Огнеупорный наполнитель для изготовления литейных форм и стержней Советский патент 1982 года по МПК B22C1/00 

I

Изобретение относится к литейному производству, в частности к изготовт лению литейных форм и стержней, а именно к огнеупорным наполнителям формовочных и стержневых смесей.

Известен огнеупорный наполнитель, состоящий из 2-8 вес.1 кварцевого леска и 90-98 вес.% отработанной смеси, содержащей 0-2 аес.% глины, -5 вес.% воды и 0,3-0,5 вес.% каменноугольной пыли f1 J.

Недостатком смесей, содержащих данный наполнитель, является ограниченная област-ь применения из-за низкой териостойкости (смеси применяются при изготовлении чугунных отливок с толщиной стенок до 30 мм).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является огнеупорный наполнитель, включающий кварцевый песок и отработанную смесь, включающую крепитель ДП, древесные опилки, воду и сульфитно-спиртовую барду Г2}.

Однако смесь,содержащая указанный огнеупорный наполнитель, обладает низкой термостойкостью и поэтому не пригодна для изготовления крупных и стальных отливок, вследствие образования трудноудаляемого пригара.

Цель изобретения - повышение термостойкости форм и стержней и улучшение качества отливок.

Для достижения поставленной цели

to огнеупорный наполнитель для изготовления литейных форм и стержней, включающий кварцевый песок и регенерат, в качестве последней огнеупорный наполнитель содержит регенерат самоtsтвердеющей смеси со смолой термолиза древесины и окислом щелочноземельного или переходного металла, обработанный при 300-600°С, при следующем соотношении ингредиентов, вес.:

30

Кварцевый песок 80-30

Регенерат самотвердеющей смеси, обработа нный при температуре

300-600°С, содержащий смолу термолиза древесины и отвердитель в виде окисла щелочноземельного или переходного металла

В табл, 1 приведены составы смесей.

Составы огнеупорного наполнителя составы смесей с их использованием, термостойкость этих смесей приведен соответственно в табл.. 2, 3 и t.

Для огнеупорного наполнителя составов 1-5 и использован регенерат, приготовленный из смесей состава 2 в соответствии с табл. 1.

Для огнеупорного наполнителя 6 использован регенерат смеси состава 3 в соответствии с табл. 1, а для 7 - регенерат смеси состава 1 в соответствии с табл. 1.

Физико-механические и технологические свойства для смесей составов в соответствии с табл. 3 приведены в табл. 5.

В качестве связующего использована смола термолиза древесины Сявског ЛХК (ТУ81-05-72-79). Катализаторами отверждения этих смол служат материалы, содержащие окислы переходных или и елочноземельных металлов: водный раствор хромового ангидрида, концентрат окисных марганцевых руд, магнезит каустический.

После заливки металлом отработанную смесь, представляющую собой модифицированные зерна кварцевого песка, покрытые остатками связующей композиции, частично или полностью деструктированной, прокаливают при 300-600С в течение часа, затем размалывают без удаления пылевидной фракции. Полученный таким образом регенерат добавляют в формовочные и стержневые смеси в качестве огнеупорного наполнителя.

tepмocтoйкocть смесей определяют косвенным путем по удаляемости пригара с отливок. Эксперименты проводя на приборе, где количественно оценивают усилия, необходимые для разрушения пригара и зависимости от толщины стенки отливки и состава смесей. Удаление пригара производят истиранием с помощью резца из твердосплавного материала. Результаты определения термостойкости представлены в табл. А.Как следует из табл. 2-4 происходит увеличение термостойкости смесей, приготовленных с добавлением обработанного при температуре 3005 регенерата самотвердеющей смеси, содержащей смолу термолиза древесины и окисел щелочно-земельного или переходного металла, по сравнению с термостойкостью смесей, в состав которых входят возврат смесей, содержащих древесный пек или каменноугольную пыль. Это особенно заметно на отливках с толщиной стенки 30 мм.Так, например, при толщине

5 отливки 60 мм число проходов резца до полной очистки отливки составляет для смесей взятых для сравнения 98, а в смесях, содержащих 50 вес. об работанного при регенерата, эта

0 величина составляет в завиимости от состава самотвердеющей смеси соответственно 71-72 (табл. k, смеси 3, 6, 7, 12 и 13).

Из данных табл. следует, что с

5 увеличением количества регенерата термостойкость возрастает (табл. , смеси f и 5). Причем эта закономерность сохраняется для различных величин стенок отливок.

