Смесь для изготовления литейных форм Советский патент 1985 года по МПК B22C1/00 B22C1/02 

I1

Изобретение относится к литейному производству, в частности к получени сырьк разовых песчано-глинистых литейных форм в поточно-механизированном и автоматизированном произволстве методом прессования.

Целью изобретения является повышение качества форм за счет улучшения хрупкопластичных свойств смеси при повышении ее уплотняемости и прочности.

В смеси используются в качестве глинистого материала глинаили бентонит, выполняющие функции связуГощего, в качестве огнеупорного мате риала на основе диоксида кремния кварцевый песок, в качестве технологических добавок - трехкольчатый метансульфированный новолачный продукт (ПФЛХ) в виде 30-40%-ного водного раствора, каменный уголь выполняет функцию противопригарной добавки, количество которой зависит от типа заливаемого металла (чугун, сталь и т,д„), а также от номенклатуры отливок, 45-52%-ный раствор кубовых остатков от дистилляции синтетических жирных кислот в уайт-спирите (КО) оказывает влияние на хрупкопластичные свойства смеси, характери зующие поведение уплотненной смеси..

Смесь готовят следующим образом.

Сначала загружают в смеситель огнеупорный материал, вводят ПФЛХ и воду, перемешивают 1-2 мин, затем добавляют глинистьпЧ материал и каменный молотьй уголь, перемешивают 6-7 мин, после чего вводят КО и окончательно перемешивают. Общее время перемешивания в лабораторных бегунах 10 мин.

Составы предлагаемой смеси, а также составы с КО и с ПФЛХ приведены в табл.1..

Влияние совместного присутствия ПФЛХ и КО на свойства смеси оцениваются для одного и того же состава: 90 мас.% кварцевого песка, 10 мас.% бентонита, 4 мас,% каменного угля, влажность смеси 3,5%.

Составы смесей с различным содержанием КО + ПФЛХ, только с ПФЛХ и без добавок (КО и ПФЛХ) приведены в табл.2.

Формовочная Смесь характеризуется следующими свойствами: первичные, независящие друг от друга, определяющиеся непосредственно физико-хими752

ческой природой ингредиентов смеси значения истинных коэффициентов внутреннего и внешнего тррния смесей, , их связность, прилипаемость, уплотняемость .(начальная и конечная плотность); вторичные,, технологические, характеризуюн(ие поведение смесей в рыхлом cocTdHHMH и в процессе уплотнения ( формуемость, текучесть, , прессуемостьи т.п.) зависящие от того или иного сочетаний независимьпс свойств , свойства, характеризующие поведение уплотненной смеси (прочность, хрупкопластичные свойства, осыпаемость), зависящие от первичных |и вторичных.

Пластичность смеси как технологическое свойство смеси характеризует ее способность к точному воспроизведению рельефа модели в процессе уплотнения; от этого свойства зависит качество отпечатка модели. Пластичность связана с коэффициентами внешнего трения смеси, ее текучестью, прессуемостью и тому подобное, т.е. это пластичность 1-го рода - одна из характеристик поведения смеси в процессе уплотнения.

Пластичность как технологическое свойство уплотненной формы характеризует ее способность сохранять целостность под нагрузками, например деформироваться в необходимых пределах под нагрузками без разрушения при протяжке, и зависит от хрупко пластичных свойств смеси, т.е. чем вьше пределы пластичности и прочности смеси, тем более сложные формы могут быть протянуты без подрывов и тем реже случаи брака по подрывам отдельных моделей. Это пластичность 11-го рода - одна из характеристик поведения формы под нагрузкой.

В то же время для сохранения целостности готовой формы после протяжки в процессе транспортных, отделочных и сборочных операций, а также под динамическим воздействием металла желательно обеспечение наибольшей прочности уплотненной смеси (особенно на срез) и ее максимальной плотности (во избежание раздутия .отливок). Предлагаемая смесь в отличие от известных, и обеспечивает повьшение предела пластичности смеси (11-го рода) при одновременном повышении ее уплотняемости (насып3ной и конечной плотности) и прочное ти« в результате, как показывают испытания, существенно снижается брак форм и обеспечивается сохранение це лостности форм при протяжке более сложных элементов моделей. Так, использование такойсмеси обеспечивает снижение брака с 30% на нулевой смеси до 9%, при этом .брак на известных смесях составляет смесь с 0,5% ПФЛХ 21%, с комбинированной добавкой (0,5% ПФЛХ +0,5% крахмалита) 13%. Как следует Из данных табл.2, . введение в формовочную смесь добавки (КО) в сочетании с понизителем вязкости глинистых смесей ПФЛХ обес печивает комплекс улучшенньЬс технологических свойств с более высокими показателями: текучесть по ступенчатой пробе, прессуемость, коэффициен уплотнения, хрупкоштастичных свойст смеси при повышении ее уплотняемости и прочностных свойств. 754 Кроме того, предлагаемая смесь имеет пониженное значение прилипаемости ее к модельной оснастке (хотя использование в отдельности КО и ПФЛХ пбвьшает ее), повьшенное содержание КО в составе смеси (более 1,0 мас.%) увеличивает осьшаемость, резко понижает прессуемость, а ПФЛХзначительно уменьшает индекс формуемости. Введение обеих добавок в количестве меньше 6,05 мас.% недостатосно для того, чтобы в смеси проявились требуемые положительные свояства. Получение улучшенных технологических свойств смеси позволяет изготавливать отливки более сложной конфигурации в процессе автоматизированного производства. Хорошая текучесть обеспечивает четкость отпечатка формы, что также сказьтается на улучшении качества форм и получаемых отливок. Таблица 1

СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЖТЕЙНЫХ ФОРМ, содержащая огнеупорный материал (на основе диоксида кремния), глинистый материал, трехкольчатый метансульфированный новолачный продукт (ПФЛХ), каменный уголь и воду, отличающаяс я тем, что, с целью повьшения качества форм за счет улучшения хрупкопластичных свойств смеси при повьшхении ее уплотняемости и прочности , смесь дополнительно содержит 4552%-ный раствор кубовых остатков от дистилляции синтетических жирных кислот в уайт-спирите(КО) при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Глинистый материал 5,0-12,0 Трехкольчатый метанi сульфированный новолачный продукт (ПФЛХ) 0,05-1,0 (Л 45-52%-ный раствор кубовых остатков от дистилляции синтетических жирных кислот в уайт-спиритеСКО) 0,05-1,0 Каменный уголь 0,01-5,0 Огнеупорный материал на основе диоксида кремнияОстальное

81,5

81,5

песок

Ю 10

1

1 4 3,5

4 3,5

уголь

Прочность при сжатии, кгс/см, копром

под давлением

80,9

10

1,0

0,6

4

Таблица 2

Прочность при срезе, кгс/см

под копром

под давлением

Текучесть по ступенчатой пробе, %

Пр1шипаемость,кгс/см Предел пластичности,% Индекс формуемости Насыпной вес, г/см Пл отн о с ть, г / см Брак форм, %

Продолжение табл.2