Смесь для изготовления литейных форм

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii)904868 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 17. 04. 80 (21) 2910791/22-02 (53)M. Кд.

В 22 С 1/02 с присоединением заявки,%—

3Ъаударстеенный камнтет

СССР (23) Приоритет (53) УДК621.742.. 4 (088. 8) аю делам нэабретеннй н етерытнй

Опубликовано 15.02.82. Бюллетень ¹ 6

Дата опубликования описания 15.02.82

А. П. Иванкович, М. А. Иоффе, Г. И. Гладышевский, Б. В. Иванов, В. В. Комаров, О. А. Корнюшкин (72) Авторы изобретения (54} СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ

Изобретение относится к литейному производству, в частности к формовочным смесям, используемым для изготовления чугунных отливок в сырых формах на автоматических формовочных линиях и при ручно" формовке.

При использовании формовочных смесей с противопригарными добавками важным является эффективное предотвращение образования механическоfQ го и химического пригара на отливках, приводящего к повышению трудоемкости финишных операций, а в некоторых случаях к браку отливок.

Известна смесь для литейных форм, 35 содержащая отработанную смесь, кварцевый песок, кубовые остатки, оГразующиеся при производстве синтетических жирных кислот (КО), глинистую составляющую, сажу, воду. Добавка сажи улучшает противопригарные свойства смеси. Смесь готовят в смешивающих бегунах в обычном для приготовления формовочных смесей порядке 511.

Однако введение сажи усложняет дозировку компонентов при изготовлении смеси, наличие пылевидной фракции ухудшает санитарно-гигиенические условия труда и не обеспечивает при перемешивании равномерное распределение по объему смеси и, как следствие, не устраняет пригар по всей поверхности отливок. Кроме того, сажа является дефицитным материалом.

Известна также формовочная смесь, содержащая кварцевый песок, бентонит, водный раствор . латекса и воду. Способ приготовления смеси аналогичный, Водный раствор латекса, являющийся продуктом полимеризации стиролат стабилизированного в воде натриевыми поверхностно-активными веществами, улучшает противопригарные свойства смеси и ее пластичнос ь, уменьшает склонность к образованию ужимин (2);

Однако добавка раствора латекса не меняет коэффициент внешнего трения смеси о модельную оснастку и

90486

7-9

0,6-1,5 и

3-5 заметно повышает себестоимость смеси.

Наиболее близкой к изобретению является смесь для изготовления литейных форм, содержащая 10-124 по массе глины формовочной противопригарные добавки 0,01-5,00 по массе молотого угля и 0,1-2,03 по массе понизителя вязкости лесохимического фенольного (ПФЛХ), 30-35 по массе 1о воды и остальное огнеупорный наполнитель.

Формовочная смесь предназначена для изготовления форм на прессовых и встряхивающих машинах. f 5

Формовочную смесь приготавливают аналогичным способом, Введение в смесь ПФЛХ, являющегося поверхностно-активным веществом, позволяет улучшить прочностные свойства смеси, понизить коэффициент внешнего трения о модельную оснастку. Добавка каменного угля улучшает противопригарные свойства смеси (3).

Однако устранения пригара по всей р5 поверхности отливок добиться не удается иэ-за трудности получения равномерного распределения каменного угля по всему объему смеси при перемешивании. Понижая коэффициент внешнего тре зо ния формовочной смеси о модельную оснастку. ПФЛХ за счет высокой токсичности выделяющегося фенола ухудшает санитарно-гигиенические условия труда в литейных цехах.

Цель изобретения — уменьшение прилипаемости смеси к модельной оснастке и улучшение ее противопригарных свойств.

Для достижения поставленной цели

40 смесь для изготовления литейных Форм при производстве чугунного литья, включающая огнеупорный наполнитель формовочную глину, воду и противопригарную добавку, содержит в качестве противопригарной добавки водно-восковую дисперсию концентрации 41-46< при следующем соотношении ингредиентов, О мас.4:

Формовочная глина

Вода

Водно-восковая дисперсия концентрации 41-46 э0,15-2,00

Огнеупорный на- 55 полнитель Остальное

В качестве огнеупорного наполнителя смесь содержит 5-10 мас. 1 квар8 4 цевого песка и оборотной смеси 9>90 мас. ;.

