СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ФОРМОВОЧНОЙ СМЕСИ ДЛЯ МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ Российский патент 2005 года по МПК B22C1/00 

Изобретение относится к литейному производству и может найти применение при изготовлении отливок из магниевых сплавов литьем в песчано-глинистые формы.

Известен способ приготовления формовочной смеси, в котором с целью стабилизации физико-механических свойств смеси в качестве защитной присадки используют магний хлористый шестиводный (а.с. 548357, заявлено 08.09.75, М.кл. В 22 С 1/02). Однако использование данного способа не позволяет эффективно защитить расплав от окисления потому, что защитная присадка состоит только из одного компонента.

Также известен способ приготовления формовочной смеси для магниевых сплавов, включающий введение в смесь защитной присадки, состоящей из мочевины, борной кислоты и противоокислительного компонента, и перемешивание смеси. Компоненты защитной присадки предварительно перемешивают и нагревают до температуры 180-200°С, а затем вводят в смесь в виде твердого пористого продукта. В качестве противоокислительного компонента используют серную кислоту (а.с. №330899, заявлено 13.06.70, М.кл. В 22 С 1/06).

Наличие в формовочной смеси присадки, состоящей из нескольких компонентов, позволяет более эффективно защищать расплав от окисления, но такой способ приготовления формовочной смеси имеет следующие недостатки.

1. При приготовлении присадки все три ее компонента реагируют между собой, и в результате этой реакции образуется твердый пористый продукт, при замешивании которого в формовочную смесь происходит неравномерное распределение этого продукта в смеси. В результате получается неоднородная формовочная смесь, что служит причиной образования в отливках литейных дефектов, таких как вскипы, окисные включения и засоры.

2. При смешивании компонентов присадки происходят фазовые превращения, на что требуется дополнительное время, и это увеличивает время приготовления смеси.

3. Необходимость в нагревании компонентов присадки также увеличивает время приготовления смеси и, кроме того, увеличивает энергозатраты на приготовление формовочной смеси, что приводит к образованию газовыделений и ухудшению санитарно-гигиенических условий труда.

4. Недостаточная защита расплава от окисления ввиду слабой реакции готовой присадки с водой, находящейся в смеси.

Технической задачей изобретения является исключение реакции между компонентами присадки, приводящей к образованию твердого пористого продукта, что обеспечивает равномерность распределения компонентов присадки в формовочной смеси, стабильность ее физико-механических свойств, а также исключение операции нагревания компонентов присадки, что сокращает время на приготовление смеси и улучшает условия труда.

Дополнительной технической задачей является защита расплава от окисления за счет активизации реакции гидролиза.

Поставленная техническая задача решается тем, что способ приготовления формовочной смеси для магниевых сплавов включает введение в смесь защитной присадки, состоящей из мочевины, борной кислоты и противоокислительного компонента, а также перемешивание смеси.

Новым в изобретении является то, что в качестве противоокислительного компонента используют сульфат алюминия, при этом его и мочевину предварительно измельчают, затем вводят в смесь поочередно мочевину, борную кислоту и сульфат алюминия, а перемешивание смеси осуществляют при введении каждого компонента присадки.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Компоненты присадки, мочевину и сульфат алюминия размалывают поочередно в конверторе.

Размолотые материалы просеивают через сито. Смешивание мочевины и сульфата алюминия ввиду их взаимодействия не допускается.

Затем в формовочную смесь поочередно вводят мочевину и борную кислоту. После введения каждого из этих компонентов формовочную смесь перемешивают. Затем вводят сульфат алюминия, и смесь вновь перемешивают.

После введения в формовочную смесь сульфата алюминия происходит его реакция с водой, находящейся в формовочной смеси, и интенсивное отнятие влаги из слоев формы, прилегающих к отливке, что уменьшает возможность окисления металла.

Компоненты присадки, введенные в смесь таким способом, не образуют твердых продуктов, благодаря чему равномерно распределяются в смеси.

Предлагаемый способ позволяет обеспечить стабильность физико-механических свойств смеси, уменьшить время и энергозатраты на приготовление смеси.

Ниже приведена таблица, в которой приведены сравнительные значения физико-механических свойств формовочных смесей, приготовленных по способу, описанному в прототипе, и предлагаемому способу.

Средние значения физико-механических свойств смесиСпособ приготовления формовочной смеси с предварительным приготовлением присадки.Предлагаемый способ приготовления формовочной смесиПредел прочности на сжатие, кг/ см²0,40,45Газопроницаемость, ед.125130Снижение убытков от брака по магниевому литью (вскипы, окисные включения, засоры)-на 1,5%Влажность, %4,23,9

Из приведенной таблицы видно, что благодаря равномерности распределения компонентов присадки в смеси увеличились предел прочности на сжатие, газопроницаемость формовочной смеси, уменьшился процент брака. Благодаря использованию в качестве противоокислительного компонента сульфата алюминия уменьшилась влажность формовочной смеси.

Изобретение может быть использовано при изготовлении отливок из магниевых сплавов литьем в песчано-глинистые формы. В формовочную смесь вводят защитную присадку, состоящую из мочевины, борной кислоты и сульфата алюминия. Мочевину и сульфат алюминия предварительно измельчают до порошкообразного состояния. Мочевину, борную кислоту и сульфат алюминия вводят в формовочную смесь поочередно. После введения каждого компонента присадки формовочную смесь перемешивают. Равномерное распределение в смеси компонентов присадки обеспечивает стабильность физико-механических свойств смеси, уменьшение времени и энергозатрат на приготовление смеси. 1 табл.

Способ приготовления формовочной смеси для магниевых сплавов, включающий введение в смесь защитной присадки, состоящей из мочевины, борной кислоты и противоокислительного компонента, а также перемешивание смеси, отличающийся тем, что в качестве противоокислительного компонента используют сульфат алюминия, при этом его и мочевину предварительно измельчают до порошкообразного состояния, затем вводят в смесь поочередно мочевину, борную кислоту и сульфат алюминия, а перемешивание смеси осуществляют при введении каждого компонента присадки.