Смесь для изготовления литейных водорастворимых стержней Советский патент 1981 года по МПК B22C1/16 

Изобретение относится к литейном , производству, а,именно к составам стержневых смесей для изготовления растворимых и легковымываемых стержней. Известна смесь для изготовления водорастворимых стержней, содержащая водорастворимую минеральную соль, а именно хлористый натрий, огнеупорный материал, а именно окись магния в сочетании с тальком, и водорастворимое жидкое стекло. При изготовлении стерж ня смесь прессуют под давлением 510 кгс/см , а затем спекают при 500750 С D3 . Однако указанная смесь обладает повьпиенной гигроскопичности и требует высокой температуры нагрева для отверждения стержня, достигающей 750С, а ее вымываемость при удалении из отливок нуждается в улучшении. . Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является . смесь для изготовления литейных водорастворимых стержней, содержащая, вес.%: водорастворимую минеральную соль 90-97, быстротвердеющее лакокрасочное покрытие (глифталевую или пентафталевую грунтовку ГФ-02), огнеупорный наполнитель 1-5 ,2 , Указанная смесь характеризуется малой скоростью отверждения (большим временем набора манипуляторной прочности) , что обуславливает высокую степень деформации стержней в сыром состоянии. При транспортировке в сушило частично искажается геометрия стержней, что не обеспечивает получение отливок с высокой размерно-весовой точностью. Особенно высокая деформация наблюдается у стержней, имеющих большую массу и высоту. Цель изобретения - уменьшение степени деформации стержней в сыром состоянии. Поставленная цель достигается тем, что смесь для изготовления литейньк зодорастворимых стержней, включающая водорастворимую минеральную соль, быстротвердеющее лакокрасочное покры тие и огнеупорный наполнитель, содержит в качестве быстротвердеющего лакокрасочного покрытия влагостойкий битумный лак и дополнительно содержит водорастворимое жидкое стекло при следующем соотношении ингредиен тов, 1.вес.%: Водорастворимая-минеральная соль1-48 Влагостойкий битумный лак2-А Жидкое стекло 2-6 Огнеупорный наполнительОстальное Примером йлагостойкого битумного лака является лак БТ-242 (РСТ ЭССР 117-73). Лак ,БТ-242 представляет собой рас вор битума в органических растворителях с добавлением растительных масел и сиккатива. . На частицах водорастворимой минеральной соли после перемешивания с лакокрасочным покрытием образуется водостойкая оболочка, они утрачивают свойства поглощать влагу. Гигро скопичность при этом резко снижается и может достигать нуля. При содержании влагостойкого би.тумного лака вьше верхнего предела возрастает газотворность смеси, что создает опасность снижения качества отливок, а при содержании его ниже нижнего предела не обеспечивается не обходимый уровень физико-механически показателей стержней после их теплового отверждения. В качестве водорастворимой минеральной соли предпочтительно использование хлорида натрия, углекислого натрия, азотнокислого натрия. В качестве огнеупорного наполнителя и огнеупорных добавок использую ся кварцевый песок, огнеупорная глина, окись магния и др. . Водорастворимое жидкое стекло позволяет получить необходимую манипуляторную прочность стержней и уменьшить ИХдеформацию в сыром состоянии При содержании водорастворимого жидкого стекла ниже нижнего предела не достигается требуемого уменьшения степени деформации стержней в сы ром состоянии, а при содержании его вьш1е верхнего предела резко ухудшается вымываемость стержней из отливо ввиду повьппенной спекаемости смеси под тепловым воздействием заливаемого металла. При изготовлении смеси вначале водорастворимую соль смешивают- с влагостойким битумным лакокрасочным покрытием, после чего вводят огнеупорный наполнитель и жидкое стекло. Влагостойкое битумное покрытие обладает свойством быстро отверждаться при контакте с водорастворимой солью, образуя на частицах соли прочную оболочку. Жидкое стекло также является быстротвердеющим связующим материалом. В совокупности зти связующие обеспечивают быстрое отверждение стержня и, как следствие, малую деформацию в сыром состоянии. Солевая смесь с лакокрасочным покрытием обладает хорошей формуемостью при изготовлении стержней пескодувным способом. Стержни, изготовленные из этой смеси, могут отверждаться самопроизвольно (при выдержке на открытом воздухе), при нагреве до 150-180 и при продувке