Оборотная смесь получена из исходной Формовочной смеси, содержащей мас./: глины формовоччой 7-12, воды

4-5, водно-восковая дисперсия концентрации 41-463 0,5-2,0 и кварцевый песок — остальное.

В качестве водно-восковой дисперсии целесообразно использовать технический продукт марки ВВД-2М, который в соответствии с ТУ38-101679-77 отвечает следующим нормам.

Внешний вид Однородная жидкость без комков белого цвета

Содержание сухого остатка, 41-46

Вязкость условная, определяемая на В3-1 (сопло 2, 5) Не более 50

Водородный показатель, рН

Стабильность дисперсии (время до расслоения дисперсии при центрифугировании), мин Не менее 20

Предел разбавления, число частей воды на одну часть дисперсии Не менее 250

При содержании водно-восковой дисперсии указанной концентрации ниже .нижнего предела не достигается улучшения антифрикционных и противопригарных свойств смеси, а при содержании ее выше верхнего предела ухудшается формуемость смеси и нерационально возрастает ее себестоимость.

В качестве глины формово ной может исполь оваться бентонит.

Смесь приготавливают путем последовательного перемешивания сначала сухих ингредиентов, а затем водновосковой дисперсии и воды (последние два ингредиента могут быть введены совместно) .

В табл.. 1 приведены составы смесей, причем смеси 1-5 изготовлены по предлагаемому способу, à 16согласно известному.

904868

50 величина нагрузки на образец, кгс; момент силы трения, кгс см

Смеси опробуют в лабораторных, условиях при изготовлении чугунных отливок подшипниковых щитов электродвигателей серии 4А-80. При приготовлении смесей сухие компоненты перемешивают в течение 2 мин, затем вводят BBD-2M и воду и продолжают перемешивание 8 мин.

Заливку форм чугуном марк СЧ-1532 производят при 1350-1370 о

Наличие пригара на отливка: оценивают визуально B процентах от общей площади ее поверхности.

Определение коэффициентов внешнего трения составов смесей, в паре с образцом, изготовленным из материала литейной модели (чугуна с пласт.. .-; атым графитом) проводят на стенде

"А" конструкции A.Ê. Зайцева.

Устройство (cM. чертеж) включает ро вал 1, на котором закреплен установочный столик 2 с нижней обоймой 3.

В нижней обойме 3 находится испытуемая формовочная смесь 4. На поверхность смеси установлен образец 5, 2s на который опирается прижимное устройство 6.

Устройство работает следующим образом.

В нижнюю обойму 3 запрессовывают zo испытуемую формовочную смесь 4 до з плотности 1,5-1,7 кг/см . На ее поверхность устанавливают верхний образец 5 и прижимают его нагрузкой

2,4 кгс/см через устройство 6 к сме- з

? си 4. Нижнюю обойму 3 приводят во вра. щение со скоростью 35 об/мин электродвигателем постоянного тока (на чертеже не показан). Сила трения на поверхности контакта формовочная 4О смесь 4-верхний образец 5" фиксируется через тензодатчик (на чертеже не показан на диаграммной ленте самописса (на чертеже не показан) и считыва" ется с последней при помощи тарировоч-4> ной кривой.

Расчет коэффициента трения производят по формуле

E=-—

Мтг где Г = — сила трения, кгс; тр 1?

О= ч

Мр g 6 1 т -- средний радиус поверхтр ности трения, м;

G — величина нагрузки, определяемой с помощью тарировочной кривой, кгс;

d „ — диаметр ролика, м; с — удельная нагрузка, Па;

S — площадь трения, м г 6

Исходя из этого f = с — где л =

0,358 — коэффициент, on тр ределяемый конструкцией регистрирующей части стенда.

Результаты испытаний технологических свойств формовочных. смесей и величины коэффициентов внешнего трения представлены в табл. 2.

