Смесь для изготовления литейных стержней

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCNOMY СВИДЕтаЛЬСтВЮСоюз Советск ни

Социалистических

Республик

rii>944723 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 24 ° 09 ° 80 (21) 2985768/22-02 с присоелинением заявки М— (23) Приоритет— (5l)M. Кл.

В 22 С 1/10

3Ьпударсткнны6 квинтет

СССР пп далаи нзабрптеннй н пткрытнй

Опубликовано 23.07.82. Бюллетень Ме 27

Дата опубликования описания 23.07.82 (53) УДК621. 742.4 (088.8) Л. И. Пронской, IO. Н. Ткачев, Н. В. Подоляко, Н.К. Сигарев и В.И. Гаврильченко а

Днепродзержинский ордена Трудового Красно -о Знаменй - индустриальный институт им. М.И. АрЬеничева:. (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (54 ) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ СТЕРЖНЕЙ

Изобретение относится к литейному производству.

Отливки, преимущественно стальные, сложной конфигурации имеют склонность к образованию горячих трещин.

Ускоренное охлаждение отливок в местах возможного образования горячих трещин предотвращает их возникновение за счет более быстрого роста твердой корочки. С этой целью применяют холодильники или стержни из смесей с повышенной теплоаккумулирующей способностью, смесь должна иметь высокую податливость с целью уменьшения напряжений, вызывающих образование горячих трещин.

Известна смесь для изготовления литейных форм и стержней, содержащая кварцевый песок, бентонит, противопригарную органическую добавку.

Г целью повышения пластичности в смесь добавляет с.я органическая добавка — 331; -ный водный раствор латекса 1

Однако данная смесь имеет низкий коэффициент теплоаккумулирующей способности и применение ее не приводит к ликвидации причин образования горячих трещин.

Известна также смесь, содержащая

93 94 мас.1 кварцевого песка, хромита, магнезита, или хромомагнезита, 3-50 мас.4 серпентина, дунита или их смеси и бентонита в качестве связующего. ° Серпентин - силикат магния и железа — нейтрален (рН 7) и не пригорает к отливке, дунит огнеупорен (2).

При их использовании в отливках не образуются ужимины. Они увеличивают текучесть смеси и связывают избыточную воду. Смесь позволяет получать качественные отливки, но

20 получить качественные стальные отливки (без трещин) при любых сочетаниях компонентов смеси невозможно, Это связано с Hизкой пopатл1 востью

4723

Поставленная цель достигается тем, что смесь для изготовления ли,тейных форм и стержней, включающая огнеупорный наполнитель на основе окиси магния, глинистое связующее, технологическую добавку, графит и алюмосиликатную добавку, содержит в качестве алюмосиликатной добавки полевой шпат при следующем соотношении ингредиентов, мас; Ф:

Графит 5-15

Глинистое связующее 5-10

Технологическая добавка 3-7

Полевой шпат 3-8

Огнеупорный наполнитель на основе окиси магния

Остальное

3 94 смеси и относительно высоким .коэффициентом теплоаккумулирующей способности.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является смесь, содержащая, мас.3:

Огнеупорную глину 18-24

Корунд 18-22

Магнезитохромит 10,2-15,4

Ортофосфорную кислоту 21-24

Молотый шамот 12-42

Графит Остальное

Прочность на сжатие смеси до обжига составляет 7,2-11,3 кгс/см, а после обжига 320-416 кгс/см

Термостойкость смеси, определяемой по относительному падению прочности за 1 теплосмену, составляет

0,9-1,73, коэффицент температуропуоводности смеси - (0,66-0,73) 16 efcQ

Известная смесь предназначена для получения тонкостенных чугунных отливок, имеет высокую прочность и низкую величину коэффициента температуропроводности. Последнее свойство позволяет получать отливки без отбела.

Целью изобретения является повышение скорости затвердевания стальных отливок за счет получения заданной теплоаккумулирующей способности смеси и снижения брака отливок за счет улучшения податливости смеси. ф

Кроме того смесь в-качестве материала на основе окиси магния содержит магнезит, а в качестве технологической добавки комплексное связующее состава, мас.3:

Безмасляный универсальный крепитель на основе !