углекислым газом. Особенно высокую скорость отверждения получают при продувке стержней углекислым газом. При нагреве стержней выше 200, например при заливке форм металлом, происходит деструкция лакокрасочного покрытия. ЧасТицы соли обнажаются и восстанавлнвают утраченную гигроскопичность. В результате этого при обработке стержней струей воды они легко вымываются нз полостей отливок. В табл. 1 приведены составы 1-18 предлагаемых смесей, и 19 - известной. Изготовление смеси производили на лабораторных бегунах в два этапа (в соответствии с особенностями технологического процесса). Вначале изготавливали смесь, содержащую водорастворимую соль и лак, путем перемешивания составляющих в течение 1-1,5 мин. Смесь выдерживали на открытом воздухе до полного отверждения составляющих (1,5-2 ч). После этого в плакированную соль вводили песок и жидкое стекло. Общее время перемешивания смеси (исключая время вьщержки с лакокрасочным покрытием) составляло 3-5 мин. При использовании в качестве огнеупорного наполнителя гидрофильных материалов, например огнеупорной глины или бентонита, рекомендуется производить их плакирование вместе с солью. 5. Ускоренное плакирование гидрофильных материалов может производиться в сме сителях, оборудованных аэрацией или при использовании предварительного их нагрева до 150-200°С. Для испытания смесей на гигроскопичность высушенные образцы взвешивали и помещали в эксикатор,,содержащий формовочную смесь с влажностью 5%. После выдержки в эксикаторе в те чение 1 сут. образцы снова взвешивали. Гигроскопичность оценивали количеством приобретенной влаги в процентах. Для оценки вымываемостй образцы смесей диаметром 15 мм и высотой 20 мм уплотняли в стальных гильзах и, не извлекая их, подвергали нагреву до 500. Охлаждение образцов производили вместе с печью до комнатной температуры. При этом имитировали ус ловия нагрева,, и охлаждения стержней при заливке алюминиевым сплавом. Остывшие образцы взвешивали и обрабаты вали струей воды с напором 1 м, вытекающей из бюретки через отверстие диаметром 5 мм. При расходе воды в 1 л обработку образцов прекращали, а их твердые нераспавшиеся остатки подвергали сушке и взвешиванию. Вымываемость оценивали потерей ве са образца в процентах к исходному по формуле Ри - Р где Р-1 и вес образца до обработ ки и после обработки водой, г. За показатель скорости отверждения принимали время, в течение кото рого стандартный образец диаметром 50 мм и высотой 50 мм приобретал прочность на сжатие 3 кгс/см при бьщержке на открытом воздухе (манипуляторную прочность). Для оценки степени деформации смесей во влажном состоянии изготовляли образцы диаметром ,50 мм и высотой 150 мм (отношение-; 0,33). Образцы выдерживали на открытом воздухе в вертикальном положении в течение 1 ч, после чего измеряли их высоту и определяли показатель деформации по формуле : k .ioo% где k - показатель деформации, %; h - высота образца до испытания, высота образца после испытания , мм. Результаты испытаний смесей J-19 приведены в табл. 2. Из табл. 2 следует, что .предлагаемая смесь обладает в 2-3 раза большей скоростью отверждения и соответственно меньшей степенью деформации. Гигроскопичность предлагаемых смесей находится в пределах 0,05-0,8% . а вымыва емость - в пределах 32-94%, что в среднем соответствует показателям из-вестной смеси. Степень деформации предлагаемой смеси в 2-3 раза меньше, время отверждения для получения манипуляторной прочности при самоотверждении тоже в 2-А раза меньше. При продувке углекислым газом время отверждения предлагаемой смеси в несколько сот раз меньше.. .9 - 8 Формула изобретения Смесь для изготовления литейных водорастворимых стер)кней, включающая водорастворимую минеральную соль, быстротвердеющее лакокрасочное крытие и огнеупорный наполнитель. отличаю щаяс я тем, что, с целью уменьшения степени деформации стержней в сыром состоянии, она содержит в качестве быстротвердеющего лакокрасочного покрытия влагостойкий битумный лак и дополнительно содержит жидкое стекло при следующем соотношении ингредиентов, вес.%: .10 Водорастворимая минеральная соль 1-48 Влагостойкий битумный лак 2-4 Водорастворимое жидкое стекло 2-6 Огнеупорный наполнитель Остальное Источники информации, инятые во внимание при экспертизе 1. Патент Великобритании № 1274966, . С 3 N, опублик. 19J2. 2. Авторское свидетельство СССР 742031, кл. В 22 С 1/02, 21.06,77.