Смесь для изготовления захолаживающих элементов литейных форм и стержней

 

Союз Советских

Социалистических

Республик! 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву(22) Заявлено 17. 12. 80 (2) ) 3218163/22-02 с присоединение>и заявки М(23) Приоритет (5!)М. Кл.

В 22 С 1/04

Гооударотесниый комитет

ceca по делан изобретений и открытий (53) УДК 621. 772..4(088.8) Опубликовано 07;09.82. Бюллетень М 33

Дата опубликования описания 07.09.82!!gF(p1y á>. т фз

Н. И. Шадрин, Л. Я. Цыбуля, В. С. Олейник и В. Н. Иванов (72) Авторы изобретения

1м,.„у>...., и, Всесоюзный научно-исследовательский институт технологии арматуростроения (71) Заявитель (54) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАХОЛАЖИВАОЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ

ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ

59,83

36,32, 2,14

1.е71 ГЗ).

Изобретение относится к области литейного производства, а именно к составам формовочных и стержневых смесей, преимущественно для изготовления захолаживающих элементов литейных форм и стер>кней при изготовлении отливок иэ сплавов на медной основе.

Известно, что наибольшее распространение для направленного затвердевания металла в отливках и местного их захолаживания получили металлические холодильники (1 1.

Однако изготовление таких холодильников трудоемко, а применение не всегда возможно в трудно доступных местах отливок. Известан также смесь для изготовления литейных форм и стержней содержащая в качестве металлического огнеупорного наполнителя частицы алюминия и связующее на основе синтетической смолы (2 ).

Однако при изготовлении отливок на медной основе данную смесь невозможно применять в качестве местного холодильника из-эа низкой термостойкости ее наполнителя. Кроме того, для отвер>кдения такая смесь нуждается в дополнительной конвек" тивной сушке.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигае. мому результату является смесь для изготовления захолаживающих элементов литейных форм и стержней, содес жащая вес 3

Обогащенный молотый хромистый железняк

Чугунную или стальну>о дробь

Жидкое стекло

Водный раствор едкого натра плотностью 1,25 г/см

3 95

Использование данной смеси для захолаживания элементов отливок из медных сплавов не обеспечивает получения требуемой плотности металла в тепловых узлах отливок.

Целью изобретения является повышение плотности металла н тепловых узлах отливок.

Для достижения поставленной цели смесь для изготовления захолаживающих элементов литейных форм и стержней при производстве отливок преимущественно из медных сплавов, включающая обогащенный хромистый железняк, металлсодержащий материал и связующую систему, содержит в качестве металлсодержащего материала латунную . стружку при следующем соотношении компонентов вес.3:

Латунная стружка 23,8-33 7

Связующая система 4,2-8,3

Обогащенный хромистый железняк Остальное

В качестве связу>эщей системы пред ложения смесь содержит предпочтитель но 1,0-2,5 вес.3 карбамидо фурановой смолы, 2,0-4,0 вес.3 карбомидной смолы и 1,2 — 1,8 вес.l ортофосфорной кислоты.

Обогащенный хромистый железняк должен соответствовать обцим требованиям, предъявляемым к огнеупорным наполнителям в составе формовочных смесей. Вместо хромистого железняка для холоднотвердеющих смесей в качестве. огнеупорного наполнителя могут быть использованы также цирконовый песок, дистенсиллиманит, рутил, кварцевый песок и др.

В качестве карбамидо-фурановой смолы предпочтительно использовать

"фуритол-107", содержащую 37-384 фурилового спирта.

В качестве карбамидной смолы предпочтительно испольэовать КФ-Ж ((VOCT

14231-78 ).

В качестве ортофосфорной кислоты предпочтительно использовать концент рированную кислоту плотностью 1,651,75 г/см

Средний размер латунной стружки

"0,5-2,0 мм, причем обогащенный хромистый железняк и металлсодер>нащий материал подобраны по зернистости та ким образом, чтобы смесь была более плотной и имела максимальную теплопроводность. При содержании латунной стружки ниже ни>ннего предела ухуд

6131 4

5 о

25 зо

55 шаютсл захолаживающие свойства смеси ! а при содержании ее выше верхнего предела снижается плотность смеси и ухудшаются ее прочностные свойства.

При содержании ортофосфорной кислоты и синтетических связующих ниже нижнего предела не достигается заданная конечная прочность смеси, а при содержании их выше верхнего предела смесь имеет низкую скорость отверждения и повышенную газотворность.

Формирование прочности в предложенной смеси происходит вследствие реакции поликонденсации ме>кду карбамидно-фурановой смолой "Фуритол-107 карбамидоформальдегидной смолой (ф-Н и ортофосфорной кислотой. Введение обогащенного хромистого железняка и латунной стружки позволяет существенно повысить захолаживающую способность смеси. Кроме того, при взаимодействии окиси железа, содержащейся в хромистом железняке, с ортофосфорной кислотой образуются высокопрочные фосфаты, которые оказывают положительное влияние на прочностные и теплофизические характеристики смеси

Изобретение может быть проиллюстрировано следующим примером.

