Смесь для изготовления литейных стержней и форм Советский патент 1992 года по МПК B22C1/18 

Изобретение относится к литейному производству, а именно к смесям для изготовления.литейных стержней и форм.

Известны жидкостекольные формовочные смеси, в том числе, отверждаемые про-. дувкой углекислым газом и самотаердеющие, содержащие отвердитель, которые для улучшения выбиваемости включают добавки органического и неорганического происхождения, такие как сахара, производные Сахаров, глиноземсодержащие материалы, синтетические смолы, окислители и др.

Вместе с тем указанные добавки в большинстве случаев не устраняют основного недостатка формовочной смеси с жидким стеклом - затрудненной выбиваемости изза высокого содержания в смеси жидкого стекла. При уменьшении количества жидкого стекла значительно понижается прочность и повышается осыпаемость, особенно

СА: при длительном хранении стержней и форм.

4

Одной из наиболее аффективных добавок для улучшения выбиваемости являются сахара. Например, известна смесь для изгогч:товления литейных форм и стержней, отверждаемая углекислым газом, содержащая огнеупорный наполнитель, связующее жидкое стекло и добавку - глюкозный сироп.

Данная смесь характеризуется затрудненной выбиваемостью из-за высокого содержания жидкого стекла. Причем снижение количества жидкого стекла приводит к значительному падению прочности особенно при длительном охлаждении. Кроме того, в составе смеси используют материалы - сахара, применяемые в пищевой промышленности, что приводит также к удорожанию смеси.

Наиболее близкой к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является смесь для изготовления литейных стержней и форм, содержащая огнеупорный наполнитель, жидкое стекло, отвердитель (газообразный С02), воду и добавку на основе переработки пентазансодержащего сырья, а именно фуриловый спирт.

Помимо самоочевидных ограничений, связанных с малой доступностью и высокой стоимостью фурилового спирта, указанная известная смесь содержит в своем составе 3-5 мас.% жидкого стекла, а при попытке снижения его содержания до 2,5 мас.% (с целью дальнейшего улучшения выбиваемости стержней и форм) обнаруживается снижение прочности и повышение осыпаемости стержней и форм..

Целью изобретения является повышение прочности и снижение осыпаемости стержней и форм при сохранении облегченной выбиваемости их-из отливок.

Для достижения поставленной цели смесь для изготовления литейных стержней и форм, включающа я огнеупорный наполнитель, жидкое стекло, отвердитель, воду и добавку на основе продуктов переработки пентазансодержащего сырья, содержит в качестве указанной добавки кубовый остаток от производствафурилового спирта методом гидрирования фурфурола при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Жидкое стекло2,0-3,0

Отвердитель6,2-5,0

Вода. 0,5-1,5

Кубовый остаток от производства фурилового спирта методом гидрирования фурфурола.0,1-0,5

Огнеупорный наполнитель Остальное Кубовый остаток от производства фурилооого Спирта методом гидрирования (обработкой водородом) фурфурола обладает следующим примерным химическим составом, мас.%:. Фуриловый спирт 10,0 Метилфуриловый спирт 2,0 Фурфурол 1,2 Метилфурфурол 0,01 Пентолдиолы 33,0 Смолистые вещества -48.8 Прочие органические примеси . Остальное Использование его в составе смеси менее 0,1 мас.% незначительно повышяйт

прочность. Повышение количества фурилового спирта сверх 0,5 мас.% приводит к ухудшению санитарно-гигиенических условий на участке заливки и вместе с тем не дает дальнейшего увеличения прочности.

В качестве жидкого стекла целесообразно использовать водный раствор силиката щелочного металла с удельным весом 1,48-1,50 г/см, модулем 2,6-2,8.

Смесь в соответствии с настоящим изобретением содержит от 2,0 до 3,0 мас.% жидкого стекла. При использовании жидкого стекла в количестве менее.2,0 мас.% не удается получить смесь с необходимыми прочностными свойствами, а увеличение его выше 3,0 мас,% приводит к ухудшению выбиваемости смеси. .

