Экзотермическая смесь для обогре-ba прибылей отливок из медных иалюминиевых сплавов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<>814563 ф

jú ф3,. тв тЮ .. б. г

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 2 8 ° 0 8 ° 7 8 (21) 26 5 7 9 56/2 2-02 (51)М. Кл.

В 22 0 27/06 с присоединением заявки Ио

Государственный комитет

СССР

ыо делам изобретений н открыти и (23) Приоритет

Опубликовано 230331. Бюллетень Й9 11

Дата опубликования описания 25. 03. 81 (53) УДК 621.746..586:662.989 (088.8), (72) Автор изобретения

В. Г. Горенко

Институт проблем литья AH украинской СС (71) Заявитель (54) ЭКЗОТЕРМИЧЕСКАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ОБОГРЕВА ПРИБЫЛЕИ

ОТЛИВОК ИЗ МЕДНЫХ И АЛ!ОМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам экзотермических смесей для обогрева прибылей отливок из сплавов на ос» нове меди и алюминия.

Известны экзотермические смеси для обогрева прибылей отливок, содержащие алюминиевый порошок, железную руду, марганцевую руду, плавиковый шпат, огнеупорную глину, шамот связующее (технический рыбный клей) и воду E17 .

Однако данная экзотермическая смесь имеет высокую температуру начала протекания термохимических реакций, длительный инкубационный период до начала возникновения и самопроизвольного протекания термохимических реакций и мало пригодна для обогрева прибылей отливок из сплавов на медной и алюминиевой основе, кроме того она имеет сравнительно низкие физико-механические свойства.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является экзотермическая смесь для обогрева прибыпей отливок из медных . и алюминиевых сплавов, содержащая алюминиевый порошок или стружку, крошку из алюминиево-магниевого сплава, железную окалину или железную руду кислородсодержащий окислитель с температурой разложения ниже 500ОС (калиевую селитру), древесный уголь, древесные опилки, гипс строительный, глину огнеупорную, шамот и связующее 121

Несмотря на имеющееся указание о начале протекания экэотермических реакций 400-700 С, для дальнейшей известной смеси характерно загорание лишь при температуре, со15 ответствующей верхнему пределу указанного температурного интервала.

Выбор железной руды или окалины в качестве основного окислителя в экзосмеси для обогрева прибылей отли2() вок из цветных сплавов. приводит к длительному прогреву до начала раэложе ния рудного окислителя и значительному удлинению времени до начала протекания термохимических реакций.

Наличие в составе смеси древесных опилок, постепенно коксующихся под действием тепла металла прибыли, способствует затрате кислорода, выделившегося при разложении калиевой силитры, на их горение

87 4563

10

35

50

d0 и ухудшает кислородный баланс термохимических реакций.

Строительный гипс в составе смеси повышает гигроскопичность изделий. Кроме того, при сушке изделий при температуре порядка 180 С значительно уменьшается их прочность за счет перехода двугидрата гипса в полугидрат.

При высокотемпературном разложении гипса, выделяются сернистые газы, что также является отрицательным фактором.

Цель изобретения — повышение эффективности тепловой работы прибыли применительно к получению отливок из алюминиевых и медных сплавов.

Поставленная цель достигается тем, что экэотермическая смесь для обогрева прибылей отливок иэ медных и алюминиевых сплавов, включающая восстановитель на основе алюминия и магния, рудный окислитель, кислородсодержащий окислитель с температурой разложения менее 500 С, глину огнеупорную, огнеупорный наполнитель и связующее, отличающаяся тем, что. она содержит в,ачестве рудного окислителя марганцевую руду и дополнительно содержит фтористый натрий при следующем соотношении ингредиентов, вес.Ъ

Восстановитель на основе алюминия и магния 13 5-18,5

Марганцевая руда 40,0-52,0

Кислородсодержащий окислитель с температурой разложения менее 500 С 0,5-6,0

Фтористый натрий 0,5-1,5

Глина огнеупорная 4,0-6,5

Огнеупорный наполнитель 10,0-25,0

Связующее 4,0-6,0

В качестве восстановителя на основе алюминия и магния смесь согласно настоящему изобретению содержит крупку иэ алюминиево-магниевого сплава с содержанием магния в крупке 3,5-15,0 вес.Ъ.

