Самотвердеющая смесь для изготов-ления литейных стержней и форм

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик оо850254 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 3006.78 - (21) 2659514/22-02 с присоединением заявки hK(23) Г1рморитет

Опубликовано 30.0781. Бюллетень Н9 28

Дата опубликования описания 300781 (51)М. Кл.

В 22 С 1/18

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621 742.4(088.8) (71) Заявитель

Всесоюэ ный научно-исследовательский институт технологии арматуростроения (54) САМОТВЕРДЕЮЦАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ЛИТЕЙНЫХ СТЕРЖНЕЙ И ФОРМ

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам самотвердекщих смесей для изготовления литейных фоом и стеожней.

Известна формовочная самотвераеющая смесь на основе кварцевого песка, порошкообраэной окиси магния, ортофосфорной кислоты и воды (1).

Однако .данная смесь характеризуется низкой живучестью, пониженной проч. 10 ностью на завершающих этапах твердения форм и стержней, повышенной осыпаемостью и склонностью к раэупрочнению.

Известна также самотвердекщая !5 смесь для изготовления литейных стержней и форм, содержащая огнеупорный наполнитель, материал на основе окиси магния, концентрированную ортофосфорную кислоту, в которую предва- 20 рительно введен хлорид алюминия, и воду 12).

Однако данная смесь обладает весь ма высокой живучестью и замедленной скоростью самоэатвердения, что ограничивает область ее применения.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является самотвердеющая смесь для изготовления литей- З0 ных стержней и форм, содержащая, вес. ч.: огнеупорный наполнитель 100; материал на основе окисла металла с валентностью, равной 2, а именно материал на основе закиси железа, наив ример железная окалина, 4-10; материал на основе ортофосфорной кислоты, например техническая ортофосфорная кислота плотностью 1,7 г/см, 2-4 и многоатомный спирт, например глицерин или этиленгликоль 0,5-3,0 - (3).

Недостатки известной смеси — сокращенная живучесть (порядка 2 мин), недостаточная прочность на завершающих этапах эатвердевания и повышенная осыпаемость.

Цель изобретения — повышение живучести смеси, увеличение прочности стержней и форм на завершающих этапах затвердевания и снижение их осыпаемости.

Для достижения поставленной цели самотвердеющая смесь для изготовления литейных стержней и форм, включающая огнеупорный наполнитель, материал на основе окисла металла с валентностью, равной 2,материал на основе ортофосфорной кислоты и глицерин, содержит указанные ингредиенты в следующем соотношении, вес. %т

850254

Материал на основе окисла металла с валентностью равной 2 6,0 -10,0

Материал на основе ортофосфорной кислоты 3,5 — 7,0

Глицерин 0,05- 0,40

Огнеупорный наполнитель Остальное

В качестве материала на основе окисла металла с валентностью, равной 2, смесь содержит материал на основе окиси магния.

16

В качестве материала на основе окиси магния смесь содержит технический продукт, выбранный из следующего ряда материалов: магнезит литейный, магнезит металлургический, хромо- >5 магнезит.

В качестве материала на основе ортофосфорной кислоты смесь содержит

3,0-6,0 вес.Ф концентрированной ортофосфорной кислоты и 0,5-1,0 вес.Ъ 20 сульфитно-дрожжевой бражки (СДБ).

Магнезитовый порошок для литейных форм (магнезит литейный) выпускается по Ту 14-8-16-71 и имеет следующий химический состав, Ъ: окись магния не менее 91; окись кальция не более

3„5; двуокись кремния не более 3.

Магнеэитовый порошок металлургический выпускается rro Ту 14-8-209-76 и. имеет следующий химический состав,%: окись магния не менее 75„" окись кальция не более 8; двуокись кремния не более 4,5. При содержании материала на основе окиси магния ниже нижнего предела на достигается требуемой скорости затвердевания и прочности стержней и форм на всех этапах затвердевания, а при содержании его выше верхнего предела затруднено регулирование живучести смеси в требуемых пределах. Целесообразно использовать 4О материал на основе окиси магния в порошкообразном виде с уцельной поверхностью 1500-2500 см /г и содержанием окиси магния не менее 50%.

При содержании глицерина ниже нижнего предела не достигается заданное повышение живучести, конечной прочности, снижение осыпаемости и разупрочнения, а при содержании его выше щ) верхнего предела смесь имеет повышенную живучесть и низкую скорость отверждения, что ограничивает возможность ее применения в условиях серийного производства.

Сульфитно-дрожжевая бражка (СДБ) вводится в состав смеси путем предварительного смешивания с ортофосфорной кислотой с целью дополнительного повышения прочности смеси на завершающих этапах отверждения. При со- 46 держании СДБ ниже нижнего предела не достигается заданное повышение конечной прочности, а при содержании ее выше верхнего предела снижается скорость отверждения.