В качестве отвердителя в смеси согласно изобретения используются газообразные материалы - углекислый газ, твердые феррохромовый, доменный и др. шлаки металлургических производств, жидкие сложные зфиры многоатомных спиртов и органических и неорганических кислот.

При использовании жидкого отвердителя количество его может изменяться в пределах от 0,2 до 0,5 мас.%..

Содержание твердого отвердителя колеблется От 1,0 до 5,0 мас.%.

При использовании отаердителя в количестве менее 0,2 мас.% резко снижается скорость затвердевания смеси и, соответственно, увеличивается цикл изготовления форм и стержней.

При содержании Отвердителя более 5,0 мас.% снижается живучесть смеси, падает прочность и увеличивается осыпаемость.

При содержании воды менее 0,5 мас.% наблюдается плохое распределение связующего по объему смеси, что приводит к падению прочности и возрастанию осыпаемости. Увеличение его более 1,5 мас.% приводит к увеличению влажности смеси, что отрицательно сказывается на качестве отливок..

Формовочная смесь согласно изобретению содержит в качестве наполнителя любой огнеупорный материал, применяемый в литейном производстве, например; кварцевый песок.

Добавку кубового остатка от производства фурилоаого спирта целесообразно предварительно совмещать с жидким стеклом и вводитьQ процессе приготовления смеси в вида единой композиции.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

.В табл. 1 приведены составы смесей 1-3 согласно настоящему изобретению, а также

плптяй rvtprw Д я гпптпртгтош/

л о П1-|/- -г

ным техническим решением (4) для обеспечения корректности сравнения содержания жидкого стекла в смеси 4 снижено до 2,5 мае. %, а содер.жаниё фурилового спирта повышено до 0,3 мае. %,

Свойства смесей 1-4

приведены в табл.2.

Как видно из данных табл. 2, смесь согласно настоящему техническому решению обладает повышенной прочностью и пониженной осыпаемостью при сохранении облегченной выбиваемости из отливок.

Возможность использования в составе смеси согласно настоящему изобретению известных жидких и твердых отвердителей дoпoлf1иteльнo иллюстрируется табл, 3 и 4.

Таким образом, предлагаемая смесь, обладая облегченной выбиваемостью из отливок, в то же время обеспечивает получение приемлемых физико-механических характеристик, в частности прочности и осыпаемости стержней и форм, что стало возможным за счет повышения прочности и снижения осыпаемости.

Кроме того, использование формовоч0ной смеси согласно настоящему изобретению позволяет сократить трудоемкость очистных и обрубных работ на 30-40%.

Стержни и формы, изготовленные из смеси согласно настоящему изобретению, можно использовать при получении отливок из стали, чугуна и цветных металлов.

Та бл и ц а 1

СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ СТЕРЖНЕЙ И ФОРМ, включающая огнеупорный наполнитель, жидкое стекло, отвердитель, воду и добавку на основе продуктов Переработки пентазансодержащего сырья, о т л и чающаяся тем, что, с целью повышения прачности и снижения осыпаемости стержней и форм при сохранении облегченной выбиваемости их из отливок, она содержит в качестве указанной добавки кубовый остаток от производства фурилового спирта методом гидрирования фурфурола при следующем соотношении ингредиентов, мае,%: Жидкое стекло2,0-3,0 Отвердитель0,2-5,0 Вода0,5-1,5 Кубовый остаток от производства фурилового спирта методом гидрирования фурфурола0,1-0,5 Огнеупорный наполнитель Остальное

13-1t П-Й 10-12 13-Tt 2 16-17 15-16 1А-15 17-18 ...3 16-17 16-17 13-й 16-17 А. 10-12 10-12 8-10 12-13 по прототипу

Та б л и ц а 2 O.S-O.f0,-0,3 0,2-0,1.8 0,250,120,1 0,21,6 0,i-0,50,3-0,-35 0,15-0,20 0,150,060,1 0,21,3 0,3-0,(0,2-0,3 0,1-0,15 0,1.0,050,05 0,11,0 0,5-0,6О,3-0,ЗЗО,22-0,25 0,20,120,09 0,51,5

Таблица 3

Таблица4