О отходов переработки сернистых восточных нефтей (УСК) 1-3

Связующее на основе водорастворимых лигносульфонатов 1-2

Фенолоспирт 2-3

Введением серебристого графита достигается необходимый теплоакку® мулирующий эффект. При этом улучша3 ется макро- и микроструктура метал° ла, измельчается зерно. Кроме того, увеличение скорости продвижения фронта кристаллизации позволяет уменьшить сегрегацию ликвирующих элементов, что способствует получению отливок с равномерным распределением элементов по сечению.

Введение полевого шпата улучшает податливость смеси, что способствует снижению литейных напряжений при затрудненной усадке. Полевой шпат дешевый материал и доступен.

В качестве технологической добавЗЗ ки в смеси применяется комплексное связующее, которое состоит из безмасляного универсального крепителя на основе отходов переработки сернистых восточных нефтей (УСК), свято зующего на основе водорастворимых лигносульфонатов (КБЖ) и фенолоспирта.

Такое сочетание органических связующих обеспечивает достаточную сырую

is прочность, а сочетание УСК и фенолоспирта оказывает влияние на повышение прочности в сухом состоянии.

Предлагаемая смесь может быть использована для изготовления форм по-сырому. Для этого в смесь необходимо ввести воду, которая позволяет придать смеси необходимую влажность и прочность без применения связующих.

Составы смесей приведены в табл.1. а свойства - в табл. 2.

CV

I а

LA

Ю О

>О

LA О а

Ф» л

СЧ

I м

I с>с л

Ю л л л о о л л

c>c .

1 м

ФЧ

I м

1 — 1

1 .I

1

I

ФЧ 1

1 !

I а

Ф

LA л

>О

CV

I а

LA с>!

LA

Ф

ОО

СЧ

OO а

СЧ

СЧ

LA с

LA з !

Э

z Х

Э

Cl

1 ) й

1EQ с з о

Cl

X с и о

О с

1X

Э

l

II! я

z о

l х

Iz в

II!

Cl

М

LCI

ЗФ о

t5

>z

Э и

Э

E о

З

dl

III

1о о

1

1

1

I

I

I

I 1

1

1

CV цр а в

Ф

LA л о

9М723 м О с>с м cv !

Ln- o в о а cv е ао а л о ь

LA а о а

ch Ln ю сА. а а со ао Ln

LA

° \ м ° м LA

>z о

63

Э III с с о о

1

1

1

I

I !

1

1 (.(\

ОЪ

Ю

Cl

С)

ОЪ (лл

CV ( м л

СЧ .

5Р

Ф

3Е а

Э (и

X с (О (Ю м

LA л

CV

1 ( л

Ю (и О л

Cl

СО

l (лл

)X

Э о

Э

X о

LA (л

CD (лл м

З (((lg

IО

О о

Ю (л

Ю л

Ю

Ф с

Э ((g х

Э

lg

Z (л

С. ) )5

Ф о

Э

X о

1

l ( ( (I

1

1 !

I (I

I

° 1

Cl

Ch

LA

OO

Ю

Cl м л м

l (л

СЧ

ОЪ л LA

Cl. сО (CA

М\

Ф

lv

) о

Ф о

LA

0 л

Ю

0 л

X а о е

X с

Э

I(g

Щ

Y о

LA

-=(I (Г\ м

00 сО

CFi О

ОЪ О

Ш

Cl

OO л

Cl

)X

Э о

Э

О

З

Щ (о о о

CD м

LA

tV

Cl

01

Ю

OO (D

LA

).О

Ю

1 О л

j5 х

Ф

С

Ф

al

CL с

Ф с

Э

IX (U

Cl

CD (л

Ю

СО

l (лл л

С:) м

)О л

LA ()Г(м

Iо о

Э

lg

«У

Z о а

C о (5(lg (С4

О и

L х с4

X о .

О

Х (g (g (U

) о

Ф () )< л

cJ (r>

1 !

1 !

l !

l

I

1 .1

I ( (l (1

I

1 !

1

1

1

I (1

1

1 (I

I

1

1

I ! !

1

1

I

1

I !

Л 1

1

I

--3.

944723

Ю

CV

1 .LA

Ю m

LA ((О

L ф с( с, л. и (- (g

>,UX м о х хг( о 8 и С

co(g

ФСХ (- О Y

I

I

I

1

1

1

1

I

1

1

I

I

I

1

1

I

I

1

1

I !

I

I

1 (I

I (I

I

1

I

1

1

1

l

I

l

1

I

1

1

1

l !

1

I

1

1 (l !

I

I (! !

) !

