СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ Российский патент 2001 года по МПК B22C1/00 

Изобретение относится к металлургии, в частности к составам формовочных и стержневых смесей.

Известны различные составы смесей для изготовления литейных форм и стержней, однако каждая из которых имеет как свои преимущества, так и свои недостатки.

Известна смесь, содержащая 4,5-5,5% жидкого стекла, 0,9-1,1% едкого натра, 0,8-1,0% экстракта селективной очистки масляных дистилляторов и огнеупорный наполнитель.

Эта смесь имеет хорошую прочность и неудовлетворительную выбиваемость, поэтому требует усовершенствования (см. а.с. N 627904 B 22 C 1/02, БИ N 38, 1978).

Известна такая смесь, содержащая 84-88% огнеупорного наполнителя, 12-16% диатомитовой крошки и 5,3-5,9% жидкого стекла (см. а.с. N 648322 B 22 C 1/02, БИ N 7, 1979 г.).

Эта смесь имеет улучшенную текучесть при сниженной прилипаемости ее к оснастке. Однако выбиваемость смеси оставляет желать лучшего.

Наиболее близкой по технической сущности к разрабатываемой является смесь по а. с. N 1411089 A1, B 22 C 1/00, 23.07.88, включающая огнеупорный наполнитель, 4,0-6,0% жидкого стекла, 0,5-1,5% едкого натра, 0,8-1,2% гидролизной смолы (побочный продукт от сернокислого гидролиза лигниносодержащего сырья).

Однако и эта смесь не лишена недостатков вышеуказанных смесей.

Технический результат настоящей разработки заключается в повышении прочности смеси и улучшении выбиваемости ее из отливок.

Это достигается тем, что смесь для изготовления литейных форм и стержней, включающая огнеупорный наполнитель, жидкое стекло, едкий натр и гидролизную смолу (побочный продукт от сернокислого гидролиза лигниносодержащего сырья), содержит вышеуказанные компоненты в следующем соотношении, вес.%:
Едкий натр (10% водный раствор) - 0,5-1,0
Гидролизная смола (побочный продукт от лигниносодержащего сырья, сернокислотного) - От более 1,2 до 2,0
Жидкое стекло - 5-7
Огнеупорный наполнитель - Остальное
Пример.

Для приготовления смеси применяется кварцевый песок KО2A Чаадаевского карьера Пензенской области. Замес по массе кварцевого песка составлял 2,5-3,0 кг, в качестве связующего применялось жидкое стекло в количестве 5,0-7,0%, 10% водный раствор едкого натра 0,5-1,0%. Гидролизная смола в пределах 5-30% от количества жидкого стекла, т.е. 1,2-2,0%, вес.% в целом по массе смеси. Всего исследовались 6 составов стержневой смеси. Основные компоненты оставались постоянными, а состав гидролизной смолы изменялся в пределах 5, 10, 15, 20, 25 и 30% от количества жидкого стекла.

Технология приготовления стержневой смеси: в бегуны засыпался сухой кварцевый песок, затем подавалась гидролизная смола, компоненты перемешивались в сухом состоянии 2-3 мин, после чего подавалось жидкое стекло и шло перемешивание 2 мин, затем подавался раствор жидкого натра и шло перемешивание 2 мин.

Приготовленная смесь, с целью равномерности, вымешивалась в течение 0,5 часа, после чего изготавливались стандартные образцы на сырую (цилиндрические) и сухую (восьмерки) прочность газопроницаемость.

Сушка образцов осуществлялась в сушильном шкафу при температуре 200-250^oC в течение 15-20 мин, параллельно упрочнению производилась продувка образцов углекислым газом.

Стержни диаметром 50 мм и высотой 70 мм изготавливались в стандартном стержневом ящике из смеси обычного состава и из опытной смеси с добавкой гидролизной смолы.

Исследования проводились одновременно. Стержни устанавливались в опытную форму, размер отливки имел следующие размеры: 260 х 120 х 60 мм. Заливка форм производилась серым чугуном при температуре 1300-1320^oC. После заливки формы выдерживались до полного охлаждения отливок, затем стержни из отливок - пробы выбивались на лабораторном копре. Выбиваемость определялась по числу ударов копра.

Результаты некоторых исследований приведены в табл. 1.

Физико-химические свойства стержневых смесей приведены в табл. 2.

Прочность сырых образцов возрастает пропорционально увеличению гидролизной смолы. Увеличивается прилипаемость смеси к рабочей поверхности стержневого ящика, газопроницаемость смеси - высокая и остается в пределах допустимости. С повышением содержания в смеси гидролизной смолы повышается газотворная способность.

Выбиваемость жидкостекольных смесей возрастает с повышением содержания в смеси гидролизной смолы и доходит до оптимальной, т.е. стержень из отливки выбивается совместно с выбивкой литейной формы, выбиваемость опытной смеси близка к выбиваемости песчано-смоляных.

Действие добавки гидролизной смолы основано на оптимальной комбинации неорганического и органического материалов. Как видно из табл. 2, применение гидролизной смеси в пределах от более 1,2 до 2,0% обосновано и дает положительный эффект.

Применение в качестве минимальной добавки гидролизной смолы к жидкостекольной смеси позволяет в 15-20 раз снизить работу выбивки стержней отливок.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для изготовления литейных форм и стержней. Смесь содержит, вес.%: жидкое стекло - 5-7; едкий натр (10% водный раствор) 0,5-1,0; гидролизная смола (побочный продукт от сернокислотного лигниносодержащего сырья) - от более 1,2 до 2,0; огнеупорный наполнитель - остальное. Указанное соотношение ингредиентов позволяет повысить прочность смеси и улучшить ее выбиваемость. 2 табл.

Смесь для изготовления литейных форм и стержней, включающая огнеупорный наполнитель, жидкое стекло, едкий натр и гидролизную смолу (побочный продукт от сернокислотного гидролиза лигниносодержащего сырья), отличающаяся тем, что компоненты содержатся в следующем соотношении, вес.%:
Жидкое стекло - 5 - 7
Едкий натр (10% водный раствор) - 0,5 - 1,0
Гидролизная смола (побочный продукт от сернокислотного лигниносодержащего сырья) - От более 1,2 до 2,0
Огнеупорный наполнитель - Остальное