Из данных приведенных в табл. 2 видно, что при введении ВВД-2М в формовочные смеси, применяемые для изготовления чугунных отливок на автоматических формовочных линиях (см. табл. 1 смеси NN 1-3) в количестве 0,15мас.4 наблюдается повышение газопроницаемости смесей в среднеи на 10,03, прочности на сжатие в сыром состоянии на 19,0х, текучести на 8,0";, насыпной плотности на 12,03, формуемости на 12,4 .. ., осыпаемости íà 12,2."..

Пригар по поверхности отливок располагается в виде отдельных мелких легкоотделяемых участков и не превышает в сумме 10-15/. их площади (уменьшен; по сравнению с известным в 2 раза) .

Величина коэффициента внешнего трения покоя, по сравнению с известным, снижается на 4х.

Внешнее трение покоя формовочной смеси о модельную оснастку имеет важное значение для расчетов необходимых ус силий извлечения моделей из готовых форм.

При введении ВВД-2М в формовочные смеси, применяемые для изготовления чугунных отливок на автоматических формовочных линиях (табл. 1, смеси

OO" 4-6) в количестве 1,4 мас.ь наблюдаются следующие изменения технологических свойств по сравнению с известным: газопроницаемость смеси возрастает на 16,04, прочность на сжатие в сыром состоянии увеличивается на 70,74 текучесть смеси понижается на 6,6, насыпная плотность и формуемость понижается соответственно на 21 и 313, осыпаемость- уменьшается на 46,43. Пригар на поверх.ностях отливок отсутствует. Величина

904868 коэффициента внешнего трения формовочной смеси понижается: покоя — на

15 53 движения — на 17,63.

Увеличение количества вводимого в смесь для автоматических формовочных линий (табл. 1, смеси 7-9)

ВВД-2М. до 2 мас.4 обеспечивает увеличение прочности смеси на сжатие в сыром состоянии на 81,73, при сохра- 1о ненни величины газопроницаемости и текучести на том же уровне, снижение насыпной плотности на 20, формуемости на 261 и осыпаемости íà 563. Пригар на поверхностях отливок отсутст- 15 вует. Величины коэффициентов внешнего трения понижаются: покоя -на 27,2 движения на 24,2i.

Во всем диапазоне составов формовочных смесей для ручной формовки

{см. табл. 1, смеси 111 10-15) наблюдается снижение величины пригара (или его отсутствие) на поверхностях отливок, по сравнению с известным.

Коэффициент внешнего трения формовочной смеси понижается: покоя — на

6,6-22,73, движения - 3-20,41.

Из приведенных результатов следует, что предлагаемая смесь позволяет уменьшить прилипание модели при ее извлечении из формы и за счет этого снизить брак форм, а также обеспечивает улучшение противопригарных свойств, что благоприятно влияет на качество поверхности чугунных отливок.

904868

l0! л !л ю

Ф ммм

o o и !л

О О

М\ LC>>

Ю (Ч ммм с» о

Ф В

И\ !Л!! 0 > мм м

>.1 Ш

f4 CV

LA М\

C4 CV

Ю О! л ю ш ооо оо л

C>>I O>l ооо

СМ С>1 1 4

1 1

1 1

1 1

1 1 !

l .! 1

I 1 1 0 СО с ° о о

OO о

>.0 СО

° >

О О ъ0 CO

О О л ° . о

° ° о — >—

О ° >— о ао !

ЛWО

О Ло

А лc о

LC> О

В °

Г о

Ln О

° >

1- о

o Iso

LC! N O юо

I O ен 0 О> 0 М

CO OO ш л

0 О с с

LC! СМ

СО СО

С!1 сЧ

- C>1

CO СО!

X>o o

OO 0 -

CO СО СО

m an,0

0 0 М

СО QO СО

° OO LA

>т сО «О л

õ x>

О л

Х С»И= ат э

oox (Q О

Щ

1О о

С»

I а

1со. х

s z

S х з

Л IC

Ф X о

v x о s

Ф

Щ S х х

Щ

Ф

Щ

Iо о о

III о

О.

