Смесь для изготовления литейныхформ и стержней по постоянной модель-ной ochactke

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт, саид ау (22) Заявлено 230779 (21) 2813971/22-02

Союз Советскнк

Соцналнстнческнк

Реслублнк (n>833352

"Ъ а (51}М. Кл.

В 22 С 1/22//

В 22 С 1/04 с присоединением заявки Но

Государственимй комитет

СССР но делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 3005.81.Бюллетань N9 20

Дата опубликования описания 30.05,81 (53) УД (621 ° 742. ..487(088.8) с

Н. И. Шадрин, С. Ж. Жалимбетов, В.. Н. Иванов . и В. И. Велишек

1 !

Всесоюз ный научно-исследовательский инстит(ут технологии арматуростроения (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ

И СТЕРЖНЕЙ ПО ПОСТОЯННОЙ МОДЕЛЬНОЙ ОСНАСТКЕ

1,2-2,1

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам формовочных смесей для изготовления отливок из нержавеющих сталей в оболочковую форму.

Известна смесь для оболочковых форм и стержней, содержащая огнеупорный наполнитель, новолачную смолу, водный раствор уротропина

33%-ной концентрации и водно-восковую дисперсию при следующем соотношении компонентов (1), вес.%:

Новолачйая смола 3,0-7;0

Водный раствор уротропина 33%-ной 1.5 концентрации

Водно-восковая дисперсия 0,02-0,5

Огнеупорный наполнитель Остальное 20

Укаэанная смесь характеризуется способностью науглероживать поверхность отливок из ниэкоуглеродистых нержавеющих сталей и образовывать на их . поверхности дефекты в виде ряби. 2

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является смесь для изготовления литейных форм и стержней по постоянной модельной оснастке, 30 включающая огнеупорный наполнитель, новолачную фенола-формальдегидную смолу с уротропином и магнезит при следующем соо гнсшении ингредиентов .(2), вес.%:

Феноло-формальдегидное связующее (ПК-104) 5 0

Ацетон 1,5

Карбонаты (извест. няк, магнезит) 1,5-8,0

Огнеупорный наполнитель Остальное

Однако известная смесь не улучшает качество поверхности отливок из нержавеющих сталей (на поверхности отливОк Образуются дефекты в .виде ряби) г не устраняет науглероживания.

Цель изобретения — улучшение качества поверхности, устранение науглероживания и повышение антикорроэионных свойств отливок из нержавеющих сталей.

Указанная цель достигается тем, уто смесь для изготовления литейных форм и стержней по постоянной модельной оснастке, включающая огнеупорный наполннтель, новолачную феноло-формальдегидную смолу с уротропином и магнезит, дополнительно содержит флотационный концентрат марганцевой

833352 руды, жидкую феноло-формальдегидную смолу и борную кислоту при следующем. соотношении ингредиентов, вес.Ъ:

Флотационный концентрат марганцевой руды

Магнезит

Новолачная фенолоформальдегидная смола с уротропином

Борная кислота

Феноло-формальдегидная смола

Огнеупорный наполнитель Остальное

3,0-10,0

1,5-3,0

1,0-5 0

0,1-0,15

2,0-2,5

Используется флотационный концентрат марганценой руды в порошкообразном виде с размером зерна 0,050,20 мм, с содержанием активного кис- лорода 7-10Ъ, выпускаемый Марганецким горно-обогатительным комбинатом

Днепропетровской области, следующего состава, вес.Ъ: 5i0 g 13,3; А1 0Ъ1,5;

S 1,5;Мп0 52,6;Мп0 13,4;Са0 1,5;Mg0

0,5;Fe<0> 2,1; прочие примеси — осталь,ое.

