Теплоизолирующая смесь для прибылей отливок Советский патент 1979 года по МПК B22D27/06 

1

Изобретение относится к литейному производству, в частности к вопросу утепления прибылей отливок теплоизоляционныкш смесями.

Известна теплоизолирующая смесь для утепления прибылей отливок, содержащая, вес,%:

Вспученный перлит 10,0-45,0 Вспученный пористый материал10,0-80,0

Огнеупорная глина 0,1-15,0 Жидкое стекло Остальное 1 Используемые в указанной смеси в качестве основных наполнителей материалы представляют собой искусственные вспученные материалы, для получения которых требуется создание специализированных цехов с оборудованием для дробления исходного сырья и его вспучивания при высоких температурах,

Кроме того, смесь имеет низкую температуру плавленияи не обеспечивает значительного повышения выхода годного при ее использовании для утепления прибылей большого размера. Повышенное оплавление смеси также объясняется отсутствием в ее составе органических материалов типа опилок или отходов древесины.

Наиболее близкой к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату яв.пяется теплоизолирующая смесь для утепления прибылей отливок, содержащая, вес.%:

Волокнистый минеральный . материал.6,0-35,0

Легковесный заполнитель - вспученный

0 перлит0-10,0

Тяжелый огнеупорный наполнитель - кварцевый песок35,0-84,0 Вспучивающаяся глина 1,0-10,0

5 Флокулирующий агент для глины 0,01-2,0 Смоляное связующее 1,0-10,. В качестве волокнистого минерального материала могут быть использо0ваны сшюмо- или кальциевые силикаты, шлаковая вата, минергшьное или стекловолокно.

Смесь указанного состава имеет большую теплопроводность, малую га5зопроницаемость и склонна к растрескиванию лри сушке.

