Смесь для изготовления литейных форм и стержней Советский патент 1984 года по МПК B22C1/02 

1 Изобретение отнгосится к производ ству отливок из чугуна и сТали в ли тейных цехах металлургической и машиирстроительной )lIIшeннocти Для форм и стержней широко применяется быстросохнущая химико-твердекицдя жидкоетекольная смесь, содержащая формовочный песок и жидкое стекло. Х костекольная смесь имеет ряд преимуществ по сравнению с песчано-1линисты1ш смесями: не требуется тепловой сушки (отверждается с помощью С02 процесса), шпиловки, окраски, сокращается расход арматуры, цикл изготовления стержней умень шается в 10-t2 раз. Существенным недостатком жидкосте кольной смеси является высокая трудо емкость удаления стержней из отливок, так как в результате термо-хими ческих процессов, имеклцих место в форме при заполнении жидким металлом смесь после охлаждения приобретет высокую прочность, достигакнцую 80 120 кгс/см% что очень затрудняет ; выбивку стержней и исключает возможность регенерации смеси.. Известная жидкостекольная смесь для изготовления литейных стержней и форм Cl , не решает вопроса улучшения выбиваемости стержней на массивном и крупном литье и может быть полезной только для мелкого литья при нагреве смеси не выше 700-800 С Жидкостекольная смесь для изготовления форм и стержней 23 отли чается облегченной выбивкой на боле крупном литье при нагреве до 900 ЮООС, но физико-механические и те нологические свойства смеси не удовлетворяют требованиям условий индивидуального производства, так как смесь имеет ограниченного живучесть (в пределах одного часа), высокую осыпаемость (до 2%), требуе дополнительных опергижй по окраске стержней и подготовке кошюнента (хлористый кальций,входящий в состав данной смеси, перед смешиванием всех компонентов необходимо предварительно растворить в воде). Это значительно повышает стоимость смеси. Наиболее близкой к изобретению по механической сущности и достигае мому эффекту является смесь для из 6готовления литейных форм и стержней, включающая огнеупорный наполнитель, жидкое стекло и алкмосиликатную добавку в виде дегидратированного цеолита 31. Однако такая смесь имеет недостаточную выбиваемость и ее невозможно без предварительной обработки использовать повторно. Целью изобретения является улучшение выбиваемости и возможность повторного использования смеси. Для достижения поставленной цели смесь для изготовления литейных форм и стержней, включающая огнеупорный наполнитель, жидкое стекло и алкмосиликатную добавку, в качестве алюмосиликатной добавки содержит отходы электрофильтров производства шамотных порошков при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Жидкое стекло . 5,8-6,2 Отходы электрофильтров производства шамотных пор ошков7,0-8,0 Огнеупорный наполнительОстальноеИспользуемые компоненты имеют следующие, характеристики: формовочный песок, например марки КО16 А-Б и Т016 А-Б с содержанием глинистой составляющей до 4% ГОСТ 2138-74; жидкое стекло с модулем 2,2-2,3; плотностью 1,47-1,48 г/см (ГОСТ 8264-56); отходы электрофильтров, содержащие не менее 35% AljO, потери при прокаливании 8-10% согласно ТУ-14-339-2-73. Химический состав отходов, мас.%: SiO, 43,0-51,0; 2,0-3,0; 35,03-37,0; CaO 0,4-1,0; MgO 0,20 0,40; С 2,0-3,0; п,п,п, 9,0-11,0. Введение в смесь отходов электрофильтров производства шамотных порошков менее 7,0% обеспечивает эффективность снижения выбиваемости, увеличение их содержания больше 8Z нерационально, так как уже при содержании отходов электрофильтров 8% смесь практически имеет нулевую выбиваемость. Изобретение иллюстрируется составами и свойствами смесей, которые приведены соответственно в табл. 1 и 2.

Таблица 1

СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ, включающая огнеупорный наполнитель, жидкое стекло.л алюмосиликатную добавку, отличающаяся тем, что, с цепью улучшения выбиваемоети и возможности повторного использования отработанной смеси, в качестве алюмосипикатной добавки смесь содержит отходы электрофильтров производства шамотных порошков при следующем соотношении ингредиентов, нас.Х: Жидкое стекло 5,8-,2 Отхода электро шьтров производства шамотных порсйвков 7,0-8,0 Огнеупорный наполнительОстальное

Прочность в сыром состоянии, кгс/см

Прочность в сухом состоянии,

Как следует из табл. 1 и 2, смесь в соответствии с изобретением имеет удовлетворительные физико-механические и технологические свойства при нулевой выбиваемости.

Возможность повторного использования отработанной жидкоетекольной смеси с добавкой отходов электрофильров связана с ее легкой выбиваемостью. Известные жидкостекольные смеси из облегчающих добавок спекаются после охлаждения отливок в прочную шамото0,10

0,12

0,10

образную массу и после ш бивной .решетки и полигонального сита в виде комьев вывозятся отвал и не используются повторно производственном .процессе.При добавке отходов электрофильтров смесь не спекается, удаляется на выбивной решетке или в обрубном отделении в виде сыпучей массы, которая после переработки поступает для повторного использования в другие смеси (для изготовления заливочных воронок, облицовочных песчаноглинистых смесей для форм). Возможность повторного испольэовакия отработанной.смеси иллюстрируется составами и свойствами Смесей с Процесс частичной регенерации жид.костекольной смеси с добавкой отходов электрофильтров осуществпяется на линии лранспсфтировки ее от выбивной решетки до бункера накощ1теля путем операции отбора металлических включений и прутков, 1фосеива1тй через полигональное снто и воздувшЫ аэрации. Из бункера накопителя С1«есь используется повторно . Причины легкой выбиваемости снеси с добавкой отходов электрофильтров следующие. При перемеаиваини состав ачащщх зерна песка покрываются отхог использованием обратной смеси, которые приведены соответственно в табл. 3 и 4. .Таблица 3 дами з ктрофильтров, что препятствует прямому Контакту гкидкого стекла и кварца в процессе перемешивания.и рабочего состояния смеси. Нарушение прочности пленки жидкого стекла начинается при температуре ЗОО-бОО С в результате деструкции выгорающих компонентов, что способствует снижению прочности до появления жидкой фазы в системе SiOj NajO, выгораюд(ие примеси освобождают поверхность А120, содержащейся в отходах, и появляется возможность взаиьюдействия компонентов в тройной сиетеме NajO - SiOj. Так как тройная система более тугоплавка и образование жидкой фазы в системе возможно в условиях более высоких тегатератур, смесь в интервале температур 600-1200 С не спекается и имеет легкую-выбиваемость. .

Таким образом, вводимая в смесь недефицитная и дешевая добавка отходов электрофильтров исключает возможност ь спекания смеси. Смесь легко выбивается даже из крупных отливок сложной конфигура1щи с толщиной стенок до tot и нагре ве до . При этом сохраняют230465

ся все преимущества жидкостекольной смеси: высокая живучесть (до часов) низкая осыпаемость (до ()| хорошая формуемость, не требуется J дополнительных затрат по подготовке добавки, окраска форм и стержней исключается, стою4ость смеси ниже, сокращается расход свежих песков за счет регенерации и возврата отработанной сиёси в производство.

По заводам )Ьишстерства тяже/юго и транспортного машиностроения экономический эффект от использования предлагаемой смеси составляет около 270 тыс. руб в год.