Количество флотационного концентрата марганцевой руды выбирается из расчета содержания в смеси .0,50-1,00Ъ активного кислорода. При содержании н смеси флотационного концентрата мар ганцевой руды меньше нижнего предела 30 не устраняется науглероживание и на поверхности отливок образуется дефект в виде усэдочной пористости ряби, а при содержании выше верхнего предела снижается прочность смеси. 35

Жидкая феноло-формальдегидная смола 180 вводится для растворения связующего ПК-104 и создания дополнительной прочности смеси. Количество смолы 180 выбирается из расчета 50Ъ содержания новолачной феноло-формальдегидной смолы с уротропином (ПК-104), При содержании борной кислоты меньше нижнего предела снижается термостойкость смеси, а при содержании выше верхнего предела снижается 45 прочность смеси.

В качестве огнеупорного наполнителя можно испольэовать кварцевый .песок, цирконовый песок, зернистый дистенсиллиманит и т.п. К применяе- 50 мому кварцевому песку предъявляются требования, общие для всех случаев

1 оболочконых смесей.

Таблица 1

Содержание ингредиентов, вес.Ъ, н смеси

Ингредиенты

2 3 j 4

89,4

5,0 5,0

Снязующее (ПК-104) 4,5

4,0

Кварцевый пе ок 016Б Но,винского карьера

При заливке жидкой сталью оболочковой формы происходит деструкция феноло-формальдегидного связующего с выделением большого количества окиси углерода СО (25-30Ъ) и небольшого количества двуокиси углерода СО (1,0-1,5Ъ) .

Окись углерода, реагируя с железом расплава по реакции

3Fe + 2CO Fe+C + CO> (1) насыщает поверхность отливки углеродом, что приводит к образованию дефектов в виде усадочной пористости — ряби и снижению антикоррозионных свойств нержавеющей стали Ст

12Х18Н9ТЛ.

Введение в смесь магнезита (MgCO>), разлагающегося при заливке формы сталью с выделением двуокиси углерода (C0g), сдвигает протекание реакции (1) нлево, что приводит к снижению науглероживания. Однако пОлного устранения науглероживания введе-. нием н смесь 1,5-3,0 вес.Ъ магнезита не достигается. При дальнейшем повышении в составе смеси магнезита резко снижаются прочностные свойстна, что приводит к образованию других дефектов (земляные раковины, засоры и пр.).

Дополнительное введение в смесь флотационного концентрата марганцевой руды, содержащего активный кислород, приводит к окислению окиси углерода (СО) до двуокиси углерода (СОд).

В результате реакция (i) не протекает иэ-за высокого (15-25Ъ) содержания

СО.„ и низкого (10-15Ъ) содержания СО в продуктах деструкции феноло-формальдегидного связующего. При этом полностью устраняется науглероживание поверхности отливок, исключаются дефекты отливок в виде ряби, повыааются антикоррозионные,свойства стали.

Готовят 3 смеси методом холодного плакирования. В процессе приготовления смеси в песок вводят связующее

ПК-104, борную кислоту, флотационный концентрат марганцевой руды, магнезит и перемешивают 1,0-1,5 мин, далее вводят смолу 180 и перемешивают

1,0 мин для растворения связующего

ПК-104, затем смесь продувают сжатым воздухом при непрерывном перемешинании 5-10 мин и после этого высыпают в тару.

Составы предлагаемых (1-3) и известной (4) смесей приведены в табл ° 1.

84,13 79,35 90,5

833352

Продолжение табл. 1

Содержание ингредиентов, вес.%, в смеси

1 2 3 4

Ингредиенты

2,0 2,25

Смола 180

Ацетон

2,-5

1,5

Флотационный концентрат марганцевой руды

3,0. 7,0 10,0

Ворная кислота

О, 1 О, 12: О, 15 Магнезит

3,0

1,5 2,0

3,0

4 Ф

Иэ смесей изготавливают образцы . . испытывают на приборе НЧ5-1 производраэмером 22,4х22 и 4х170 мм, образцы 20 ства ВНР. опекают при 550 С в теченне 3 мин и, Свойства смесей приведены в табл.2. . 4