В табл.! приведены составы предлагаемых смесеи и состав смеси согласно. выбранному прототипу.

При приготовлении смеси в обогащенный хромистый железняк вводят латунную стружку, комплексное синтетическое связующее, состоящее из смеси карбамидно-фурановой смолы

"фуритол-107" и карбамидоформальдегидной смолы КФ-!!1, и перемешивают

2-3 мин., затем в смесь вводят ортофосфорную кислоту. Готовую смесь используют для изготовления захолаживаккцих элементов литейных форм и стержней °

Приготовленные из данной смеси образцы испытывали на разрыв через

30 мин, ч, 3 ч и 24 ч твердения.

Дополнительно испытывали смесь на теплопроводность по следующей методике: стандартный цилиндрический образец диаметром 50 мм и высотой

50 мм устанавливали в гильзу иэ теплоизолирующего материала таким образом, чтобы ни>кний торец образца находился в контакте с нагревателем, имеющим темперагуру 500 С. К центру образца был подведен термоэлемент

Т а б л и ц а 1

Содержание ингредиентов, вес.3 в смесях г (з ) Ингредиент

Обогащенный хромистый железняк Зерхнеднепровского горнообогатительного комбината

Карбамидно-фурановое связующее "Фуритол107"

59,83

70,0

65,0

60,0

1,0

2,0

2 5

Карбамидоформальдегидная смола

КФ-)К

3,0

1,6

4,0

2,0

Ортофосфорная кислота

1,2

1,8

Стружка латунная

23,8

28,4

33,7

Дробь латунная или сталь36,32 ная

Жидкое стекло пл. 1,50 г/см

2 14

Бодный раствор едкого натр-; пл. 1,25 гlсм

1 «71

5 95 для фиксации температуры в испытываемой смеси.

За величину теплопроводности принималось время, в течение которого температура образца в укаэанной точке замера повышалась с 30 до 250 С.

Результаты испытаний приведены в табл.2.

Из приведенных в табл.2 данных видно, что теплопроводность предложенной смеси в 1,5-1,8 раэ выше, чем у смеси-прототипа (величина теплопроводности обратно пропорциональна времени прогрева центра образца до заданной температуры ).

Благодаря повышенной теплопроводности смеси создается более эффективное направленное затвердевание медных сплавов и повышение плотности металла в тепловых узлах отливки. 0 плотности металла судили по наличию рихлот (мелких усадочных раковин ) на

6131 в темплетах, вырезанных из тепловых узлов технологических проб и проиэвод" ственных отливок.

Темплеты подвергали рентгенопросвечиванию. Наличие темных пятен на рентгенограмме темплетов соответствовало усадочным раковинам. Результаты испытаний, проведенных на партии технологических проб и отливок1

1О представителей, показали наличие усадочных дефектов (рыхлот) на отливках, полученных с использованием смесей, взятых за прототип и их отсутствие на отливках, полученных с

1З использованием предложенной смеси

Отсутствие усадочных раковин свидетельствует о повышении плотности металла в тепловых узлах отливок, полученных с использованием заход. лаживающих смесей на основе обогащенного хромистого железняка и латун" ной стружки.

956131

Таблица 2

Смесь по табл.1

) 3

Свойство смеси

Прочность на разрыв кгс/см, через: 0,5 ч 0,6

0,5

0,5

0,9

1,0

1 ч

1,0

3 ч

1,8

1,7

1 7

24 ч

10,0

12,0

9,0

36

24 часа

Живучесть мин

Теплопр0вод- ность, мин (время прогрева:центра образца от 30 до 250 С) 20

35-38

25

Формула изобретения

Составитель С. Тепляков.

Редактор Л. Утехина Техред М. Надь Корректорl1. Шароши

Заказ 6897/13 Тираж 752 Под пи с ное

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

l. Смесь для изготовления захолаживающих элементов литейных форм и стержней лри производстве отливок, преимущественно из медных сплавов, включающая обогащенный хромистый железняк, металлсодержащий материал и связующую систему, о т л и- 3$ ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения плотности металла в тепловых узлах отливок, она содержит в качестве металлсодержащего материала латунную стружку при следующем 40 соотношении ингредиентов, вес. :

Латунная стружка 23,8-23,7

Связующая система 4,2-8,3

Обогащенный хромистый железняк Остальное 45

2. Смесь по п.l, о т л и ч а юц а я с я тем, что в качестве связую щей системы она содержит 1,02,5 вес.Ф карбамидно-фурановой смолы, 2,0- 4,0 вес.3 карбамидной смолы . и 1,2-1;8 вес.3 ортофосфорной кислоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сосненко М. П., Святкин Б.К..

Общая технология литейного производства. М., "Высшая школа", 1975, с. 333-334.

2. Патент СССР И 593647, кл. В 22 С 1/00, 1974.

3. Производство отливок в энергомашиностроении.. Под ред. Примака И.Н и бречко А. А., !1., "Машиностроение"

Ленинградское отделение, 1976, с. 85, смесь И 17 (прототип).