Смесь для изготовления литейных форм и стержней Советский патент 1976 года по МПК B22C1/02 

1

Изобретение относится к области литейного производства, а именно к смесям для изготовления литейных форм и стержней.

В практике литейного производства широко распространены песчано-глинистые смеси, включающие огнеупорный наполнитель, сухую формовочную глину (огнеупорная глина, бентониты) и воду 1J. Вода вводится в процессе приготовления указанных смесей. С учетом требований, предъявляемых к формуемости и прочности в сыром состоянии песчаноглинистой смеси, последняя в готовом виде должна обладать консистенцией пластичной массы. Ввиду этого затрудняется операция заполнения смесью оснастки, а операция формоО|бразования требует приложения значительного силового воздействия, например встряхивания, прессования и т. п. Кроме того, необходимость равномерного распределения воды в массе сухих ингредиентов (кварцевом песке, глине) предъявляет повышенные требования к качеству перемешивания и резко удлиняет сам процесс смесеприготовлепия.

В практике литейного производства далеко не всегда удается обеспечить оптимальные условия смесеприготовлепия, и это обусловливает нестабильность как свойств песчано-глинистых смесей, так и процессов формообразования с их использованием. Наиболее близкой к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является песчано-глинистая смесь, включающая огнеупорный наполнитель, формовочную глину, воду и добавку полиалкиламинов 2. Добавка полиалкиламинов повышает текучесть смеси, за счет чего улучшается заполнение смесью оснастки и облегчается опера-ция формообразования. Однако и в этом случае введение воды в процессе перемешивания приводит к недостаткам, которые были отмечены выше.

Целью настоящего изобретения является упрощение и повышение стабильности процессов смесеприготовления и формообразования, улучшение заполняемости смесью оснастки.

Для достижения поставленной цели смесь, включающая огнеупорный наполнитель и формовочную глину, дополнительно содержит соединения, выбранные из ряда неорганических влаготворных веществ, представляющих собой сочетание активируемых веществ и активаторов, взятых в весовом отношении 1:1--4:1, при следующем соотношении ингредиентов, вес. %:

Глина0,5-12,0

Соединения, выбранные

из ряда неорганических влаготворных веществ 4,,0 Огнеупорный наполнитель Остальное. В качестве активируемых веществ смесь содержит кристаллогидрат кальциевой селитры

Са(ЫОз)24Н20 или кристаллогидрат сернокислого аллюминия А12(5О4), или кристаллогидрат сульфата натрия Na2S0410Н2О. В качестве активаторов смесь содержит щелочь или бикарбонат натрия ЫаНСОз или кристаллогидрат кальциевой селитры Ca(NO3)2-4H2O.

В качестве щелочи могут быть использованы гидроокиси натрия, калия, лития.

Как -будет показано ниже, кристаллогидрат кальциевой селитры может быть использован в одних случаях как активируемое вещество, а в других - как активатор.

В качестве наполнителя могут применяться кварцевые пески, отработанная формовочная смесь, измельченные кварцит или шамот, цирконовые и оливиновые пески и др.

В качестве формовочной глины может применяться как обычная огнеупорная, так и бентониты.

При необходимости в смесь могут быть введены добавки каменноугольной пыли, графита, асбестовой крошки.

Сущность механизма действия влаготворных веществ заключается в превращении связанной в кристаллогидратах воды в свободную. dTO превращение происходит в результате химического взаимодействия активируемых веществ и активаторов.

Ьлагодаря этому достигаются следующие преимущества: во-первых, нет необходимости во введении в процессе перемешивания свободной воды; во-вторых, равномерное распределение сухих компонентов происходит в течение минимального времени перемешивания (до 50 сек); в-третьих, резко облегчается занолняемость оснастки смесью, поскольку сыпучесть готовой смеси близка к сыпучести сухого кварцевого песка, и исключаются или резко уменьшаются затраты энергии на уплотнение смеси в оснастке: в-четвертых, выделение воды в свободном состоянии происходит в течение некоторого промежутка времени одновременно по всему объему смеси, за счет чего улучшается однородность смеси.

При необходимости готовая смесь может быть получена в полувлажном или во влажном состояниях. Для этого необходимо увеличить продолжительность смешивания сухих компонентов до 2-7 мин, т. е. форсировать протекание реакций выделения свободной влаги уже в процессе перемешивания.

Для наилучшего влаговыделения целесообразно сочетать между собой активируемые вещества и активаторы в следующих весовых соотношениях: кристаллогидрат кальциевой селитры, кристаллогидрат сернокислого алюминия и бикарбонат натрия как 1:1:0,3: кристаллогидрат кальциевой селитры, бикарбонат натрия и щелочь как 1:0,4:0,36; кристаллогидрат кальциевой селитры, кристаллогидрат сульфата натрия и бикарбонат натрия как 1:1:0,4; кристаллогидрат кальциевой селитры и щелочь как 1:0,5; кристаллогидрат кальциевой селитры и бикарбонат натрия как 1:0,8; кристаллогидрат сульфата натрия и кристаллогидрат кальциевой селитры как 1:1; кристаллогидрат сернокислого алюминия и щелочь как 1:0,4; кристаллогидрат сульфата натрия и бикарбонат натрия как 1:0,5; кристаллогидрат сернокислого алюминия и кристаллогидрат кальциевой селитры как 1:0,6. Изобретение иллюстрируется следующим примером.

Приготавливают смеси, имеющие следующий состав, вес. %:

Кварцевый песок 1 К016А

с глиносодержанием 0,35%84

Глина огнеупорная6

Благотворные вещества10

Всего приготавливается 8 рецептур смесей указанного состава, которые отличаются номенклатурой влаготворных компонентов, их количеством (2 или 3) и качественным составом (одно активируемое вещество и один активатор, два активируемого вещества и один активатор).

CiwecH приготавливались в скоростном смесителе.

Рецептуры примененных влаготворных веществ и технологические свойства смесей представлены в таблице.

Как видно из таблицы, все смеси обладают высокими технологическими свойствами и в то же время находятся по завершению перемешивания в сухом или полувлажном состоянии, что обеспечивает достижение поставленных в настоящем изобретении целей.

Формула изобретения

1. Смесь для изготовления литейных форм и стержней, включаюш,ая огнеупорный наполнитель и глину, отличающаяся тем, что, с целью упрощения и повышения стабильности процессов смесеприготовления и формообразования, улучшения заполняемости оснастки смесью, она дополнительно содержит соединения, выбранные из ряда неорганических влаготворных веществ, представляющих собой сочетание активируемых веществ и активаторов, взятых в весовом отношении 1:1-4:1, при следующем соотношении ингредиентов, вес. %:

Глина0,5-12,0

Соединения, выбранные из ряда неорганических влаготворных веществ4,0-32,0

Огнеупорный наполнитель Остальное

2.Смесь по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве активируемых веществ она содержит кристаллогидрат кальциевой селитры или кристаллогидрат сернокислого алюминия, или кристаллогидрат сульфата натрия.

3.Смесь по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве активаторов она содержит щелочь или бикарбонат натрия или кристаллогидрат кальциевой селитры.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Берг П. П. Формовочные материалы, М., 1963, С. 348.

2. Патент ФРГ, кл. 31 в 1/22, № 1217029, 30.03.67.