Смесь для изготовления литейных водорастворимых стержней

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социапистическик

Республик

< >876252 (61) Дополнительное к авт. свна-ву (22) Заявлено 28, 06. 77 (21) 2503230/22-02 с присоединением заявки 1те (23) Приоритет (5I)M. Кл.

В 22 С 1/16

1ооуларстеенкый комитет

Опубликовано 30.10 ° 81. Бюллетень ¹40

Дата опубликования описания 30.10.81 оо делам нзобретеинй к открытки (53) УДК621. .742.4(088.8) (72) Автор изобретения

А.Ф. Власов (7l) Заявитель (54) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ

ВОДОРАСТВОРИМЫХ СТЕРЖНЕЙ

Изобретение относится к литейном производству, а,именно к составам стержневых смесей для изготовления растворимых и легковымываемых стержней.

Известна смесь для изготовления водорастворимых стержней, содержащая водорастворимую минеральную соль, а именно хлористый натрий, огнеупорный материал, а именно окись магния s сочетании с тальком, и водорастворимое жидкое стекло. При изготовлении стержня смесь прессуют под давлением 510 кгс/си, а затем спекают при 500750 С Я .

Однако указанная смесь обладает IS повьпоенной гигроскопичности и требует высокой температуры нагрева для отверждения стержня, достигающей 750оС, а ее вымываемость при удалении из от20 ливок нуждается в улучшении.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является

1 смесь для изготовления литейных водо- растворимых стержней, содержащая, вес.Ж: водорастворимую минеральную соль 90-97, быстротвердеющее лакокрасочное покрытие (гпифталевую или пентафталевую грунтовку ГФ-02), огнеупорный наполнитель 1-5 (21 .

Указанная смесь характеризуется малой скоростью отверждения (большим временем набора манипуляторной прочности), что обуславливает высокую степень деформации стержней в сыром состоянии. При транспортировке в сушило частично искажается гесметрия стержней, что не обеспечивает получение отливок с высокой размерно-весовой точностью. Особенно высокая деформация наблюдается у стержней, имеющих большую массу и высоту.

Цель изобретения — уменьшение степени деформации стержней в сыром состоянии.

Поставленная цель достигается тем, что смесь для изготовления литейных

6252 ф

2-4

2-6

3 87 зодорастворимых стержней, включающая вадорастворимув минеральную соль, быстротвердеющее лакокрасочное покрытие и огнеупорный наполнитель, содержит в качестве быстротвердеющего лакокрасочного покрытия влагостойкий битумный лак и дополнительно содержит водорастворимое жидкое стекло при следующем соотношении ингредиентов, вес. :

Водорастворимая минеральная соль 1-48

Влагостойкий битумный лак

Жидкое стекло

Огнеупорный наполнитель Остальное

Примером влагостойкого битумного лака является лак БТ-242 (PCT ЭССР

117-73), Лак,БТ-242 представляет собой раствор битума в органических растворителях с добавлением растительных ма сел и сиккатива.

На частицах водорастворимой минеральной соли после перемешивания с лакокрасочным покрытием образуется водостойкая оболочка, они утрачивают свойства поглощать влагу. Гигроскопичность при этом резко снижается и может достигать нуля.

При содержании влагостойкого би;тумного лака выше верхнего предела возрастает газотворность смеси, что создает опасность снижения качества отливок, а при содержании его ниже нижнего предела не обеспечивается необходимый уровень физико-механических показателей стержней после их теплового отверждения.

В качестве водорастворимой минеральной соли предпочтительно использование хлорида натрия, углекислого натрия, азотнокислого натрия.

В качестве огнеупорного наполнителя и огнеупорных добавок используются кварцевый песок, огнеупорная гли.на, окись магния и др.

Водорастворимое жидкое стекло позволяет .получить необходимую манипуляторную прочность стержней и уменьщить их деформацию в сыром состоянии.

