Теплоизолирующая смесь для прибылей отливок Советский патент 1977 года по МПК B22D27/06 

1

Изобретение относится к литейному производству, в частности к утеплению прибылей отливок из алюминиевых и магниевых сплавов.

Для утепления прибылей отливок из алюминиевых и магниевых сплавов известен состав смеси, состоящий из вспученного перлита и гипса.

Известна теплоизолирующая смесь для насадки , используемой при питье стали, чу- Гуна и цветных металлов в кокиль, изложницу или разовую питейную форму, которая содержит зернистый или слоистый теплоизоляционный материал, волокнистый минеральный теплоизоляционный материал, связующее и органичесзую добавку. В качестве зернистого или слоистого теплоизоляционного материала смесь может содержать помимо шлаковой, базальтовой стеклянной ваты, инфузорной земли и дробле.нной пемзы также перлит или керамзит, в качестве ограничес- кой добавки помимо древесной муки и стружки, отходов производства льна, конопли, хлопка, щерсти, отрубей также целлюлозу или пластмассу.

Однако при использовании указанных органических добавок Civ.GCb имеет недостаточные теплоизоляционные свойства, а при использовании, в частности пластмассы, тратится большее количество тепла для пероЕода ее в жидкое состояние и деструкцию.

Цель изобретения - повышение .:.й.золяционных свойств смеси и укгедшшенке объема утепляемых прибылей.

Для этого предпа аемая смсэсь в качестве полимерной добавки содержит П8.нополистироя фракции 0,1-3,0 мм- при следующем соотношении ингредиентов, вес. %:

Зерш-1стый или слоистый теплоизол щионный материал с об. ва- сом 100-650 кг/м и коэффициентом теплопроводности 0,070,230 вт/м-°С5,0 - 30

Волокшютый теплоизоляинонной мат8риа.л с объемным весом 150- 450 кг/м и коэффициентом теплопроводности 0,08-0,195 вт/м-°С -- Пенополистирол фракции 0,1-3,0 мм 0,О1 СвязующееОстальнВ качестве связуюшего смесь содержит гипс. Нижний предел по содержанию в смеси зернистого или слоистого теплоизоляциондюго материала указанного насыпного веса и теплопроводности необходим дпя получения определенной величины коэффициента теплопроводности. При его содержании меньаю 5 вес. % коэффициент теплопроводности см.еси увеличивается до 0,125-0,140ккал/мчас С, что нежелательно. Содержание этих материалов выше 30 вес.% приводит к уменьшению прочностных смеси в сухом сос тоянии. Ввод в смесь волокнистого теплоизо ляционного материала указанного насыпного веса и теплопроводности повышает прочностные ее свойства в сыром, и сухом состояния одновременно сокрашая эффективные теплофизические свойства. При содержании волокнистого материала меньше 1,5 вес.%, влия ние его на прочность изделий незначительно а при увеличении содержания - больше 7,5 вес.% наблюдается малое изменение прочностных свойств. Ввод в состав смеси пенополистирола способствует уменьшению ее коэффициента теплопроводности, особенно в период заполнения формы и начала кристаллизации метал ла в прибыли. Б процессе нагрева оболочек происходит деструкция полистирола и благодаря образованию пустот уменьшае-тся теп лопроводность смеси. Кроме того, образовав пшся газы создают в полости прибыли повы :иенное давление, что улучшает питание отг/ивок и уменьшает размеры прибылей. Содержание в смеси больше 5,0 в0с.% пенополистирола недопустимо, так как это приводит к повышенному газовыделению и разрушению оболочек. Пенополисгирол должен вводиться фраккии 0,1 - 0,3 мм, так как при использовании пеяополистирола крупностью зерен ь;ены11е 0,1 мм теплофизические свойства смесей ухудшаются ввиду того, что такой ч атериал имеет больший объемный вес. Кро

ме того, такой пенополистирол часто бывает недовспуче.нным и вспучивается в период прогрева оболочек жидким маталлом., а это приводит к растрескиванию оболочек.