1 (l

Формула изобретения

1. Смесь для изготовления литейных стержней, используемых преимущественно при получении стальных отливок сложной конфигурации, включающая огнеупорный наполнитель на основе окиси магния, глинистое связующее, технологическую добавку, графит и алюмосиликатную добавку, отличающаяся тем, что, с целью повышения скорости затвердев а н я о л и в о к з а с ч е т и о л у ч е «я заданной теплоаккумулирующей способности смеси и снижения брака отливок за счет улучшения податливости смеси, последняя в качестве алюмосиликатной добавки содержит полевой шпат при следующем соотношении ингредиентов, мас.4:

Графит 5 15

Глинистое связующее 5-10

Технологическая добавка 3-7

Полевой шпат 3-8

Огнеупорный наполнитель

Смеси составов по табл. 1 приготавливаются в смесителях. Вначале в смеситель помещаются в весовом соотношении магнезит, графит, бентонит и палевой шпат. Эти компоненты в течение 1-2 мин перемешиваются.

Затем добавляется вода или комплексное связующее. Смесь перемешивается в течение 5-8 мин после чего готовая смесь пригодна для использования.

Смесь 1 с минимальным содержанием для форм и стержней графита и полевого шпата имеет теплоаккумулирующую способность, равную 50а

52 ккал/м. час ° град. При этом появляются условия к образованию горячих трещин, так как податливость смесей уменьшается.

Смесь 2 с максимальным содержанием для форм и стержней графита и полевого шпата имеет повышенную теплоаккумулирующую способность

78 ккал/м - час / град, но низкие прочность по-сырому - 0,6-0,65 кгс/см .(дпя форм) и 0,3-0,35 кгс/см -{для стержней) и газопроницаемость (80-90 ед.), что отрицательно сказывается на качестве отливок.

При содержании в смеси графита ниже 5ь не достигается необходимый теплоаккумулирующий эффект, вследcrave чего в отливках могут образоваться горячие трещинь . Использование графита более 15l нецелесообразно из-эа ухудшения газопроницаемасти и снижения прочности смеси.

Содержание полевого шпата в смеси ниже 3 мас.4 не оказывает существенного влияния на податливость и противопригарные свойства смеси, а выше 8 мас.Ф приводит к снижению .огнеупорности смеси.

Использование смесей, содержащих более.85 мас.4 и менее 65 мас.3 магнезита, не приводит к получению жалаемых результатов из-за низкой прочности в первом случае и низкой газопроницаемости во втором.

4723 10 в конечном счете способствует резко". му снижению образования такого вида брака как горячие трещины. Наибо" лее. рационально иметь теплоаккумулирующую способность смеси, равную

60-75 ккал/м чаР - град. Это обус° Х ловлено тем, ч о увеличение теплоаккумулирующей способности смеси выше 75-80 ккал/м - час град не окаЯ /я.

iy зывает существенного влияния на . время кристаллизации отливок, а использование смесей с более низкой теплоаккумулирующей способностью, чем оказывалось, увеличивает время

15 кристаллизации и охлаждения отли1 вок, что нежелательно может сказаться на их структуре (возможна повышенная ликвидация серы по сечению отливок, а также образование усадочщ ной пористости и трещин).

Наилучшие показатели получены при использовании смеси 3.

Как следует из табл. 2, невысокая сухая и сырая прочности смесей согласно изобретению позволяют в период кристаллизации и охлаждения стальной отливки сложной конфигурации в форме значительно уменьшить линейные напряжения в отливках, что на основе окиси магния

Остальное

2. Смесь по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что в качестве материала на основе окиси магния содержит магнезит.

3. Смесь по и. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что в качестве

ll 944723 технологической добавки содержит комплексное связующее состава", мас.3ь

1 3

Редактор P. Цицика

Заказ 5219/11

Безмасляный универсальный крепитель на основе перера%отки сернистых восточных нефтей (УСК)

Сея з ующее на:основе водорастворимых лигносульфонатов 1-2

Фенолоспирт 2 3

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР и 550217, кл. В 22 С J/00, 1975.

2. Патент ЧССР N 115749, юо кл. 31 С 1/Ol, 1965.

3. Авторское свидетельство СССР

N 732068, кл. В 22 С 1/18, 1976.

Составитель И Куницкая

Техред А. Бабинец Корректор E: рошко

Тираж 852 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

no,äåëàì изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/3 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4