При содержании водорастворимого жидкого стекла ниже нижнего предела ие достигается требуемого уменьшения степени деформации стержней в сыром состоянии, а при содержании его вьппе верхнего предела резко ухудшается вымываемость стержней из отливок

35 ввиду повьппенной спекаемости смеси под тепловым воздействием заливаемого металла, При изготовлении смеси вначале водорастворимую соль смешивают с влагостойким битумным лакокрасочным покрытием, после чего вводят огнеупорный наполннтель и жидкое стекло. Влагостойкое битумное покрытие обладает свойством быстро отверждаться при контакте с водорастворимой солью, образуя на частицах соли прочную оболочку. Жидкое стекло также является быстротвердеющим связующим материалом.

В совокупности эти связующие обеспечивают быстрое отверждение стержня и, как следствие, малую деформацию в сыром состоянии.

Солевая смесь с лакокрасочным покрытием обладает хорошей формуемостью при изготовлении стержней пескодувным способом. Стержни, изготовленные из этой смеси, могут отверждаться самопроизвольно {при выдержке на открытом воздухе), при нагреве до 150-180 о и при продувке углекислым газом.

Особенно высокую скорость отверждения получают при продувке стержней углекислым газом.

При нагреве стержней выше 200 например при заливке форм металлом, происходит деструкция лакокрасочного покрытия. ЧасТицы соли обнажаются и восстанавливают утраченную гигроскопичность. В результате этого при обработке стержней струей воды они легко вымываются из полостей отливок.

В табл. 1 приведены составы 1-18 предлагаемых смесей, и 19 — известной.

Изготовление смеси производили на лабораторных бегунах в два этапа (в соответствии с особенностями технологического процесса). Вначале изготавливали смесь, содержащую водорастворимую соль и лак, путем перемешивания составляющих в течение 1-1,5 мин.

Смесь выдерживали на открытом воздухе до полного отверждения составляющих (1,5-2 ч). После этого в плакированную соль вводили песок и жидкое стекло. Общее время перемешивания смеси (исключая время выдержки с лакокрасочным покрытием) составляло 3-5 мин.

При использовании в качестве огнеупорного наполнителя- гидрофильных материалов, например огнеупорной глины или бентонита, рекомендуется производить их плакирование вместе с солью.

5 87

Ускоренное плакирование гидрофильных материалов может производиться в смесителях, оборудованных аэрацией или при использовании предварительного их нагрева до 150-200 С.

Для испытания смесей на гигроскопичность высушенные образцы взвеши" вали и помещали в эксикатор,.содержащий формовочную смесь с влажностью

5 . После выдержки в эксикаторе в течение 1 сут. образцы снова взвешивали. Гигроскопичность оценивали количеством приобретенной влаги в процентах.

Для оценки вымываемости образцы смесей диаметром 15 мм и высотой

20 мм уплотняли в стальных гильзах и, не извлекая их, подвергали нагреву до 500 . Охлаждение образцов производили вместе с печью до комнатной температуры. При этом имитировали условия нагрева„и охлаждения стержней при заливке алюминиевым сплавом. Ос-, тывшие образцы взвешивали и обрабатывали струей воды с напором 1 м, вытекающей из бюретки через отверстие диаметром 5.мм. При расходе воды в

1 л обработку образцов прекращали, а их твердые нераснавшиеся остатки подвергали сушке и взвешиванию.

Вымываемость оценивали потерей веса образца в процентах к исходному по формуле

Р= Р . 1оо

Р где Р и Р— вес образца до обработки и после обработки водой, r.

За показатель скорости отверждения принимали время, в течение кото6252 6 рого стандартный образец диаметром

50 мм и высотой 50 мм приобретал прочность на сжатие 3 кгс/см при выдержке на открытом воздухе (манипулятор5 ную прочность).

Для оценки степени деформации сме« сей во влажном состоянии изготовляли образцы диаметром 50 мм и высотой

150 мм (отношение - = 0,33). Образцы

10 выдерживали на открытом воздухе в вертикальном положении в течение 1 ч, после чего измеряли их высоту и onpegeszam показатель деформации по формуле:

15 к = — tool

h" Ь1

h где k — показатель деформации, Ж;

h — высота образца до испытания, мм;

h — высота образца после испыте1 ния мм»

Результаты испытаний смесей 1-19 приведены в табл. 2.

