Смесь для упрочнения оболочковых форм при прокаливании их без опок Советский патент 1985 года по МПК B22C1/00 

4ikk

to ю Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для получения оболочковых форм в литье по вьтлавляемьм моделям Известны в литейном производстве текущие смеси и суспензии для упрочнения оболочковых форм по выплавляемым моделям, включающие огнеупорньй наполнитель, связующее, катализатор и пенообразователь Cl 1 и С. . Однако данные смеси, как правило обладают плохой выбиваемостью после охлаждения отливок. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемо му эффекту является смесь Сз1, включающая кварцевый песок, пшак феррохромового производства, жидкое стекло и пенообразователь при следующем соотнощении ингредиентов, мас.%: Шлак феррохромового производства (катализатор9-11Жидкое стекло 14-16 Пенообразователь 0,2-0,3 Кварцевый песок Остальное Использование этой смеси для упро нения оболочковых форм при прокалива нии не устраняет обезуглероживание отливок,; так как атмосфера при прокаливании и заливке оболочек окислительная, что способствует образованию обезуглероженного слоя на отливках. Кроме того, смесь после прокалива ния и заливки форм расплавом спекает ся, что затрудняет процесс очистки отливок от оболочки. Цель изобретения - уменьшение обезуглероженного слоя на отливках, снижение осыпаемости форм в процессе и после прокаливания и увеличение степени разрущения упрочняющего слоя формы после заливки металла и при взаимодействии с водой. Указанная цель достигается тем, что смесь для упрочнения оболочковых форм при прокаливании их без опок, включающая кварцевый песок, щлак фер рохромового производства, жидкое стекло и пенообразователь, дополнительно содержит карбонат кальция и поваренную соль при следукнцем соотношении ингредиентов, мас.%: Шлак феррохромового производства 9-11 Карбонат кальция15-60 Жидкое стекло14-16 Пенообразователь 0,2-0,3 Поваренная соль 3-7 Кварцевый песок Остальное - Карбонат кальция в смеси для упрочнения блоков оболочковых форм под воздействием высоких температур при заливке металла разлагается на окись кальция и двуокись углерода, которая по своим свойствам при температуре более 850°С нестабильна и разлагается на окись углерода и кислород. Смесь этих газов создает защитную атмосферу, которая способствует уменьшению обезуглероженного слоя на отливках в процессе их затвердевания . Поваренная соль резко снижает прочность, опорного слоя после заливки и охлаждения оболочковых форм, что улучшает очистку отливок от упрочняющего слоя. Исследуют микроскопическим анализом обезуглероженный слой поверхности отливок, полученных в оболочке с упрочняющим слоем из смеси, включающей песок кварцевый, шлак феррохромового производства, жидкое стекло и пенообразователь как с добавкой карбоната кальция, так к без добавки, а также их выбиваемость (степень разрушения) после охлаждения отливок (таблица) при взаимодействии с водой. Используют жидкое стекло с модулем 2,6-2,9 и плотностью 1180-1200 кг/м, в качестве пенообразователя - контакт Петрова. Смесь для упрочняющего слоя приготавливают в смесителе. Загружают сьтучие материалы, перемешивают 5 мин. В отдельной емкости подготав-. ливают жидкие составляющие, выливают в смеситель. После перемешивания в течение 10 мин смесь готова к применению. Оболочковую форму устанавливают в гнездо поддона литниковой воронкой вниз. Устанавливают на поддон разъемньй пакет так, чтобы между оболочкой и жакетом образовался зазор не менее 15 мм. Заливают приготовленную смесь в жакет, включают вибрацию на 20-30 с и после затвердевания смеси жакет разбирают. Форму поворачивают на 180 и направляют на сушку. Сушат упрочняющий слой после самозатвердевания 20-30 мин в воздушной атмосфере при 100-120с.