Выбор в качестве восстановителя крупки из алюминиево-магниевого сплава с определенным содержанием магния (3,5-15,0Ъ М9)вызван тем, что магний способствует получению на поверхности крупинок рыхлой пленки, а это обеспечивает снижение температуры начала протекания термохимических реакций. Необходимая для снижения температуры начала реакций пористость получается при содержании в алюминиево-магниевом сплаве не менее 3,5Ъ магния.

При увеличении содержания магния в сплаве выше 15,0Ъ гротекание термохимических реакций происходит бурно, что приводит к уменьшению условия металлом прибыли выделившегося тепла.

При содержании в смеси меньше

13,5Ъ алюминиево-магниевого сплава, термохимические реакции не протекают или протекают очень медленно, что не обеспечивает необходимый нагрев металла в прибыли. При увеличении содержания крупки более 18,5Ъ реакции протекают бурно и выделившееся тепло теряется непроизводительно.

Использование в качестве основного окислителя марганцевой руды, состоящей в основном из двуокиси марганца, обусловлено тем, что температура ее с выделением кислорода находится в пределах

620-780оС что .значительно ниже температуры разложения кузнечной окалины или железной руды.

Совместно с окислителями, имеющими температуру разложения ниже

500 С, марганцевая руда обеспечивает кислородом реакции окисления восстановителя. При содержании марганцевой руды менее 40,0Ъ выделившегося при ее разложении кислорода оказывается недостаточно для протекания термохимических реакций.

Увеличение содержания ее больше

52,0-о приводят к избытку количества выделяющегося кислорода и к излишне бурному протеканию термохимических реакций.

Ввод в состав экзотермических смесей окислителей с температурой о разложения ниже 500 С обусловлен тем, что они облегчают "зажигание" смеси при температурах залитого в форму алюминия или меди.

В табл. 1 представленн химические соединения, которые могут использоваться в качестве окислителей с низкой температурой разложения и приведены температуры их разложения.

Благоприятное влияние на температуру начала протекания термохимических реакций эти соединения оказывают при их содержании в смеси более 0,5Ъ. При их содержании более 6,0Ъ выделение кислорода происходит быстро и к моменту приобретения реакционной способности крупкой алюминиево-магниевого сплав ва кислород удаляется из зоны реакции и практически на ее протекания накакого действия не оказывает.

Фтористый натрий вводится в состав смеси для облегчения разрушения окисной пленки на поверхности крупки восстановителя. Кроме того, его присутствие способствует повышению связующих свойств жидкого стекла и повышению прочностных свойств

814563

Т а б л и ц а 1

Т разложения,<С

190 535 ) 600

Таблйцд2

Содержание ингредиентов, вес.Ъ

Наименование ингредиентов

Предлагаемая

Известная

Алюминиевый порошок или стружка

3,0

Крупка из алюминиево-магниевого сплава

15,0 16,0 17,0 18,0 18,5 13-15

13 5

52,0 48,0 40,0 47,0 46,0

50 0

Марганцевая руда

Железная руда

Древесный уголь

Древесные опилки

Фтористый натрий

10-15

6-12

1-2

0,65 0,8

1,0

1,25 1,5

0 5

Натриевая селитра

6,0 4,0 3,0

2,0

0 5

Марганцево-кислый калий

3,0

21,85 22,2

24,0

Кварцевый песок

Огнеупорная глина

4,0 5,0

5 0 смесей. При содержании фтористого натрия менее 0,5Ъ его влияние на активацию восстановителя и повышение прочностных свойств смесей незначительное, а при увеличении его содержания более 1,5 наблюдается снижение прочностных свойств втулок и оболочек.

В качестве огнеупорного наполнителя в состав смеси могут вводиться любые вещества, непосредственно не участвующие в протекании термохимических . реакций. Примером таких наполнителей могут служить кварцевый песок, кизельгур, вспученный перлит и другие материалы.

Содержание огнеупорного наполнителя определяет температуру, получаемую при протекании термохимических реакций. Если содержание наполнителей меньше 10,0Ъ, то температура реакций получается высокой, продукты реакций получаются в жидком состоянии и влияние экэотерми е"ких смесей на сокращение объема ;: èáûëåé уменьшается. При увеличени . содержания наполнителей больше 25,0Ъ удельная теплопроиэводительность смесей оказывается недостаточной для самопроизвольного протекания термохимических реакций в оболочках и это не позволяет уменьшить размеры обогреваемых прибылей.

