Смесь для литейных форм

 

СМЕСЬ ДЛЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ, преимущественно для облицовки, используемой при изготовлении отливок развесом до 60 т, включающая шунгит, глину, воду, отличающаяся тем, что, с целью улучшения качества отливок за счет ускорения скорости их затвердевания и улучшения чистоты поверхности, смесь дополнительно содержит карбид кремния при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Глина17-22 Карбид кремния 20-45 Вода , 16-20 ШунгитОстальное g . 9

,SU„„ i 061906 А

СОЮЗ СЯЗЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(Я) В 22 С 3 00 В 22 С 1 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

-«

) К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ (21) 3458058/22-02 (22) 24.06. 82 (46) 23.12.83. Бюл. 9 47 (72 ) В. С. Шумихин, A. Г. Потрух, В.Т. Шульга, A.Н. Капилевич, A.И. Валигура и В.И. Московка

) (71) Институт проблем литья AH

Украинской ССР (53) 621.744.079з621.742.433(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 267830, кл. В 22 С 3/00, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

Ю 399287, кл, В 22 С 1/00, 1971.

3. Авторское свидетельство СССР

М 430934, кл. В 22 С 1/00, 1972 ° (54)(57) СМЕСЬ ДЛЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ, преимущественно для облицовки, используемой при изготовлении отливок раэвесом до 60 т, включающая шунгит, глину, воду, отличающаяся тем, что, с целью улучшения качества отливок эа счет ускорения скорости их эатвердевания и улучшения чистоты поверхности, смесь дополнительно содержит карбид кремния при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Глина 17-22

Карбид кремния 20-45

Вода 16-20

Шунгит Остальное

1061906

10

0,5-0,8

3,7-4,2

Изобретение относится к литейному производству и может использоваться при изготовлении форм для крупных до 80 т ) высококачественных отливок.

Известна обмазка, в состав которой входит огнеупорный наполнитель, связующее,. технологическая добавка и углеродсодержащий материал, обладающий высокой термостойкостью(1 7и Р

При производстве крупных отливок с ниэкбй скоростью затвердевания (при имеющихся высоких тепловых и динамических ударах жидкого металла на поверхность литейной формы ) такие смеси не обеспечивают достаточный теплоотвод и получение,качественных без засоров, пригара и др. дефектов отливок.

Наиболее близкой к изобретению по .,технической сущности и достигаемому ре зультату является смесь (31 для изго товления литейных форм, включающая, мас. %:

Отработанная смесь 15-40

Шунгит 15-50

Глина 0,3-0,7

Сульфитноспиртовая барда

Вода Огнеупорный наполнитель Остальное

Пластичность смеси минимальная,. что не позволяет наносить ее на твердую основу формы с ограниченной толщиной обмазки. Кроме того, иэ-эа низкого содержания связующего в результате подсушки смесь отслаива-. ется и осыпается от поверхности формы и стержня. Присутствующий в смеси кварцевый песок способствует снижению термостойкости и теплопроводности обмазки. В результате этого при тепловом воздействии металла

Йа форму указанная смесь имеет склонность к растрескиванию, металл при этом проникает в макротрещины; на поверхности отливки появляется трудноудалимый пригар. Использование указанной смеси с недостаточной теплопроводностью в качестве обмаэки. форм и стержней для крупных отливок приводит к снижению скорости эатвердевания, в результате чего в структуре массивных отливок появляется феррит, количество графита достигает

10-12% на поверхности шлифа, что, в свою очередь, снижает прочность и твердость.

Целью изобРетения является улучшение качества отливок эа счет ускорения скорости их затвердевания и улучшения чистоты поверхности.

Поставленная цель достигается тем, что смесь для литейных форм, преимущественно для облицовки, используемой при изготовлении отливок развесом до 60 т, включающая шунгят, глину, воду, дополнительно содержит карбид кремния при следующем соотно шенин ингредиентов, мас.%:

ГлиНа 17-22

Карбид кремния 20-45

Вода 16-20

Шунгит Остальное

Карбид, кремния, у которого температура плавления имеет достаточно высокие значения (2973 K ) и низкий коэффициент термического расширения (4,7-10 ) позволяет существенно по6 высить термостойкость обмаэки, чтО необходимо при производстве крупного литья. Кроме того, карбид кремния способствует повышению теплопроводности обмазки. Повышение теплопроводности смеси приводит к увеличению скорости кристаллизации отливок, что, .20 в свою очередь, благоприятно отражается на формировании структуры металла и на снижении пригара отливок.

В структуре чугуна, затвердевающего с высокой скоростью, отсутству25 ет феррит, который снижает прочностные характеристики. Кроме того, повышение скорости кристаллизации отливок приводит к тому, что количест во свободного графита и размер его

3Q включений в стРУктУРе уменьшаются, что также способствует повышению прочности и твердости.