0 Уменьшенное образование пригара 8 , приготовленных на смесях, содержащих обработанный при 300-бООГС регенерат, вызвано возникновением термостойкой структуры углеродистого образования из связующего смолы термолиза древесины в сочетании с отвердителями-окислами щелочноземельных ,или переходных металлов, выполняющими 8 данном случае роль структурных термостабилизаторов.

Повышение температуры термообработки регенерата самотвердеющей смеси выше приводит к полной термодеструкции связующей композиции за счет интенсивного газовыделения летучих компонентов, а температура ниже недостаточно для термоупрочняющих процессов (табл. 2, k смеси 8 и М).

Приведенные в табл. 2 и 3 составы смесей 3 6, и 7 характеризуют оптимальное содержание регенерата, смесь 2 - минимальное, а - максимальное. Уменьшение количества регенерата ниже минимального значения приводит к появлению трудноудаляемого пригара (смесь 1, 2, табл. 3 и П), а увеличение выше максимального (смесь 5, табл, 2 и 3) приводит к снижению прочностных характеристик и газопроницаемости. Поэтому применение составов за пределами оптимальных значений регенерата не дает желаемых результатов. Смеси состава 3, 6 и 7 могут быть рекомендованы для изготовления сталь ных и чугунных отливок с толщиной стенок до 100 мм, а смеси составов . 2, , 9 и 10 применяются при изготовлении тонкостенного литья. Взамен обработанного регенерата можно использовать связующую композицию самотвёрдеющей смеси, содержащую смолу термолиза древесины и отвердитель в виде окисла щелочно-земельного или переходного металла и прошедшую термическую обработку в течение 1 ч при температуре ЗОО-бООРс Предлагаемый огнеупорный наполнитель может быть использован как в формовочных, так и в холоднотвердеющих смесях со следующими связующими: 76 бентонитовая глина; синтетические смолы (фенолформальдегидные, мочевино-формальдегидные, фурановые и т.д.); древесные смолы; фосфатные связующие; жидкое стекло. Таим образом, применение в составе огнеупорного наполнителя, обработанного при ЗОО-бОО с регенерата и связующей композиции самотвердеющей смеси, содержащей смолу термолиза древесины и отвердитель в виде оксила щелочноземельного ипи переходного металла, повысит, термостойкость смесей, что даст возможность ее применения для стального и чугунного литья с толщиной стенки до 100 мм и в конечном итоге повысить качество отливок и снизит брак литья. В результате ожидается снижение себестоимости тонны литья на З- руб, а также появится возможность создания замкнутого безотходного производства отливок.

Песок кварцевый

Смола термолиза древесины

Ангидрид хромовый в пересчете на сухое вещество

Концентрат флотационный окисных марганцевых руд

Порошок из каустического магнезита

2138-7 96,5

91,0

ТУ81-05-72-79

0,4

ТУ-и-Э-Б -73

1216-75

2,5 обпри

10 20 50 70 90 50 Мигрсвиентм ) г I 3 I Vi S I 6 Песок квврцеомй KpeiMte/tb ДП вреяесмме опилмн 8 888 8 e Огработвнияя 6 6 66 6 6 Каменноуголь ная пиль Огнеупорный наполнитель «ойвр состава по табл.2) 1

10 П

Сульфитноспиртоваябарда

Таблица 2

50

50

50

50

50

Таблица 3 Состав смесе

86

86 I to ) tt f u i 13 61 8 d ее8k 31 50 2 e, 66I 13 ормула изобретения Огнеупорный наполнитель для изготовления литейных форм и-стержней, включающий кварцевый песок и регенерат, отличающийся тем, что, с целью повышения термостойкости форм и стержней и улучшения качества отливок, он содержит в качестве регенерата регенерат самотвердеющей смолы со смолой термолиза древесины и окислом щелочноземельного или переходного металла, обработанные при ЗОО-бОО С, при следующем соотношении ингредиентов, вес.: 9312 5 10 15 J Кварцевый песок 80-30 Регенерат самотвер- . деющей смеси со смолой термолиза древесины и окислом щелочно-земельного или переходного металла, обработанного при температуре 300-600°С20-7Q Источники информации, нятые во внимание при экспертизе 1.Справочник по чугунному литью. Л., I960. 2.Яипиицкий А.М.Изготовление стерй в ли1ейном производстве, Л. , 19б1.