Из табл. 2 следует, что,предлагае25 мая смесь обладает в 2-3 раза большей скоростью отверждения и соответственно меньшей степенью деформации. Гигроскопичность предлагаемых смесей находится в пределах 0,05-0,8, а вымываемость — в пределах 32-94, что в среднем соответствует показателям известной смеси. Степень деформации предлагаемой смеси в 2-3 раза меньше, время отверждения для получения мани35 пуляторной прочности при самоотверждении тоже в 2-4 раза меньше. При продувке углекислым газом время отверждения предлагаемой смеси в несколько сот раз меньше.

876252 сч|

„|!

С5 1

СЧ о

1

1 !

1

1

I О о л ь

olo (о х!

„!

00 1 м(п

olo

С>

nlo

ole

Сч л о м!м

О л о

Сч

lî о!е

ale о(а

>Ъ

v и

Э .г о а !

С:( о о о

IC! 1- I W t л

Х I I

X 1 I и

"ll

I Р\!1 о

СЧ

Ю о м(о о!о

>х

Э и

0I

Е

v х (kf

Ф

I и

>х о

Ф и м! о!о

CeI л о

СЧ 1

С0 л

3 л ь о(о О ь л о ф

К

Ц а х (" о о!» м(м

>С

Ю!0

<Ч л о

1lo

00 I

>х

Э и

Э

Е и м!м о!o

I K 1

1 Q 1 00 1

Э I 1

С (— (o l I л ь л

С>

|0 (v х о

_#_I

mme м)о

>О 1 о!о л

>О 1 о(со

>О

С 1

Ь О

iО I! о сО

Ol о о!»

СЧ ) >О 1 м!о

00 л о

° »

1 о!о

Р

>>> ф о у

lht л

>0

v о

Е

Э

CCf

О. О

Ц >СЪ

I0 I

0( х

Р

Е СЧ

6(СЧ

I а о

8>

>С(° l

СЧ о

М о (- O I>C (0

И л

О 0

Р (°

>» х о х л э х а х ф х

| а» 1

CCf l!

Cf I

1 х !

Ц1

Ю|

aI l

:I .„

Еч t

1

I (1

1

1 г

1 Х I

I 0I

I Х I (» I

v 1 х 1 .

1 Ch I

1 ". 1

1 . 1

3" — 1

1 00 I

4 (.! (» 1.

1

I O !

1 (» М

1 и

|,e»

1 (о|

1 ! — (1

О ( (-4

1 1 —

СЧ

СЧ

Ю Ф

Г СЧ о сч

СЧ о

СЧ

00 б о сч

Сч

00 СЧ б о

00 Ф

I

1 I

1! 1

1

1 I

I 1

1

1

СЧ

Г 1

0(1

IC 1

ICI 1 о х Ъ

f м

f б I

1

1

С"1 1

| (3

1

1 СЧ 1 !

1 (11

1

1 («-(1

1 О

1 — «-|

1

0h

1 (— "ф

С>Ъ 1

Г 1(I

СЧ 1

Ю. 1 (((1 (» 1

v 1

>х 1 о .(0. 1

1

I х

Ц

3 С-(03

0I Х хх а х и х

v o х х ф

876252

Формула изобретения

1-48

2-4

2-6

Остальное

10 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании Р 1274966, кл. С 3 N, опублик. 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

15 N- 742031, кл. В 22 С 1/02, 21.06.77.

Составитель С. Тепляков

Редактор А. Власенко Техред М.Голинка, Корректор С. Шомак

Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 9441/9

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

Смесь для изготовления литейных водорастворимых стержней, включающая водорастворимую минеральную соль, 5 быстротвердеющее лакокрасочное покрытие и огнеупорный наполнитель, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения степени деформации стержней в сыром состоянии, она содержит в качестве быстротвердеющего лакокрасочного покрытия влагостойкий битумный лак и дополнительно содержит жидкое стекло при следующем соотношении ингредиентов, вес. :.

Водорастворимая минеральная соль

Влагостойкий битумный лак

Водорастворимое жидкое стекло

Огнеупорный наполнитель