Целью изобретения является повышение прочностных и теплоизоляционных свойств смеси, а также увеличе0ние выхода годного литья. Цель достигается тем, что теплоизолирующая смесь в качестве минерального волокнистого материала содержит асбестин,-в качестве огнеупорного наполнителя - аглоперитовый песок на основе кремнистых опаловых пород и дополнительно содер жит древесные опилки, обработанные квасцами, при следуклцем соотношении ингредиентов, вес.%: Вспученный перлит12,5-25,0 Асестин3,0-10,0 Аглоперитовый песок на основе крег-тистых опаловых пород1,5-12,5 Древесные опилки, обработанные квасцами2,5-10,0 Глина5,0-10,0 СвязующееОстальное В качестве связующего в смеси используют жидкое стекло модуля М 2,6-2,7 и плотности 1,22 - 1,52 г/см ВспученньЛ перлит является основ ным теплоизоляционным компонентом смеси. Пределы по его содержанию в смеси 12,5-25,0% с целью получения, высоких физико-механических свойств смеси в сыром и сухом состоянии, оптимс1льных теплофиэических свойств и неполного оплавления стенок оболочек в процессе их контакта с жидким металлом. Асбестин представляет собой черную породу, являющуюся разновидностью тальковых руд. Эта порода кроме талька содержит до 25% коротковалокнистого тремолита и карбонатов. Благодадэя волокнистому строению асбестин позволяет получать повышенную прочность изготовляемых теплоизолирующих оболочек. Объемный вес измельченного асбестина 300 - 600 кг/м . Огнеупорность около 1500°С. Наличие в составе смеси абсести на способствует повышению ее огнеупорности и уменьшению оплавления, при одновременном повьвиении прочностных свойств утепляющих оболочек, изготовленных из предлагаемой смеси. При содержании в смеси мень ше 3,0% асбестина его влияние на прочностные свойства смеси и на уменыпение ее оплавления незначительйо. Если содержание асбестина , больше 10,0%, то уменьшается формуемость смеси и это затрудняет по лучение оболочек с небольшой толщи ной стенок. Аглоперитовый песок на основе кремнистых опаловых пород, в частности на основе диатомита, предста ляет собой черную породу, состоящу преимущественно из полых панцирей микроскопических (диаметром 1-10мк организмов (диатомитовых водоросле гидратнокремнеземистого состава, с держащего в качестве примесей глинистые и песчаные материалы. Потери веса при прокаливании до 5,87,2%. Объемный вес аглоперитового песка 350-950 кг/м. Пористость материала 92,0%. Теплопроводность его в кусках 0,08-0,12 ккал/м ч«град; в измельченном виде 0,07 - 0,11 ккал/мкчхград. Температура начала плавления материала 1150 1200с. Имея теплопроводность меньшую, чем вспученный перлит, аглоперитовый песок обеспечивает лучшие теплоизоляционные свойства оболочек, используемых для уменьшения прибылей отливок, особенно, если температура збиливаемого металла не превышает , При содержании в смеси меньше 1,5% аглоперитового песка не обнаруживается его влияние на свойства смеси, а при его содержании больше наблюдается снижение прочностных свойств изделий, что объясняется меньшей прочностью зерен аглоперитового песка, чем прочность зерез вспученного перлита. Древесные опилки вводят в состав смеси для уменьшения ее оплавления и сохранения высоких теплоизоляционных свойств оболочек в период кристаллизации металла в прибыли. Для улучшения действия древесных опилок их предварительно высушивают и обра батывают раствором квасцов. Это уменьшает гигроскопичность отливок и предотвращает растрескивание оболочек в процессе их сушки. Кроме того, пропитка опилок квасцами.значительно уменьшает скорость их горения при высоких температурах и обеспечивает высокие теплоизоляционные свойства смесей оболочек с жидким металлом. При содержании в смеси меньше 2,5% опилок их действие на свойства смеси незначительно, а при их содержании выше 10,0% значительно снижгиотся прочностные свойства оболочек и затрудняется процесс их изготовления и сушки. В качестве связующего в смеси можно использовать жидкое стекло или сульфитную барду. Пределы по содержанию огнеупорной глины определяются необходимостью получения оптимальной сырой прочности при сохранении высоких теплоизоляционных свойств . При содержании огнеупорной глины меньше 5,0% сырая прочность смеси получается низкой, а при увеличении количества глины больше 10,0% снижаются теплоизоляционные свойства смеси и увеличивается ее оплавление. Исследование свойств смесей и изменения выхода годного литья при их использовании для утепления прибылей

проводят в условиях литейного цеха ОП ИПЛ АН УССР и в лабораториях института и СКТБ.

Составы смесей и их теплофизические и физико-механические свойства

приведены соответственно в табл. 1 и 2 (смесь I - известная; смеси IIIVIII - предлагаемые; смеси II и IX содержат меньше и больше заявленных диапазонов асбестина и аглоперитового песка).

Таблица 1

2,0 . 6,0 4,5 1,0

5,0 5,8 5,0 6,0

Глина

Шлаковая вата 2,1 Объемный вес, кг/м 690360 350 340 Теплоемкость, кДж/кг град 0,746 0,737 Теплопроводность, Вт/мтрад0,232 0,120 Температуропроводность, 0,528 0,453 Коэффициент теплоаккумуляции, Вт/с 2 град 358,3 175,9 - 162,1 Прочность на . па ие в сысжатиесостоянии, 0,62- 0,65- 0,70- 0,65ромсм 0,72 0,70 0,75 0,80 кгс/см

2,5 7,57,0 10,0 10,2

7,0 7,5 7,0 10,0 10,3

Таблица 2 0,712 0,112 0,461 360345390 290300 -- 0,728 0,699 0,687 0,109 0,095 0,113 0,470 0,489 0,546 151,3 135,3 149,8 0,70- 0,75- 0,75- 0,75- 0,750,70 0,80 0,85 0,85 0,80

Продолжение таблицы 2