Таблица 2

Свойства смеси

Наименование показателей

1 (з (Прочность на изгиб при температуре

20 С, кгс/см

70

65

Газотворность, см /г

31

Газопроницаемость, см4/(с.кгс) 280

276

270

290

Прочность на раз-. рыв при температуре

20 С, кгс/см 41,5

38,6

40

Осыпаемость, %

0 05

0 06

О, 0.3

0,07

Качество поверхности отливок

0,11.0,11 . 0,12

0,18

0,11

0,16

0,11

1,0

0,12

0,11

0,11

0,16

0,11

1,5

0,11 0,11

0,13

0,11

2,0

2,5

0,11

0,10

0,12

0,10

0,10

0,10

0,10 0,10

3,0.Содержание углерода в отливке через, MM

0 5

Поверх- Поверх.ность чис- ность тая, глад- чистая, кая гладкая

Поверхность, чистая, гладкая

Поверхность имеет деффекты в виде ряби

833352

Формула изобретения

1,0-3,0

О, 1-0 15

Остальное

Составитель И. Гончарук

Редактор И. Михеева Техред Н. Келушак Корректор Г. Решетнлк

Тираж 869 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35 4/5

Заказ 3861/9

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

Как следует из данных табл. 2, предлагаемая формовочная смесь с добавкой флотационного концентрата марганцевой руды не снижает прочностных свойств, в то же время значительно улучшается качество поверхности отливок и устнаняется науглероживание.стали.

Науглероживание поверхности определяется методом послойного химанализа с образцов размером 150х50х20 мм, формы из оболочковых сей из стали Ст 12Х18Н9ТЛ, ГОСТ

2176-77.

Содержание углерода в стали

Ск 12Х18Н9ТЛ по ГОСТ 2176-77 должно быть не более 0,12%. Из данных табл. 2 видно, что предлагаемая формовочная смесь улучшает качество поверхности, отливок, устраняет брак по усадочной пористости — ряби и полностью устраняет науглероживание

I поверх ности отливок из низ коу глеродистой нержавеющей стали, отлитых в оболочковую форму, а известная смесь приводит к образованию дефектов отливок по пооистости в виде ряби и не устраняет науглеооживания.

Антикорроэионные свойства стали определяются по методу АМ с провоцирующим нагревом по ГОСТ 6032-75 на образцах размером 80х20х3 мм, вырезанных из поверхностного слоя отливок. Образцы, изготовленные иэ отливок, залитых в формы из смесей 1-3, не подвергаются коррозии, а образцы из отливок из смеси 4 имеют по границам зерен трещины, что свидетельствует.о неудовлетворительных антикоррозионных свойствах.

Из предлагаемой смеси изготавливают корпуса задвижек и вентилей

ДУ40-ДУ100 из стали Ст 12Х18Н9ТЛ.

Все отливки, изготовленные с использованием предлагаемого состава смеси, имеют чистую, гладкую поверхность и у них отсутствует науглероженный слой.

Состав предлагаемой смеси может использоваться в литейных цехах отрасли при изготовлении отливок иэ

5 нержавеющих сталей в оболочковые формы.

Смесь для изготовления литейньк . форм и стержней по постоянной модельной оснастке, включающая огнеупорный наполнитель, новолачную феноло-форм )5 альдегидную смолу с уротропином и магнезит, отличающаяся тем, что, с целью улучшения .качества поверхности, устранения науглероживания и повышения антикорроэионных

2О свойств отливок иэ нержавеющих сталей, смесь дополнительно содержит флотационный концентрат марганцевой руды, жидкую феноло-формальдегидную смолу и борную кислоту при следующем соотношении ингредиентов, вес..Ъ:

Флотационный концентрат марганцевой руды 3,0-10,0

Магнезит 1,5-3,0

Новолачная фенолоформальдегидная

ЗО смола с уротропином

Борная кислота

Феноло-формальдегидная смола 2,0-2,5

Огнеупорный наполни35 тель

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лвторское свидетельство СССР

4О Р 532449, кл. В 22 С 1/22, 1975.

2. "Литейное производство" 1977, Р 8, с.5-8.