Для прокаливания оболочки с упрочненным слоем загружают на поддонах в нагревательную печь (проходную, тупиковую, с газовым или электрическим обогревом) при 450-500с с последующим нагревом до ,и вьщержкой 1-1,5 ч. Цикл прокаливания оболочек составляет 4-5 ч.

Результаты микроскопического анализа обезуглероженного слоя отливок и степени разрушения опорного слоя . из смесей , содержащих добавку карбоната кальция и поваренной соли , а также без введения добавок приведены в табли це. .

СМЕСЬ ДЛЯ УПРОЧНЕНИЯ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ ПРИ ПРОКАЛИВАНИИ ИХ БЕЗ ОПОК, включанщая -кварцевый песок, пшак феррохромового производства. жидкое стекло и пенообразователь, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения обеэуглероженного слоя на отливках, снижения осыпаемости форм в процессе и после прокаливания и увеличения степени разрушения упрочняющего слоя формы после заливки металла и при взаимодействии с водой, смесь дополнительно содержит карбонат кальция и поваренную соль при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Шлак феррохромового производства9-11 Карбонат кальция 15-60 Поваренная соль 3-7 Жидкое стекло 14-16 (Л Пейообразователь 0,2-0,3 Кварцевый песок Остальное

Упрочнякиций слой из смеси с добав кой карбоната кальция меньше 15% пос ле воздействия вьюоких температур жидкого металла и при взаимодействии с водой не разрушается, а отливки, полученные в форме .с применением такой суспензии, имеют обезуглероженньй слой 0,45-0,55 мм (как в отливках, полученных в формах супрочненным слоем без добавки карбоната кальция и поваренной соли). Упрочняющий слой из смеси с добавкой карбоната кальция больше 60% после воздействия высоких температур жидкого металла и при взаимодействии с водой разрушается полностью (100%) однако наблюдается увеличение осьта.емости форм в процессе и после прокалки, так как теряется прочность. Для П1 едупреждения осьтаемости опорного слоя с сохранением полного разрушения при взаимодействии с водой в предлагаемую суспензию вводят поваренную соль в указанных выше пределах о При добавлении поваренной соли в смесь меньше 3% заметно увеличивается осыпаемость упрочняющего слоя. При добавлении поваренной соли в смесь больше 7% уменьшается газопроницаемость форм, что приводит к бра- ку отливок по газовым раковинам. Испытания смеси для упрочнения оболочковых форм, включающей кварцевьш песок, феррохромовый шлак, жидкое стекло, пенообразователь и упрочняющие добавки (карбонат кальция и поваренную соль), показали хорошее сцепление упрочняющего слоя с 3-4-х слойной оболочкой, изготовленной с этилсиликатным связующим. Брак отливок по газовым раковинам отсутствует, Охлажденные отливки после душирования водой освобождаются от упрочняющего слоя, так как он легко разрушается. Обезуглероживание поверхностного слоя отливок уменьшается по сравнению с отливками, полученными в оболочке с упрочняющим слоем без добавки карбоната кальция и поваренной соли. Таким образом, применение смеси для упрочнения оболочковых форм, включакицей кварцевьй песок, феррохр мовый шпак, жидкое стекло„ пенообра зователь и упрочняющие добавки (кар бонат калыщя и поваренную соль) , снижает глубину обезуглероженного слоя в отливках с 0,55 до 0,35 0,08 мм в результате создания восстановительной атмосферы при разложении карбоната кальция во время прокаливания и заливки оболочковых форм. Так как степень разрушения 126 упрочняющего слоя снижается со .100% при применении смесей без упрочняющих добавок до 85-15% при применении смеси с добавкой карбоната кальция и поваренной соли, то эти смеси разрушаются при душировании водой. Изобретение позволяет уменьшить трудоемкость очистки отливок от упрочняющего слоя, сократить расход дорогостоящего этилсиликата на 1015% за счет уменьшения количества слоев оболочковых форм с экономическим эффектом 100-150 руб на тонну годных отливок.