ХОЛОДНОТВЕРДЕЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ Российский патент 2002 года по МПК B22C1/16 

Изобретение относится к холоднотвердеющим смесям, используемым для изготовления литейных форм и стержней в металлургической промышленности.

Фосфатные холоднотвердеющие смеси, разработанные в последнее время, принадлежат к легко выбиваемым, малотоксичным композициям с регулируемыми свойствами. Их широкое внедрение в литейном производстве обеспечивает экономию ресурсов и улучшение условий труда.

В основе железофосфатных холоднотвердеющих смесей лежит использование в качестве отвердителей железосодержащих материалов, различных по химическим и минералогическим свойствам. Среди них наибольшее распространение получили трифолин, крокус, железорудный концентрат и различные отходы промышленного производства. В качестве жидкого компонента в таких системах используют либо Н₃PO₄ , либо ее модифицированный вариант - алюмохромфосфатную связку. Недостатком последней является высокая стоимость, хрупкость и гигроскопичность. По указанной причине проводится разработка композиций с улучшенным комплексом свойств.

Известна [SU 1028413, кл. В 22 С 1/16, 1983 г.] холоднотвердеющая смесь для изготовления литейных форм и стержней, включающая огнеупорный наполнитель на основе кремнезема, алюмохромфосфатное вяжущее и отвердитель - триэтаноламин, при использовании которой улучшается чистота поверхности отливок из сплавов на медной основе. К ее недостаткам относятся высокая токсичность триэтаноламина и ограниченная область применения смеси.

Известен [SU 1660830, кл. В 22 С 1/02, 1989 г.] состав смеси для изготовления литейных форм и стержней, отверждаемой тепловой сушкой, включающий, мас.%: алюмохромфосфатное связующее - 2,5-3,5, соединение на основе полиглицеринов - 0,3-0,9, продукт взаимодействия Y-аминопропилтриэтоксисилана и диэтиленгликоля - 0,1-0,5, огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния - остальное. Смесь характеризуется повышенной живучестью и газопроницаемостью. Ее существенными недостатками являются невысокая термостойкость, дефицитность входящих в нее компонентов, необходимость использования тепловой сушки при отверждении.

Наиболее близкой по технической сущности является смесь для изготовления литейных форм и стержней [SU 1662736, кл. В 22 С 1/02, 1989 г.], обладающая повышенной живучестью и содержащая, мас. %: алюмохромфосфатное связующее - 4,0-6,0, трифолин - 4,0-6,0, огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния - остальное. Ее недостатки - хрупкость, гигроскопичность, повышенная осыпаемость и разупрочнение.

Технической задачей изобретения является оптимизация состава смеси для изготовления литейных форм и стержней с целью снижения гигроскопичности и осыпаемости, повышения живучести и прочностных характеристик.

Поставленная цель достигается тем, что в известной смеси алюмохромфосфатное связующее заменено на модифицированную метилолмочевинами алюмохромфосфатную связку, в которой метилолмочевины и алюмохромфосфаты находятся в виде сложноэфирных соединений, а в качестве отвердителя взят железоокисный отход производства.

Модификация позволяет снизить гигроскопичность и осыпаемость литейных форм и стержней, повысить живучесть композиции, избежать ее разупрочнения после отверждения.

С другой стороны, изменяя содержание метилолмочевин в алюмохромфосфатном вяжущем, можно добиться целенаправленного улучшения рабочих характеристик холоднотвердеющей смеси.

Сущностью предлагаемого решения является смесь для изготовления литейных форм и стержней, содержащая огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния, алюмохромфосфатное связующее, модифицированное метилолмочевинами и железоокисный отвердитель - отход металлургического производства.

Предлагаемое техническое решение отличается от известных тем, что с целью повышения живучести смеси, снижения осыпаемости и избежания разупрочнения после отверждения, она в качестве связующего содержит алюмохромфосфатную связку, модифицированную на стадии синтеза 0,6-1,1 мас.% метилолмочевин, а отвердителем служит железоокисный отход металлургического производства при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: модифицированное алюмохромфосфатное связующее - 3-6; железоокисный отвердитель - 1-4; огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния - остальное.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется примерами, приведенными в таблице.

При изготовлении смеси для литейных форм и стержней использовали отход металлургического производства следующего состава, мас.%: окислы железа - 53; СаО - 0,5; MgO - 8,4; Al₂О₃ - 6,8; Cr₂О₃ - 1,5; SiO₂ - 29,8.

Сравнительная характеристика смесей для получения литейных форм и стержней, изготовленных в закрытом катковом смесителе периодического действия по примерам осуществления предлагаемого способа и по прототипу, представлена в таблице.

Из описания изобретения и таблицы видно, что по заявленному техническому решению удается получать смеси для литейных форм и стержней с повышенной живучестью, низкой осыпаемостью, улучшенными показателями прочности на сжатие и разрыв, неразбухающие в воде после отверждения.

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления литейных форм и стержней. Смесь включает следующие ингредиенты, мас. %: алюмохромфосфатное связующее, модифицированное на стадии синтеза метилолмочевинами 2-6; железоокисный отход металлургического производства 1-4; огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния - остальное. Модифицирование алюмохромфосфатного связующего 0,6-1,1 мас.% метилолмочевин позволяет снизить гигроскопичность и осыпаемость литейных форм и стержней, повысить живучесть композиции, избежать ее разупрочнения после отверждения. 1 табл.

Холоднотвердеющая смесь для изготовления литейных форм и стержней, включающая огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния, металлофосфатное связующее и железоокисный отход металлургического производства, отличающаяся тем, что в качестве металлофосфатного связующего она содержит алюмохромфосфатное связующее, модифицированное на стадии синтеза метилолмочевинами, взятыми в количестве 0,6-1,10 мас.%, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
Модифицированное алюмохромфосфатное связующее - 2 - 6
Железоокисный отход металлургического производства - 1 - 4
Огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния - Остальное1