Э

Y о

O. о

Ф

>Я о

X т л

О. х х

S I«

»С S о z

Э X с

1- х щ т>

x z о т о

Ф Ф щ о

Щ О. т о в х х Ф

S S х z о s

Э т

s «x

1- Б

Щ Х х т о о

I Ф

Ф о щ X

О. х

X !«

S S х *.о э с т

s x

I- т>

lU X т о о

I» Ф

m o

Щ а а о в

Э

S х

Э т

Щ

CO °

Щ !

>Я о

z т л а

> о

Х т л а

S а

S а

С: о Р

О

S о

Э

0

>Я о

Х

3: о

I9 о

O. о е о

1z (U

«Х

Э а

z

Э

X

Щ

K а

Э

IX о

С»! I! tI! I

1 « о 1

1 «О 1

I I

l I«

1 S 1 о о l х а l

О Э о с»

Ф О

1 I X 1 1 о « ч

1 X «O 1

1 IX !X CQ о щ l! CCI Ф 1

1 1 х 1 с 1

I e I

1 О» 1! «: I о — >

1 I

1 >S 1

1 .р .>» I

1 l- I о о I

С 1- 1 о 1

1 I

1 1

I !«(1 о щ що

1 X X Xl- 1

a s sxl-1

1 0 0 СЭК!

В m LLOXI

I 1 1 л

1 Q I Q) 1

1 Э 1 с

1 I- I !

1 S 1 > л

m x о! эо

С 1 аи щ а т 1 Щ

1 1 6l 1

1 >S 1 M I

З! X l 1

a а

О Щ

С Z Л

Л! 1-О

Э! ОЭ

r l àX о о

o LO о

"0О!> 10О Ю >0ОЛ

I

1

1

I

I

1 !

1 1

I

I

1

1

1

I

1

1

l

1

1

1

1

1

1

l

1

I !

I

1

t

I

1

1

I !

1

1

1

1

I

1 !

1

I !

1

I

1

I

1

I

12

I л }С а о

30.3>

Э

S X

Ф а сс

z о

3 O

В 30 о

Б в а о

}z в

Е

=г

& е3>} о

Х

Ф

S т

Э

>0

Р) }л} с0 (1

1

I

I !

t

I

I !

I

I

3

1 с} . >.О сч

C) >О

С> м

С> сч

LA м

Ю м О м

С:>

-1. I

1 л сч о

I

CO

LA

Г4 л о

С}1

1 сч

"О л м

С>

СО сч о м м

С>

f0

S

}O

>0

Ф }О

}-

>с е

f0 а а с

}0 х

CC с

Э а

1о о

Х >S р

Ф

1

}С

f}} а

}о о

Y >Х

7> в х

С Э в

K о

} — 1 ф }

S а

f0 о

}=

1

I

I

1

1 с) >

l с:) f}}

Э о о

3}} }— о

33} О

К

3= ал

CD

LA

1 1

0%0

I в

30 .3>

1: I.» О и о!

1 .

1 !

1 и сч

С> л

С:) Гч

-Ф а о с

О>

X с

lО оР о

Q мО

О>

lA о л

}л о л о

0 f}1

О о

K т и о

CL 30

z сч

}Л

СО м

СО с} > л о!

1 !

I !

I

3

1 х .Л о

Я

Й

Э о

I

1

I

I

1 !

1 !

f}}

I О в

1 О

I fZ ! >., I

1 !

I С0

1 }О

1 >S с

1 Ш и

} Е

} ! в

}1 30 ! CfJ

1 Х

1 О

1

I

1» ! !

