Смесь для изготовления литейных форм и стержней
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик 880606 (6l) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23. 11. 79 (21) 2842347/22 02 с присоединением заявки М— (23) Приорнгет—
Опубликовано 15. ) I 81. Бюллетень № 42
Дата опубликования описания !5.11.81 (5l)M. Кп.
В 22 С 1/02 аЪоудврстееииый комитет
СССР (53) УДК621.742. .4 (088.8) во делам изаоретеиий и открытий
Ю. К. Калинин В. И., Тяганова, 10. С..Китаев, И --И, еселов
У " . Ф,, у и А. Н. Черепанов
f !
;с
Институт геологии Карельского филиала,.АН СССР и ь .
Петрозаводский проектно — конструк оращй:техйологический институт тракторного производства (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (54) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ .ФОРМ
И СТЕРЖНЕЙ
Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам смесей на жидкостекольных связующих, используемых для изготовления литейных форм и стержней.
Технология изготовления стержней и форм зависит от свойств формовочных смесей. Качество стержней и форм определяет качество отливок, в том числе величину припусков и точность лиI тых изделий. Быстротвердеющие смеси, включающие кварцевый песок и жидкое стекло, содержат добавки, улучшающие основные свойства стержней — прочностные свойства и выбиваемость стержней.
Известна формовочная смесь, включающая, вес.X: кварцевый песок 89-92; глина, прокаленная при 800-900 С>8-11 едкий катр (ф 1,20) 1,25-1,5 и жидкое стекло 6, 0-6, 5 (1 ).
Однако использование дефицитного и дорогостоящего материала — едкого натра ограничивает широкое применение указаннрй смеси. Кроме того, предварительное прокаливание глины требует дополнительных энергетических затрат..
Известна смесь для литейных стержней и форм, включающая, вес.Е: кварцевый песок 93, жидкое стекло 4, бок-. сит 3. Физико-механические свойства смеси высокие (предел прочности при . сжатии образцов, продутых СО, состав1 ляет .10-12 кг/см ). Зона температур благоприятная для условий выбивки нао
У ходится в пределах 400-1000 С. Трудоемкость выбивки стержней после их нао грева до температуры 1200 С снижается (2).
Указанная смесь содержит в качестве добавки, улучшающей выбиваемость, боксит, который является ценным сырьем для алюминиевой промьппленности.
Кроме того, себестоимость 1 т боксита составляет 3,0 руб. что, следовательно, повышает стоимость формовочных смесей.
Известна жидкостекольная самотвердеющая смесь для изготовления литей15
5-10
3 8806 ных форм и стержней, включающая кварцевый песок, жидкое стекло и в качестве технологической добавки дегидратированный цеолит (3).
Однако применение цеолита, являющегося высокоглиноземистым материалом, ограничено, так как при его использовании ухудшается выбиваемость.
Наиболее близкой к предлагаемой является смесь для изготовления литейных форм и стержней, включающая огнеупорный наполнитель, жидкое стекло, воду и технологическую добавку, где в качестве технологической добавки используется пирофиллит или шунГ Г4).
Однако данная смесь имеет повышенную осыпаемость.
Цель изобретения — снижение осыпаемости и расширение сырьевой базы.
Для достижения указанной цели смесь для изготовления литейных форм и стержней, включающая огнеупорный наполнитель, жидкое стекло, воду и технологическую добавку, в качестве технологической добавки содержит отходы дробления шунгитсодержащих пород с содержанием углерода 0,3-2,0 вес.X фракции
0,001-1,25 мм при следующем соотношении ингредиентов, вес.Е:
Жидкое стекло
Отходы дробления шунгитсодержащих пород 5 — 10
Вода 3,5 — 4,5
Кварцевый песок Остальное
При приготовлении смеси используется жидкое стекло М = 2,76, плотности
Я = 1,48 г/см в соответствии с
ГОСТ 8264-56.
Отходы дробления шунгитсодержащих пород представляют собой шунгитсодержащий сланец, имеющий следующий средний химический состав, вес.7.: А1 Оэ
l6,14; S102 49,61; Fe<0>+ FeO 15,60;
СаО 2,80; MgO 3,88; T102 1,95; йа20 2,47; К10 1,39; п.п.п. = 4,62, при содержании углерода до 27.. Минеральный состав сланца 7: хлорит 40;. кислый плагиоклаз 45; кварц 10,15; шунгитовый углерод 1; акцессории
3-4. Порода содержит около 47. кристаллиэациониой воды (в хлорите ) . .Шунгитсодержащие сланцы — тонкозернистые породы с размером зерен всех минералов около 30-50 мк.и равномерным их распределением.
Шунгитсодержащие сланцы обладают высокой адгезией к жидкому стеклу за
06 4 счет входящих в его состав легкоплавких минералов. Высокотемпературное газовыделение (СО, Н,О) при нагреве по контакту стержня с металлом предотвращает их слипание. Вследствие взаимодействия натрово-силикатного стекла со сланцем стекло обогащается железом. Желеэосодержащие стекла являются менее термостойкими и в процессе охлаждения в них формируются трещины. Все это способствует хорошей выбиваемости стержней из отливок.
