Смесь для изготовления литейных стержней и форм Советский патент 1988 года по МПК B22C1/20 

4: i4 NU

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам смесей для изготовления литейных стержней и форм за счет повьшения их податливости в расширении интервала температур прогрева, повьппения ности в сухом состоянии и термоустойчивости.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Демпфирующее действие вспученного вермикулита обусловлено высокой пористостью его структуры. Природный вермикулит представляет собой .сложный высокогвдратизированный алюмосиликат магния, характеризующийся непостоянным химическим составом. Плотность 2400-2700 кг/м, твердость 1,0- 1,5. Химический состав, в мас.%: MgO 14-25; , 3-17; FeO 1-3; SiO 34- 42; AliO, 10-17; 8-18.

Ha термограмме вермикулита отмечается ряд эндотермических эффектов, связанных с поэтапным удалением свободной, связанной н химически связанной воды, входящей в состав минерала в соответствии со структурной формулой ;

Mg,. (Mg, Fe)5.x AlSi,0,oT (ОН),

,

При прогреве до 900-1000 С происходит вспучивание вермикулита с увеличением его объема в 15-20 раз.

В спученный вермикулит поставляется в соответствии с требованиями ГОСТ 12865-675 имеет вид золотистой сыпучей массы с объемной массой при свободной засыпке 150 кг/м, при уп лотнении - 250 кг/м, коэффициент теплопроводности5 Вт (м.К): 0,070- Ор076 при 298 К; о,157-0,163 при 598 К. Температура плавления около 9473 К.

Введение в смесь вспученного вермикулита позволяет оптимизировать структурные параметры укладки зерен наполнителя Отсутствие воды в соста ве вспученного вермикулита способст- вует повьппению термостойкости и снижению газотворной способности стержней и форм. В качестве огнеупорного наполнителя используют кварцевый песок .

В качестве технических лигносуль- фонатов используют побочные продукты . целлюлозно-бумажного производства.

0

5

0

5

0

5

0

5

..

5

Крепитель КО представляет собой раствор кубовых остатков, полученньгх от дистилляции синтетических жирных кислот в уайт-спирите (1:1). Вводится в состав для повышения текзп ести сме.си при одновременном повышении прочности в отвержденном состоянии.

Бентонит соответствует маркам МТ/ /IT или М1/2Т2 по ГОСТ 3226-77, вводится в смесь для обеспечения манипу- ляционной прочности в сыром состоянии.

Натриевую селитру (натрий азотнокислый) ГОСТ 4197-74 применяют в качестве активатора отверждения.

Керосин ГОСТ 4753-68 применяют в качестве антиадгезионной добавки.

Для изготовления смеси согласно изобретению огнеупорный наполнитель перемешивают с бентонитом и натриевой селитрой в течение 1,5 мин, затем вводят материал на основе лигносуль- фонатов и перемешивают еще 5 мин для получения необходимой сьфой прочности смеси. Далее дозируют крепитель КО, вспученный вермикулит и перемешивают 45 с. После этого вводят керосин и через 30 с смесь готова к употреблению. Готовую смесь общепринятыми способами заформовываю г в оснастку. Формы и стержни сушат при 180-220 С в течение 2,0-3,0 ч до остаточной ности 0,2%.

Осуществление изобретения иллюстрируется на примере изготовления центровых стержней (габаритный размер 680 300 75 мм, масса 17 кг) отливок блок-картеров двигателей.

Составы смесей, их высокотемпературные свойства, а также сравнительная характеристика отливок приведены соответственно в табл, 1 и 2.

Оценку термостойкости производили по прочности образцов при растяжении в холодном состоянии после выдержки при 973 К в течение 1 мин,

В качестве критерия податливости смеси использовали величину остаточных напряжений, определяемьрс тензо- метрированием по методу отверстия в литой, пробе типа втулки с внутренним и внешним диаметрами 150 и 170 мм и высотой 150р материал - легированный чугун СЧ2,5.

Реализация изобретения позволяет повысить податливость стержней и форм, в 1,2-2,1 раз в широком интервале температур прогрева (практичес31444050

ки без ограничения по видам заливаемых сплавов), увеличить прочность в сухом состоянии в 1,4-1,7 раз, повысить термоустойчивость в 1,3-3,7 раз.

Формула изобретения

Продолжение табл.1

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам смесей для изготовления литейных стержней и форм теплового отверждения. Цель изобретения - улучшение качества стержней и форм за счет повьш1ения их податливости в расширенном интервале температур прогрева, повьшзения прочности в сухом состоянии и термоустойчивости. Состав смеси, мас.%; технические лигносульфонаты 2,5... 6,0; крепитель КО - кубовые остатки от дистилляции синтетических жирных кислот в уайт-спирите О,5...4,0; бентонит 0,1...2,2; натриевая селитра 0,1...О,5; керосин О,10...О,25; вспученный вермикулит 0,1...3,0; кварцевый песок - остальное. Изобретение позволяет повысить податливость; стержней и форм в 1,2...2,1 раза .в широком интервале температур прогрева (практически без ограничения по видам заливаемых сплавов), увеличить прочность в сурком состоянии в 1,4... 1,7 раза, повысить термоустойчивость в 1,3;..3,6 раза. 2 табл. с (Q

Смесь для изготовления литейных стержней и форм теплового отверждения, содержащая кварцевый песок, технические лигносульфонаты, крепитель КО - кубовые остатки от дистилляции синтетических жирных кислот в уайт- спирите, натриевую селитру, керосин и демпфирующую добавку, отличающая с я тем, что, с целью улучшения качества стержней и форм за счет повьппения их податливости в расширенном интервале температур прогрева, повышения прочности в сухом состоянии и термоустойчивостиj смесь в качестве демпфирзтощей добавки содержит вспученный вермикулит, дополнительно бентонит при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Технические лигносульфонаты2,5-6,0 Крепитель КО - бовые остатки от дистилляции синтетических жирных кислот в уайт-спирите 0,5-4,0 Бентонит 0,1-2,2 Натриевая селитра 0,1-0,5 Керосин 0,1-0,25 Вспученный вермикулит 0,1-3,0 Кварцевый песок Остальное

Таблица 1

Ингредиенты

Содержание ингредиентов, мас.%, в смесях

1

HI

2,54,26,0

0,52,24,0

0,10,30,5

0,10,130,25

Бентонит

Вспученный вермикулит

Кварцевый песок

0,11,1 2,2

0,11,5 3,0

96,6 90,57 84,05

Прочность на растяжение в сухом состоянии, МПа 1,0 1,53 1,72

Прочность на

сжатие в сыром

состоянии, МПа 0,006 0,008 0,01

Гигроскопичность, %

Газопроницаемость, ед.

0,18 0,23 0,30.

165 155 . 145

Термоустойчи- вость (прочность при растяжении в холодном состоянии при 973 к в течение 1 мин), МПа

Газотворность, см /г

Максимальная величина остаточных напряжений в литой пробе, МПа

0,32 0,67 0,93

6,8 9,3 12,1

72 54

41

Поверхность чистая, дефектов не наблюдается