1

1

1

1

3

3

1

1 2}

1 33}

1 30

I ! О о

I а

1 S

30 1 Z

Z 1 fi}

О> 1

I 1 S

I C0

I CX

1 (л) 1

S 1

1 о

fu Ы о

f0 I C

CL 1

f0 1 к а о

S f0O Z O

S L I: >C

Е s а s 0 CL 30 Ci}

Л:СZmL>

C: l .3> И

}vccîUи

}0 O с

I 3> CL

:,}-o >

О m Ì в в o o

} — з. }:}=

S

z u о с аои л I-N

L} О V о }30 О

S .3> о * с0 О Э И ва0}оа

l C Г X Э

9048б8 сО м

ЕГ1 СЛ CO м м сч

o o o о ч .> л сч м m м

С> О С> в ! о — 1

1и

LA }О> и о

a CO

LA --0 сЧ а а о

CO о О.> Л л л о о о

Ю =1" л л сч м >.О л О f4

-з сч

С} 1 сч сч о с м сч сО м сч

o o а сч м о о сч о л о о

CV ъО

- 1 «3 л сч м сЧ CB

СО

-Ф О м сч о о

О о м м л о о о о а сО м сч о о (УЪ м сч сГ>

LA Я) л л о о

СО 1

-Ф - Ф л л о о

QO -Ф сч м

904868

1 а 8

lZ

:1

X в в

Л

У

Э

Z

Э

У (Q х

СО

I л

Э

X о ((:

Щ

0

Э о

X а

0 с

LO

CQ

IC

S

Э

CL

I0

IЭ

Z э

Э т

Э

Z

Э

3Е с

Я

0 а

С: (Q

S (v

X а

Э

lY

Щ

Cl

tQ х

К с

Э (Е

Х тЕ

Э

Ф (Q а

% !

X а с

I (U

I> I»

О Э

> о m

1 о !

CQ

Щ

X т

S с

Щ т

1 1

0 (Z 0 х

CL S

Э I1

Щ (S а

C х

m 0

С о Р и

0 с с ьЯ

Ф

v (U

X о

K с

QI

Щ

v

С> о л

lo

X л о а 0

0 в"

I с л

I2 о

fQ т

0 с с

v o

Z 1 а

C) m о\о

0 с

Э

IЩ

Е

Z

К X

0 v

I- W

o v

0 L о х л

lО

Z

0

Ln

1

1 X

0 а

0 и л

OI

Э

X и

0)

lo

)X

01

О

S с

IЩ

Щ

Щ

0

С:

m

Щ (U

0 (Э!

1 !

1 !

1

I (I

1

1

1

I !

I

1

1

1

1

I

1

1

J х

Z

Х

Ш

X а

0 в — — (1 Л з I! !

I

1 Z

Щ I Э х м

L 1 Щ Ь Ct

3 1

m

X 1 (L о

=1 1 Y

Э 0 щ с

Щ 1 а !!

I

1

1

1

I

I !

1 !

1

1

1

1

1 (!

I

I

1

I

I

1 (1

1

1

1

1

I ! !

I

1

1

1

I !

I

1

1

1

I

I

I

- I

I

1

I

I

I

1

1

1

1

1

I л

CV о

0 Ъ .

СО

CV о

0 о м

CV

CD

LA

Ю

Ln м ъО !

Г\ о (Ч

Ln м

CO 00 Ln

Р(cv м л о о о о чР сп о (О (я м м л л о о о

Э I o м

0 CD (- о а

» о о о л оо м .((л

0 в а со л л Ф о о о м см

Ln ОО о о

904868

Составитель С. Тепляков

Редактор А. Долинич Техред T.Маточка Корректрр Г. Назарова

Тираж 852 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауш"кая наб., д, 4/5

Заказ 220/17 филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

1, Смесь для изготовления литейных форм при производстве чугунного литья, включающая огнеупорный наполнитель, формовочную Глину, Воду и противопригарную добавку, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью уменьшения прилипаемости смеси к модельной оснастке и улучшения ее противопригарных свойств, она содержит в качестве про- >о тивопригариой добавки водно-восковую дисперсию концентрации 41-461 при следующем соотношении ингредиентов, мас. 1:

Формовочная глина 0,6-1,5

Вода 3-5

Водно-восковая дисперсия концентрации 41-46/ 0,15-2,00

Огнеупорный наполнитель Остальное

2. Смесь по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что в качестве огнеупорного наполнителя она содержит

5-10 мас.4 кварцевого песка и 9590 мас.4 оборотной смеси.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

8 470348„ кл. В 22 С 1/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

h 550217 кл. B 22 С 1/00, 1975, 3. Авторское свидетельство CCCP

М 302164, кл. В 22 С 1/00, 1970.