Результаты применения смеси по предлагаемому изобретению на сокращение размеров прибылей (вес отливок дисков 12,6 кг) приведены в табл.. 1. затеканию жидкого металла в трещины и повышению скорости затвердевания металла в прибыли. При использовании пенополистирола с крупностью фракций больше 3,0 мм наблюдается снижение физико - механических свойств смесей. Это объясняется низкой прочностью пенополистирола. Кроме того, применение крупных фракций пенополистирола приводит к неравномерной деформации оболочек, появлению в них трещин и часто к полному разрушению изделий. Минимальное содержание гипса используеся в смесях, содержащих на нижнем пределе пенополистирол, а максимальное содержание гипса используется в смесях с наибольшим, содержанием пенополистирола. Для изготовления оболочек больших диаметров и для других изделий, которые должны иметь повышенную прочность, используются смеси с с повышенным содержанием гипса и волокнистых теплоизоляционных материалов. Ввод в состав смеси больше 35,0 вес.% гипса снижает ее тепло изо ляд ионнь|е свойства и поэтому не используется . Для затворения гипса, содержание которого в смеси 15 вес.% необходимо ввести 40 вес.% воды, а при содержании гипса 35 вес.% воды должно быть 70 вес.%. В качестве зернистого или слоистого теплоизоляхгаонного материала с об. весом 100-650 кг/м и коэффициентом теплопроводности 0,07 - 0,23 вт/м С могут использоваться вспученный перлит или вермикулит, шунгизит, кизельгур, отходы слюды. В качестве волокнистого теплоизоляционного материала с об. вес. 150-45О кг/ м и коэффициентом теплопроводности 0,080,195 вт/м . С - асбест, шлаковая вата, каолиновая вата. Исследование составов и свойств смесей различных составов и действия оболочек из этих смесей на утепление прибылей отливок из алюминиевого сплава АЛ4 были проведе.ны в условиях литейного цеха СП ИПЛ АН Украинской ССР,

Таблица I

Физико - механические и теплофизические в табл. 2. Из даш1ых по смесям 1,2 и 3 видно , что повышение в составе смеси количества всглченного перлита значительно уменьшает об.вес смеси и повышает ее теплоизоляционные свойства, однако при этом наблюдается снижение прочностных свойств смесей при испытании на взрыв и сжатие. Ввод в состав CMecvi 10% асбеста позволит повысить прочность на разрыв до 0,54 кг/см

Таблица 2 свойства смесей приведены на сжатие-до 1,О8 кг/см Частичная или полная замена асбеста каолиновой ватой способствует повышению прочностных свойств на разрыв до 0,80 - 0,82 кг/см , а на сжатие - до 1,25 - 1,38 кг/см Ввод в состав смеси асбеста и каолиновой ваты позволяет значительно повысить прочностные свойства смесей. В то же время теплофизические свойства этих смесей явля- готся o T ;aпьnы vJИ I; при содержании пеногюлис гярола в количестве 1,5 вес.9ъ см.есей, Увепичэшш копичэства пенопопистиропа до 2,5 - 5 вес. позволяет получить более высокие тепгюгзопядионные свойства. Использование предлагаемых смесей для утепления прибылей отлквок из алюм.иниевых сплавов сокращает объем прибылей в 2,253,20 раза. Формула изобретения 1. Теплоизолчруюша. смесь для прибылей отливок, преит гущественно цветных сплавов, содерлшшая зернистый или слоистый теплоизо ляционный материал с объемным весом 100.650 кг/м и коэффициентом теплопроводност 0,07 - 0,230 ВТ / м . -С, волокнистый теп лоизоляционный материал с объемным весом 150 - 450 кг/м и коэффициентом, теплопроводности 0,08 - 0,195 вт/м °С, связующее и полимерную добавку, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повыщения ее теплоизоляционных свойств и уменьшения объема утепляемых прибылей, в качестве полимерной добавки смесь содержит пенополистирэл фракции 0,1-3,0 мм при следующем соотнощении ингредиентов, вес.%: Зернистый или слоистый теплоизоляционный материал5,0 - 30,0 Волокнистый теплоизоляционный материал1,5 - 7,5 Пенополистирол 0,01 - 5,0 Связующее Остальное 2. Смесь по п. 1, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, в качестве связующего она содержит гипс.