диаметр нижнего основания — 50 мм, высота - 100 мм, конусность — 0,5 .

При этом используют общепринятую технологию изготовления оболочки, включающую свободную засыпку смеси на модельÑ 3

С:3

CD

С3 о

СО

tQ

СЧ

C3"

CD о о

С9 а о о о

Ю

tQ о"

СЧ о о

03 о

Я. 1

Я о

Я о о

1 о

03 1

0) о (О

С 3

CD -11 о о

С 3

С3

% 1 а

С ) 1

tQ о

5) о

1 О Ф о 1 Ф

Я о

СО о

O о :Й

СЧ о о

СЯ о о

С:3

tQ о

rl о

tQ о о

l о

Ю

CD о

CD о сС о о

8 ф о о ф t х хЦ и

CCl e Ct3

А ф Ь м I о. х

И х o е1 о ы о

Я и

7 10743

1 о а.

ttt O

Щ

С3 1 о Р х о

Щ о

Ц о

i о

Kl хром фu+ а фа м о хо

С9 о о

СО о о

СО о о

t о

CD

t0 (ю о

CQ о о

С ) о о о

t0

° «

СО

1" о

С ) СО о о

C(j о

Ф-3 о

С9

Ч

cU о

tQ о

Ъ Ф

N о

С0

Al о

Щ

CD о

О о ф о

Ь

I д о а <" в И о ф 4С о

Я

IQ фЯ о м

С4 ъ и о о х оф Ф Р х

Й гийом

mgф вам

8 -а о

1-1 ф о ж о э3Е И 4 м 5 м

ooм и ъ 3ф

СО

1;, о афро о + e о. <

t0 Ф

СО т.

1.

С9

k

О1 с4

e o

М маj

g - k4 о ац a.

CD

СЯ

СО ,и î

М

g ас о фю о о

С0

"ч

Т ( о

t0

CD

l0 с

Т( ф

CD (0

Ф

10 с содержанием твердого воска

25-30%

Борая кислота

Огнеупорный наполнитедь

0,05-1,0

0,01-0,2

Осталь ное

1.D - ЕидйисИо1,ИдМ раиб Ме1., Bj, 1973, 53, М 3, 121-122.

11 7, 107

Как следует из таблицы, введение в смесь Оксалена 30" повышает сопротивление термическому удару в 2,16 раз, изменяет пластические свойства смеси, обеспечивает легкий съем оболочки с модельной оснастки и возрастание прочнск:ти смеси за счет более плотной упаковки зерен песка. Стрела прогиба образцов из предлагаемой смеси увеличивается на 50%.

Термостойкость оболочковой формы была проверена нри отливке технологической пробы размером 180х120х30 ма.

Подуформы готовят из смесей 3 и 6 по известной технологии бункерным способом. Из каждой смеси готовят но 200 форм и задивают чугуном СЧ21 40. Толшина оболочки из смеси 3 составляет

15 мм, а из. смеси 6 — 12 мм. Брак литья по недоливу из-за растрескивания формы при использовании смеси 3 при заливке без опорного материала составляет 8,5% от общего выпуска литья при использовании смеси 6 — 1,5%. Частота

25 нанесения разделительного состава

СКТР-4 при использовании смеси 3через 26 съемов, при использовании смеси 6 разделительный состав не наносили. зо

Введение в плакированную смесь

"Оксадена 30" сникает брак по уходу металла в 5,7 раза и расход плакированной смеси на 20%, обеспечивает перевод оборудования на автоматический режим за счет ликвидации операции нанесения разделительного состава на модельную оснастку и обеспечивает легкий съем оболочки с модельной оснастки.

Зкономический аффект от использованич4 предлагаемой смеси составляет 21,5 руб. на 1 т годного литья.

Формула изобретения

Смесь для изготовления литейных оболочковых форм и стержней по постоянной технологической оснастке, включаюшая огнеупорный наполнитель, термореактивное связуюшее и технологическую добавку на основе воска, о т л и ч а юш а я с я тем, что, с целью повышения термостойкости и устранения дефекта отслаивания оболочки на технологической оснастке, в качестве технологической добавки смесь содержит водную дисперсию на основе полиэтиленовых восков с содержанием твердого воска 25-30% и дополнительно борную кислоту при следующем соотношении ингредиентов вес,%:

Термореактив ное связуюшее 2,0-6,0

Водная дис перс ия на основе полиэтиленовых восков

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2, Авторское свидетельство СССР

Ъ 554932, кл. В 22 С 9/12, 1974, 3. Авторское свидетельство СССР

М 381453, кл. В 22 С 1/00, 1970.

4. Авторское свидетельство СССР

No 532449, кл, B 22 С 1/22, 1975.

Составитедь И, Кун щкая

Редактор Л. Алексеенко Техред М. Келемеш Корректор О. Ковинская

Заказ 8575/6 Тираж 889 Подписное

ЫНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, уп. Проектная, 4