Огнеупорную глину вводят в состав

Химическое К MnO„ KMnO> NaNO2 соединение меси для получения необходимых прочностных свойств в сыром состоянии. При содержании ее менее 4,0Ъ прочность в сыром состоянии получается низкой, а при увеличении содержания ее больше 6,5Ъ заметного увеличения прочности в сыром состоянии не наблюдается. Вместо огнеупор" ной глины может использоваться бентонит

В качестве основного связующего предусмотрено использование жидкого стекла. При содержании жидкого стекла меньше 4,0Ъ прочностные свойства получаются низкими, а при col5 держании его больше 6,0Ъ дальнейшего роста прочностных свойств не наблюдается.

В табл. 2 приведены составы смесей известной и предлагаемой.. Свойства смесей приведены в. табл. 3.

Из данных табл. 3 следует, что предлагаемая экзосмесь имеет пониженную температуру начала протекания термохимической реакции и повышенную теплопроизводительность, что обеспечивает повышение эффективности тепловой работы прибыли при изготовлении отливок из алюминиевых и медных сплавов.

ИанО Кйо МпО> Марганцевая руда

25r0 19i45 20 5 ф

6,4 6,0 6,5 4-10

814563

Продолжение табл. 2

Содержание ингредиентов вес.%

Наименование инг едиентов

Предлагаемая

Известная

6,0 5,0 4,6 4,3 4,0

5,0

Жидкое стекло

Калиевая селит-ра

1-5 шамот молотый

30-35

Гипс строительный

15-20

Крепитель 4 Гу I а б л и ц а 3

Объемный вес, кг/см

2,15 2,21 2,24 2,23 2,27 2,30

Прочность на сжатие в сыром состоянии кгс/см

0,5 0,52 0,54 0,57 0,60 0,62 Не менее 0,3

Прочность на сжатие в сухом состоянии, кгс/cM .16,0 18„2 17,3 16,3 15,8 15,6

Прочность на растяжение в сухом состоянии, кгс/см

4,0 Не менее 5,0

4,3

4,1

4,7

4,95

4,8

617- 615- 603- 612-624 -628 -617 -623 670-700

621-630

623-634

1900 2100 2170

3,4-3,5

3,1-3,3

3,25-3,40

3,0-3,2

3,3-3,45

3,45-3,6

79,7- 80,2- 81,3- 82,3- 82,9- 84,0-82,3 -82,7 -83,8 -84,1 -84,5 .-85, 2

Выход. годного литья, Ъ

Формула изобретения

1. Экэотермическая смесь для обо. грева прибылей отливок из медных и алюминиевых сплавов, включающая восстановитель на основе алюминия и магния, рудный окислитель, кислородсодержащий окислитель с температурой разложения менее 500 С, глину

Температура начала протекания реакций С

Средняя удельная теплопроиэводительность смеси, кДж/кг

Сокращение размера(объема) прибылей, к-во раэ

Не более

2235 2500 2565 1000-1200 огнеупорную, огнеупорный наполнитель и связующее, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффектив40 ности тепловой работы прибыли, она содержит в качестве рудного окислителя марганцевую руду и дополнительно содержит фтористый натрий при следующем соотногении ингредиентов, 65 вес. Ъ:

814563

13,5-18,5

40,0-52,0

0,5-6,0

0,5 — 1,5

4,0-6,5

10,0-25,0

4,0 — 6,0 сь по п.1 тем, что

Подписное

/ Тираж 869

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Э

Восстанови fÐëü на Ос нове алюминия и магния

Марганцевая руда

Кислородсодержащий окислитель с температурой разложения менее 500 С

Фтористый натрий

Глина огнеупорная

Огнеупорный наполнитель

Связующее

2. Экзотермическая сме отличающаяся в качестве восстановителя на основе алюминия и магния она содержит крупку из алюминиево-магниевого сплава с содержанием магния в крупке 3,515,0 вес.%.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 433957, кл. В 22 0 27/06, 1972.

2. Смеси зкзотермические для обогрева прибылей отливок йз медных сплавов. Составы смесей. Нормали машиностроения МН 2689-61. Стандартгиз, M., 1962.

Составитель С. Тепляков

ТехредМ.Табакович Ко екто М. Демчик