Смесь для изготовления полупостоянных литейных форм Советский патент 1991 года по МПК B22C1/02 B22C1/18 

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления полупостоянных литейных форм.

Цель изобретения - улучшение качества форм за счет повышения однородности смеси, ее уплотняемости и живучести, а также прочности после тепловой сушки и термостойкости.

Предлагаемая смесь содержит порошкообразные огнеупорные материалы, в качестве которых использованы корунд, шамотный порошок и огнеупорная глина, а в качестве связующего - алю- мохромфосфат плотностью 1,4-1,5 г/см3 и 10-60%-ный водный раствор одной из

карбоновых кислот или тринатрийфосфата. В качестве карбоновых кислот используют водные растворы Г авелевом, лимонной, винной или сульфосалици- .ловой.

Улучшение качества форм за счет повышения технологических свойств смеси достигается благодаря упрочняющему воздействию присутствующих в компонентах и их примесях окислов алюминия, железа, натрия и других взаимодействующих с фосфатным связующим. Введение в смесь.одной из карбоновой кислоты в виде насыщенного водного раствора приводит к тому, что вместо химической реакции связующее - активный

О5

00 4 СО ND

16

окисел протекают реакции связующее - карболовая кислота, активный окисел - карбоновая кислота с последующим взаимодействием продуктов этих реакций. Это, в свою очередь, ведет к увеличению времени протекания реакции.замещения в фосфатном связуюшем ионов во- дорода на ионы металла и резкому снижению экзотермического эффекта в реакциях взаимодействия компонентов смеси со связующим.

В итоге совокупность компонентов смеси позволяет получить эффект, заключающийся в повышении живучести, уплотняемости, гомогенности смеси, ее прочности и термостойкости, поскольку увеличение продолжительности структуронзменения смеси снижает вероятность образования в ней внутренних дефектов, а образующиеся с вводимыми добавками комплексы могут оказывать упрочняющее действие.

Алдомохромфосфатное связующее используют плотностью 1,4-1,5 г/см3, так.как при этих его характеристиках достигаются лучшие прочностные свойства смеси, живучесть, уплотняемость и однородность. Дисперсность частиц огнеупорных материалов глины, корунда и порошкообразного шамота составляет 0-3,0 мм.

Смесь готовят в смесителях иди бегунах. Сначала в течение .10 мин.перемешиваются сухие составляющие, затем в течение 3-10 мин (в зависимости от объема смеси) компоненты перемешиваются со связующим Добавку раствора одной из карбоновых кислот или три- ; натрийфосфата вводят преимущественно . на предварительной стадии в связующее указанной плотности, возможен ввод добавки в конце перемешивания. О готовности смеси после перемепивания судят по характерному изменению ее цвета. После приготовления смесь вылеживается в течение 20-30 мин (и более) , затем подается на формовку, t

Поскольку прочность смесей при их

уплотнении до удельных давлений порядка 10 МПа возрастает почти линейно, смесь может уплотняться на любом .прессовом агрегате при удельных давлениях 3-10 МПа, возможно также уплот нение пнёвмотрамбовкой. Перед сушкой .на поверхность формы желательно нанес ;ти теплсизолирующее покрытие. Повышен .ная долговечность форм достигается при следующем режиме сушки: медлен492 4

ном нагреве до 200°С со скоростью менее 100 град/ч, последующем подъеме температуры до 500-600°С со ско- ростъю 200 град/ч и выдержке при этой температуре в течение времени, необходимого для полного прогрева формы.

В табл. 1- показаны составы иссле- Q дованных смесей; в табл. 2 - их технологические свойства.

Живучесть смесей определяется клк время, в течение которого прочность на сжатие снижается на 15% от 5 первоначальной.

Коэффициент термостойкости определяется по формуле

&- ,оо%

К. - - - -- - - - - у

.га

где Gi и прочность материала на сжатие соответственно после одной и m теп- лосмен;

га - количество теплосмен. Чем меньше величина К, тем более термостоек материал формы.

Влияние технологических параметров приготовления смесей на их проч- ностные свойства показано в табл. 3 на примере исследуемой смеси 2 (в качестве добавки применяется водный раствор лимонной кислоты).

Данные табл. 1-3 показывают, что реализация изобретения позволит повысить живучесть смеси в 2-4 раза, прочность после термообработки в 1,5-3 раза, уплотняемость в 1,2 - 1,5 раза, термостойкость в 2-5 раз.

40

Формула изобретения

1. Смесь для изготовления полу- постоянных литейных форм, содержащая комплексный дисперсный огнеупорный наполнитель: шамотный порошок, корунд, огнеупорную глину и фосфатное связующее, отличающаяся тем, что, с целью улучшения качества форм за счет повышения однородности смеси, ее уплотняемости и живучести, а также прочности после тепловой сушки и термостойкости, она дополнительно содержит 10-60%-ный водный раствор карбоновых кислот или тринатрийфосфата, а в качестве фосфатного связующего - алюмохромфосфат плотностью 1,4-1,5 г/см3 при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Корунд Огнеупорная глина

Алюмохром- фосфат плотностью 1, 1,5 г/см3

Продолжение табл.2

Изобретение относится к литейному производству и может быт/, использовано для изготовления полупостоянных литейных форм. Цель - улуч- .шение качества форм за счет повышения однородности смеси, ее уплотняемссти и живучести, а также прочности после тепловой сушки и термостойкости. Смесь содержит, мае.2: корунд 10-20; огнеупорная глина 15- 20; алюмохромфосфат плотностью 1,4- 1,5 г/см3 14-18; 10-60%-ный водный раствор карбоновых кислот или три- натрийфосфат 0,5-2,5; шамотный порошок остальное. Улучшение качества форм при совместном введении в смесь водных растворов карбоновых кислот или тринатрийфосфата в сочетании с алюмохромфосфатом плотностью 1,4- 1,5 г/см3 позволяет повысить живучесть за счет снижения экзотермического эффекта, а также прочность после термообработки. Определенное соотношение фракционного состава огнеупорной основы позволяет повысить однородность смеси и ее прочность и термостойкость. 1 э.п. ф-лы, 3 табл. Ј (/)

Количество теплосмен до разрушения материала

- под живучестью понимают время сохранения пластичных свойств смеси, находящейся в закрытой таре;

-.живучесть определяется как время, в течение которого прочность на сжатие смесей, .хранящихся на воздухе, снижается на 15% от первоначальной; .

- однородность определяют путем замеров массы прокаленных при 900°С навесок, -взятых из различных объемов смеси; ААА - испытания проводят по ГОСТ.

I ТаблицаЗ

Параметры приготовления смеси

Плотность алюмохромфосфата, г/см3

Концентрация добавки Разбавленный

Насыщенный р

Количество частиц крупной фракции

шамоте, %

iO,Q8

±0,07

±0,07

6 после термообработки, МПа