При снижении в смеси содержания карбида кремния ниже 20 мас.% не

35, обеспечивает существенного улучшения теплофиэических характеристик обмазки. Превышение содержания карбида кремния выше 45 мас.% экономически не выгодно. Кроме того, увеличение содержания карбида кремния выше указанного предела приводит к снижению пластичности и адгеэии обмаэки к поверхности формы.

Содержание в смеси глины огнеупорной находится в пределах

45 18-22 мас.%. Снижение содержания ниже нижнего предела не обеспечивает достаточной пластичности при нанесении на поверхность формы и стержня. Превышение верхнего предела при

5Q водит к растрескиванию обмазки при сушке и снижению ее прочности.

Для обеспечения необходимой пластичности, податливости и газопроницаемости обмаэки.содержание воды выбрано в пределах 16-20 мас.%.

Снижение или превышение указанных пределов существенным образом отразится на изменении свойств обмазки что затруднит проведение технологических операций по нанесению ее на поверхность керамической или металлической формы.

В качестве основы выбран шунгит— минерал, содержание углерода в котором достигает 70%. Углерод шунги65 та имеет низкую степень графитации.

1061906 мовки, предлагаемую — методом обмаэки. Толщина облицовочной смеси

10 мм. Перед заливкой формы сушили при температуре 350 - 370 К в течение 12 ч. Чугун (Сз =3,6-3 7Ч

5 заливали в формы при 1570 — 1720 К.

Для контроля скорости эатвердевания в форму устанавливали термопары;

При контакте с расплавленным чугуном такие углеграфитовые материалы имеют низкую скорость растворения, что оьеспечивает высокую термическую стойкость обмаэки при длительном взаимодействии с металлом, имеющем место при производстве крупного высококачественного литья. Формы для отливок выкладывали из кирпича, на поверхность которых нано,сили смеси, известную — методом форСоставы смесей и результаты исЯ:пытания представлены в таблице.

Количественные показатели состава смеси, мас. Ъ

Составы смесей, Р

Шунгит

Отработанная смесь

Карбид кремния

Песок формовочный

Глина огнеупорная

Вода

М град

0,6 3,9 0,0009

65 30

18- 05

62 5 17 . — 16

0,0010

0i0014

О, 0016

45 .20 18

39 30 20

18

13 45 22, - 20 О, 0018 б,0020

8 50 22 . 20

Продолжение таблицы

Составы смесей, Р

Температура появления пригара, К

Чистота новерхности отливки. Механические свойства s теле отливки

Высота поверх., профиля по 10 точкам

Твердость,.

НВ мПа

Прочность, 68 мПа

Класс шероховатости

210

1630

212

0,5 10

0,5 12

1640

215 1675

1690

225

32

240

1700

20

245

22

Величина адгеэии облиIf09 ° смеси, кг/см 2

Скорость эатвер девания от ливок к/мин

Сульфы тноспиртовая барда ав. °

300 1-2

100 2

120 2- 3

40 4

40 4

40 4

Теплопроводнрсть смеси, Л>

-Вт

106190б

Составитель И. Куницкая

Редактор Анд. Шандор Техред И.Метелева Корректор A. Ференц

Заказ 10112/10 Тираж 813 Подпн сное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4

Иэ приведенных данных видно, что предлагаемая смесь, обладая более высокой термостойкостью, обеспечивает воэможность использования одной формы для заливки 2-4 отливок. Кроме.того, обеспечивается более высокая температура заливки без появления пригара на поверхности отливок.

Обладая повышенной теплопроводностью обмаэка обеспечивает высоУ кую скорость затвердевания крупных отливок, что благоприятно отражается на прочностных характеристиках отливок. Снижение содержания карбида кремния ниже 20 мас.В не обеспечивает суцественного улучшения характеристик обмаэки.

Превышение содержания карбида кремния выше 45 мас.Ъ снижает адI геэионную способность обмазки. Кроме того, значительное увеличение содержания карбида кремния приводит к увелиЧению стоимости обмазки.

Таким образом, реализация изобретения позволит использовать литейную форму 3-4 раза без замены

5 обмаэки, повысить качество поверхности отливок и увеличить прочностные характеристики чугуна.

По предварительным расчетам щ ожидаемый эхономический эффект от внедрения облицовочной обмаэки по изобретению в литейном цехе за счет снижения брака от пригара на 10-15%, повышения срока службы крупных деталей, например, бумагоделательной промышленности до 50 лет, может составить 1,75-1,8 руб./т литья, .что при годовом объеме литья 30 тыс, т, составит порядка 50 тыс. руб. по сравнению с известной обмазкой.