Необходимо, чтобы фракционный состав отходов дробления шунгитсодержащих пород, используемых в смесях, находился в пределах 0,001 вЂ,25 мм, так как при составе более 1,25 мм прочностные характеристики получаемых стержней резко ухудшаются. При этом количественное содержание отходов дробления шунгитсодержащих пород составляет 5-10Х. При их содержании в смеси более 107 ухудшается качество отливок из †образования в них трещин.
Нижний предел фракционного состава обеспечивает получение величины удельной поверхности порядка 1300 см /г, при которой достигается хорошая выбиваемость стержней.
Требуемый фракционный состав добавки 1,25-0,001 мм получают путем тонкого дробления породы в замкнутом цикле с установкой ограничения по верхнему пределу ситом с ячейкой 1,25 мм.
В этом случае порошок получается в виде набора разнообразных фракций с минимальным размером зерна 0,001 мм.
Граничные значения содержания углерода в добавке обусловлены граничными значениями содержания углерода в породе, В качестве добавки используются отходы шунгитсодержащих сланцев, ис— пользуемых в производстве шунгизита.
Содержание углерода в сланцах 0,3-2Х.
Присутствие углерода в данных количе— ствах придает породе способность вспучиваться при быстром нагреве до темпе- ратуры 1080-1150 С. При содержании уго лерода в породе в иных пределах поро— да утрачивает способность вспучиваться, т. е. теряет способность к высокотемпературному газовыделению.
В табл. 1 приведены составы предлагаемых смесей, в табл. 2 — их свойства, 5 880606 6
Т а б л и ц а 1 стекло и смешивают в течение 2-3 мин, после чего смесь выпускают из бегунов
Составы смесей, вес.7. в емкости для последующего ее использования на стержневом участке. Стерж1 2 3 > ни изготавливают по общепринятой технологии с отверждением углекислотой
Ингредиенты
Отходы дробления шунгитсодержащих пород 5 0
10,0 7,0
79,0 85,0
1,0 1,0
Кварцевый песок 89,0
1,0
Вода
Таблица 2
Свойства смесей
ГТ
Содержание углерода в породе, 7.
03 15 ) 95
163 193 146
3,8 4,0 4,5
Газопроницаемость
Влажность, 7
Предел прочности образцов на растяжение после продувки СО, кг/см
Выбиваемость., определенная по технологической пробе при 900 С число о ударов молота
20 25 213
2 2 . 3
Выбиваемость по методике
ЦНИИТМАШа
8 100 25
Жидкое стекло 5,0 10,0 7,0
Живучесть приведенных стержневых смесей при модуле жидкого стекла 2,73,2 г/см составляет 4 ч. Осыпаемость, определяемая по стандартной методике, находится в пределах 0,1-0,25 X.
Смеси готовят в бегунах по следующей технологии:
Кварцевый песок смешивают с отходами дробления шунгитсодержащих пород, имеющих фракционный состав 0,001
1,25 мм, в течение 1-2 мин. Затем в бегуны подают воду для поддержания влажности полученной массы в пределах
5,5-4,5 7 и перемешивают в течение
2-3 мин. Потом в смесь вводят жидкое
ВНИИПИ Заказ 9811/17 (96X) . Время продувки СО стержней .весом 8 кг из указанных смесей составляет 1,5 мин.
Полученные таким образом стержни исследовались и были испробованы при отливке деталей из чугуна и стали разных марок. Качество полученных отливок хорошее, при этом число ударов при выбивке стержней составило 2-3.
Осыпаемость известной смеси составляет 1,1-2,3 Х, т. е., как следует иэ табл. 2, осыпаемость предлагаемой смеси в 10 раз.ниже. Кроме того, смесь хорошо выбивается иэ отливок, обладает достаточно высокой прочностью во влажном состоянии и отвечает требованиям, предъявляемым к качеству по; лучаемых стержней и форм.
Кроме того, применение отходов шунгитсодержащих пород позволит расширить сырьевую базу для получения литейных форм и стержней.
Формула изобретения
Смесь для изготовления литейных ( зо форм и стержней, включающая огнеупорный наполнитель, .жидкое стекло, воду и технологическую добавку, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью снижения осыпаемости и расширения сырьевой базы, смесь в качестве технологической добавки содержит отходы дробления шунгитсодержащих пород с содержанием углерода 0,3-2,0 вес.7 фракции 0,001 вЂ,25 мм при следующем соотношении ингредиентов, вес.7:
Жидкое стекло 5-10
Отходы дробления шунгитсодержащих пород 5-)0
Вода 3,5-4,5
Огнеупорный наполнитель Остальное
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР 366028,кл.В 22 С 1/ОО,С 04 В 35/14,1970.
2. Лясс А. М. Быстротвердеющие формовочные смеси. М., "Машиностроение", 1965, с. 218.
3 . Авторское свидетельство СССР по заявке 92720337/02,кл. В 22 С 1/02,1978.
4. Авторское свидетельство СССР
55 по заявке Р2727888/02,кл.В 22 С 1/02,1978.
Тираж 872 Подписное
Филиал ППН "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
