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

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления форм и стержней из жид- костекольных смесей, отверждаемых тепловой сушкой.

Цель изобретения - улучшение выбиваемости смеси и снижение ее газотворности,

Смесь содержит огнеупорный наполнитель, жидкое стекло, водный раствор едкого натра, огнеупорную глину и вермикулярный графит в качестве разупрочняющей добавки.

Вермикулярный графит является интер- калированным соединением графита. Вермикулярный графит входит в состав экзотермической противоусадочной смеси Ферракс.

Водный раствор едкого натра введен в состав для живучести смеси, чтобы смесь не теряла своих технологических и пластических свойств. Плотность едкого натра 1,40 г/см3.

Жидкое стекло - это водный раствор растворимого силиката натрия, используется с модулем 2,6-3,0. плотностью 1470- 1510 кг/м , с содержанием двуокиси кремния 30,7-34% и окиси натрия 11,8-12.1%. В составе смеси жидкое стекло введено как связующее.

Глина огнеупорная введена в состав смеси для придания сырой прочности, чтобы форму можно было отделать после извлечения модели.

Кварцевый песок в смеси является огнеупорным наполнителем.

Введение в состав смеси вермикулярного графита позволяет разрушить силикатные пленки связующего и тем самым улучшить выбиваемость жидкостекольной смеси.

Os

со VI ю

00 4

Эффективное действие вермикулярного графита в процессе улучшения выбиваемо- сти объясняется тем, что при температурах заливки формы металлом происходит резкое увеличение, вермикулированного графита в обьеме (в интервале температур 800-1300°С до 250 раз), при этом развиваются значительные усилия, которые нарушают сплошность силикатных пленок связующего материала, что приводит к интенсивному их разрушению, обеспечивает разрыхление смеси и, сле- дователько, улучшает выбиваемость жидкостекольной смеси, удаление которой требует лишь незначительного усилия (легкого удара).

Процесс терморасширения вермикулярного графита объясняется также тем, что при повышении температуры (начиная с 800°С) происходит спиралевидный излом графитовых сеток, приводящий к значительному увеличению объема в результате частичного выброса противоионов интерка- ланта из межплоскостных зон графитовой матрицы, ведущего к электростатическому отталкиванию одноименно заряженных плоскостей графита, переходу части углеродных атомов графитовой сетки из Зр2 гибридного состояния в Зр3 гибридное состояние.

Таким образом, потенциальная энергия, содержащаяся в вермикулированном графите, расходуется на разрушение силикатных пленок связующего, облегчая выбиваемость при заливке сплавов в широком интервале температур. При этом металл характеризуется однородной структурой без газовых раковин. Последнее связано с тем, что вермикулированный графит не подвержен термодеструкции, как экстракт селективной очистки масляных дисциллятов, который выгорает при очень низких температурах, в смеси образуется жидкая фаза и наблюдается процесс спекания. Отсутствие интенсивного газовыделения при высоких температурах со стороны вермикулированного графита, таким образом, позволяет резко снизить газотворность смеси, повысить санитарно-гигиенические условия труда.

Приготовление смеси осуществляют следующим образом.

В бегуны загружают кварцевый песок, глину огнеупорную и вермикулярный графит и перемешивают 1-2 мин, после чего вводят предварительно перемешанные в течение 1 мин жидкое стекло, водный раствор едкого натра, смесь перемешивают еще 3 мин.

Составы смесей приведены в табл. 1.

Определение физико-механических и технологических свойств смеси проводили в соответствии с требованиями, предъявляемыми к материалам такого типа.

Прочность на сжатие и разрыв определялась на приборе Усманского завода по ГОСТ 23409.7-78. Газотворная способность определялась по ГОСТ 23409.12-78. Выбиваемость определялась по количеству ударов копра для выбивки образца из пробы и в пересчете на работу, выполненную бойком о испытуемый образец.

Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Из данных табл. 2 следует, что смесь по сравнению с прототипом в 2-2,5 раза обладает меньшей газотворностью, а выбиваемость смеси в 50-70 раз меньше.

Формула изобретения

Смесь для изготовления литейных форм и стержней, включающая огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния, едкий натр, жидкое стекло и угле- родсодержащую добавку,отл и чающаяся тем, что, с целью улучшения выбиваемое™ смеси и снижения ее газотворности, она дополнительно содержит огнеупорную глину, а в качестве углеродсодержащей добав- ки - вермикулярный графит при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Жидкое стекло6,0-7,0

Едкий натр0,6-1,0

Огнеупорная глина 2,1-2,5 Вермикулярный

графит0,8-1,8

Огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремнияОстальное

Таблица 1

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления литейных форм и стержней из жидкостекольных смесей, отвержда- емых тепловой сушкой. Цель изобретения - улучшение выбиваемости смеси и снижение ее газотворности. В составе смеси используются вермикулярный графит и огнеупорная глина. Смесь содержит, мас.%: жидкое стекло 6-7; едкий натр 0,6-1,0; огнеупорная глина 2,1-2,5; вермикулярный графит 0,8-1,8; огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния остальное. Использование вермикулярного графита и огнеупорной глины приводит к значительному нарушению сплошности силикатной пленки и, естественно, улучшению выбиваемости. Кроме того, вермикулярный графит не подвержен термодеструкции, в связи с чем резко снижается газотворность смеси. 2 табл.

Таблица 2