ФОРМОВОЧНАЯ СМЕСЬ Российский патент 2010 года по МПК B22C1/02 

Предлагаемое изобретение относится к литейному производству, в частности к составам безводных формовочных смесей для изготовления литейных форм, и может быть использовано для изготовления литейных форм при производстве отливок из легкоплавких сплавов.

Одним из основных требований к безводным формовочным смесям, предназначенным для литья легкоплавких сплавов, является сохранение стабильности ее свойств при проведении многократных заливок, что обеспечивается, в частности, совместимостью углеводородных составляющих безводной формовочной смеси.

Для изготовления литейных форм известно применение песка кварцевого, структурообразователя, спирта и дизельного топлива (SU 1210315, В22С 1/02, 1984 г). Недостатком этого состава является высокая уплотняемость и низкая живучесть смеси.

Наиболее близким к заявляемому составу является безводная смесь (SU 1252013 А1, В22С 1/02, 23.08.1986), содержащая, мас.%:

Кварцевый песок 1,0-3,0 Бентонит 0,2-0,6 Нефтяные экстракты, полученные   от фенольной очистки дистиллятных   и остаточных масляных   фракций 0,01-0,09 Собственный возврат смеси   после механической   регенерации Остальное

Безводные формовочные смеси с использованием экстрактов нефтяных масел, имеют невысокую стабильность эксплуатационных свойств при многократных заливках легкоплавкого сплава и трудоемки в изготовлении.

Задачей изобретения является повышение оборачиваемости безводной формовочной смеси (многократности повторного использования) за счет введения в состав остаточного нефтяного масла, олеиновой кислоты и диоктилфталата.

Поставленная задача достигается тем, что в безводную формовочную смесь, содержащую бентонит, экстракты нефтяные и кварцевый песок, дополнительно введены остаточное нефтяное масло, олеиновая кислота и диоктилфталат, а в качестве бентонита - органобентонит, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

экстракты нефтяные 0,6-0,9 олеиновая кислота 0,04-0,07 диоктилфталат 0,03-0,05 остаточное нефтяное масло 2,3-3,5 органобентонит 5,0 - 7,8 кварцевый песок Остальное

Органобентонит представляет собой обработанный четвертичной аммониевой солью бентонит и является структурообразователем масляных сред, его введение обусловлено необходимостью повышения коллоидной стабильности смеси, содержащей остаточное нефтяное масло.

Остаточное нефтяное масло с олеиновой кислотой и диоктилфталатом в указанном соотношении позволяет существенно повысить оборачиваемость безводной формовочной смеси за счет образования более прочных дисперсионных связей с молекулами органобентонита.

Безводную формовочную смесь изготавливают путем загрузки в смеситель расчетного количества сухих компонентов кварцевого песка, органобентонита и последующего перемешивания в течение 2-4 мин до получения однородной массы, затем в смеситель добавляют расчетное количество предварительно смешанных углеводородных составляющих: остаточного нефтяного масла, экстракта нефтяного, олеиновой кислоты и диоктилфталата, содержимое перемешивают еще раз в течение 16-18 мин.

В качестве огнеупорного наполнителя в предлагаемых безводных смесях используется песок кварцевый мелкой фракции марки 1К₁О₃016 по ГОСТ 2138-84. Связующим веществом в смеси служит органобентонит по ТУ 95 2752-2000. В качестве дисперсионной углеводородной среды применяется смесь остаточного нефтяного масла (ТУ 38.101760-82), экстрактов нефтяных (ТУ 0258-018-48120848-2002), олеиновой кислоты (ТУ 9145-172-4731297-94) и диоктилфталата (ГОСТ 8728-88).

Ниже представлены составы (табл.1) и свойства (табл.2) безводных формовочных смесей.

Уплотняемость, прочность, газопроницаемость, осыпаемость определяли по ГОСТ 23409-78. Оценка оборачиваемости проводилась по специально разработанной методике. Образцы из изготовленной формовочной смеси подвергали тепловой обработке при температуре 110°С в течение 1 ч, затем контролировали по следующим параметрам - уплотняемость, прочность при сжатии, газопроницаемость, осыпаемость. Оборачиваемость смеси оценивалась по изменению контролируемых свойств относительно исходных. Смесь, прошедшая большее количество оборотов с наименьшими «падениями» свойств относительно исходных, считалась более склонной к сохранению исходных свойств, т.е. более оборотистой.

Из таблицы 2 следует, что составы №2, 3 и 4 превосходят прототип и по оборачиваемости - в 3-4, и по прочности - в 1, 2 раза. Оптимальное содержание в безводной формовочной смеси остаточного нефтяного масла - 2,3-5,5 мас.%, олеиновой кислоты - 0,04-0,07 мас.% и диоктилфталата - 0,03-0,05 мас.%.

При содержании в смеси данных компонентов меньше нижнего предела (состав № 1) существенно ухудшаются (увеличиваются) показатели осыпаемости, а при содержании их выше верхнего предела (состав № 5) снижается газопроницаемость и не происходит существенного увеличения прочности и оборачиваемости.

Изобретение относится к области литейного производства. Смесь содержит, мас.%: органобентонит 5,0-7,8; экстракты нефтяные 0,6-0,9; олеиновая кислота 0,04-0,07; диоктилфталат 0,03-0,05; остаточное нефтяное масло 2,3-3,5; кварцевый песок - остальное. Достигается повышение оборачиваемости формовочной смеси. 2 табл.

Формовочная смесь, содержащая бентонит, кварцевый песок, экстракты нефтяные, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит остаточное нефтяное масло, олеиновую кислоту и диоктилфталат, а в качестве бентонита - органобентонит при следующем соотношении компонентов, мас.%:
экстракты нефтяные 0,6-0,9 олеиновая кислота 0,04-0,07 диоктилфталат 0,03-0,05 остаточное нефтяное масло 2,3-3,5 органобентонит 5,0-7,8 кварцевый песок остальное