Предпочтительно испольэовать СДБ плотностью 1,15-1,6 г/см3, а концентрированную ортофосфорную кислоту плотностью 1,65-1,75 г/см 3. При содержании ортофосфорной кислоты ниже нижнего предела не достигается требуемой скорости затвердевания и прочности стержней и форм на всех этапах затвердевания, а при содержании ее выше верхнего предела затруднено регулирование живучести смеси в требуемых пределах..

В качестве огнеупорного наполнителя можно использовать кварцевый песок, зернистый дистенсиллиманит,циркон,рутил и т,п.К применяемому кварцевому песку предъявляются требования, общие для всех случаев холоднотвердеющих смесей. формирование прочности в предлагаемой смеси происходит вследствие взаимодействия окиси магния и концентрированной ортофосфорной кислоты, при этом образуются прочные фосфаты магния. Введение глицерина в состав смеси позволяет повысить живучесть смеси, прочность на завершающих этапах твердения, снизить осыпаемость и разупрочнение. Глицерин, модифицируя концентрированную ортофосфорную кислоту, снижает ее активность по отношению к окиси магния и способствует упрочнению твердых фосфатов магния. Введение .СДБ в состав смеси позволят дополнительно повысить ее прочность за счет увеличения адгезии связующей композиции к кварцевым зернам наполнителя. Вместе с тем СДБ повышает податливость смеси в области высоких температур, что имеет особое значение для сложных отливок, склонных к образованию горячих трещин.

Смесь готовят в следукщей последовательности.

В песок вводят магнезитовый порошок и перемешивают 1,5-2,0 мин, далее вводят заранее приготовленную композицию из глицерина, СДБ и концентрированной ортофосфорной кислоты и перемешивают еще 40-60 с, после чего смесь засыпают в стержневой ящик и уплотняют вибрационным, вибропрессовым или другим методом.

В табл. 1 приведены составы предлатаемой и известной смесей.

В табл. 2 представлены свойства предлагаемой и иввестной смесей.

Из данных табл. 2 видно, что предлагаемая твердеющая смесь обеспечивает по сравнению с известной существенное повышение прочности на завершающих этапах твердения (в 2-4 раза), снижение осыпаемости (в 10 раэ), увеличение живучести (в 4-6 раз) и исключает раэупрочнение стержней и форм через 24 ч. Высокая термостойкость и прочность смеси позволяет рекомендовать ее для производства фасонных отливок из чугуна и стали.

850254

Таблица 1 т ° >

Содержание в смеси, вес.%

Ингредиенты предлагаемой извест1 (Кварцевый песок

0315Б Карасорского карьера

89,95 85,8

81,6 100, Магнезитовый порошок литейный

8,0

6,0

Концентрированная ортофосфорная кислота

6,0 3,0

4,5

3,0

Сульйитно-дрожжевая бражка

1,0

0,8

0,5

0.,4 2,0

0,05 0,2

Глицеоин с

Железная окалина молотая

3,0 Содержание ингредиентов в известной смеси дано в весовых частях.

Т а б л и ц а 2

Показатели известная

Живучесть, мин

12

Прочность на растяжение, кгс/cM2, через, ч:

0,5

1,5

1,8

2,5

3,0

5,2

0,15

0,09

0,05 0,5

Осыпаемость, % форм на завершаницих этапах затвердевания, снижения их осыпаемости, она ,содержит указанные ингредиенты s следующем соотношении, вес.%г

Материал на основе

Щ окисла металла с валентностью, равной 2 6,0 -10,0

Материал на основе ортофосфорной кислоты

Формула изобретения

3,5 - 7,0

1. Самотвердеющая смесь для изго товления литейных стержней и,форм, включающая огнеупорный наполнитель, материал на основе окисла металла с валентностью, равной 2, материал на основе ортофосфорной кислоты и глицерин, отличающаяся тем, что, с целью повышения живучести смеси, увеличения прочности стержней и

1,8

2,2

2,9

3,8

7,5

1,9 3,.0

3 5

4,2

12,5

2,0-2,5

3,0-3,5

3,5-4,0

3,5-4,0

3,0-3,5

850254

Составитель И. Куницкая

Редактор Л. Филь Техред Т, Маточка Корректор- Ю.Макаренко

Заказ б192/12 Тираж 869 Подписное

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

Глицерин

Огнеупорный наполнитель Остальное

2. Смесь по и. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем,,что в качестве материала на основе окисла металла с валентностью, равной 2, она содержит материал на основе окиси магния.

3. Смесь по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что в качестве материала на основе окиси магния она содержит технический продукт, выбранный из следующего ряда материалов: магнезит литейный, магнезит металлургический, хромоМагнезит..4. Смесь по п. 1, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что в качестве материала на основе ортофосфорной кислоты она содержит 3,0-б,О вес.Ъ концентрированной ортофосфорной кислоты и

0,5-1,0 вес.% сульфитно-дрожжевой бражки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии М 50-13741, кл. 11 A 211 опублик. 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 580684, кл. В 22 С 1/18, 197б.

3. Авторское свидетельство СССР

М 339091, кл. В 22 С 5/04, В 22 С 1/00, 1970.