Смесь для изготовления литейных форм

 

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления литейных форм из песчано-глинистых смесей с введением отработанных жидкостекольных смесей при производстве отливок из серого и ковкого чугуна. Цель изобретения - повышение противопригарных и прочностных свойств смесей . Смесь содержит, мас.%: бентонит 2-5; отработанная жидкостекольная смесь с содержанием 2-5 мас.% глины огнеупорной 1-15; вода 0,5-3; огнеупорный наполнитель остальное. При этом отработанная жидкостекольная смесь содержит, мас.%: жидкое стекло 2-8; огнеупорная глина 2-5; едкий натр или вода 0,1-0,5; огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния остальное . Введение в состав формовочной смеси отработанной жидкостекольной смеси способствует образованию каркасного нефелина , что повышает прочность смеси, а использование вторичного жидкого стекла способствует образованию легкоотделимого пригара. 1 з.п.ф-лы, 2 табл. со с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 22 С 1/00, 1/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

K АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4753151/02 (22) 26,10.89 (46) 07,03.92 Бюл, ¹ 9 (71) Московский автомобильный завод им.

И.А.Лихачева (72) Л.П,Туманов, М.Я.Полгур, В.Ю.Боков, Ю.Ю,Хухра и Ю,А.Степин (53) 621,742,4 (088.8) (56) Гиршович Н.Н. Справочник литейщика. М.: Машиностроение, 1978, Авторское свидетельство СССР

N 725776, кл. В 22 С 1/18, 1990. (54) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ (57) Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления литейных форм из песчано-глинистых смесей с введением отработанных жидкостекольных смесей при

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам смесей для изготовления литейных форм, Известны составы смесей на основе огнеупорного наполнителя глинистой составляющей, углеродосодержащих материалов и воды.

Известные смеси находят применение при изготовлении отливок из серого и ковкого чугуна, но не всегда обеспечивают получение отливок стабильной размерной и весовой точности. Кроме того, прочностные свойства таких смесей находятся в прямой зависимости от содержания активного бентонита, что вызывает его высокий расход, Наиболее близкой к предлагаемой явля- ется смесь для изготовления литейных,, ЫЛ„„1717270 А1 производстве отливок из серого и ковкого чугуна. Цель изобретения — повышение противопригарных и прочностных свойств смесей, Смесь содержит, мас. ; бентонит 2 — 5; отработанная жидкостекольная смесь с содержанием 2-5 мас.% глины огнеупорной

1-15; вода 0,5-3; огнеупорный наполнитель остальное, При этом отработанная жидкостекольная смесь содержит, мас,%; жидкое стекло 2-8; огнеупорная глина 2 — 5; едкий натр или вода 0,1 — 0,5; огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния остальное, Введение в состав формовочной смеси отработанной жидкостекольной смеси способствует образованию каркасного нефелина, что повышает прочность смеси, а использование вторичного жидкого стекла способствует образованию легкоотделимо го пригара, 1 з.п.ф-лы, 2 табл. форм, содержащая огнеупорный наполнитель, глину огнеупорную, лигносульфонатное связующее, комплексную добавку и воду при следующем соотношении ингредиентов, мас,%: глина огнеупорная 0,5 — 1,5; сульфидно-дрожжевая бражка 3,5 — 4,5; вода

0,5 — 1,5; комплексная добавка 4,0 — 14,0; огнеупорный наполнитель остальное, В качестве комплексной добавки используется смесь, содержащая, мас.%:

Жидкое стекло 4,5 — 6,0

Вода или едкий натр 0,5 в 1,5

Огнеупорный наполнитель Остальное

Данная смесь не обеспечивает в полной мере требуемого комплекса физико-механи ческих и технологических свойств в процес1717270 сах изготовления форм и при заливке расплавом металла.

Применение в составе комплексной добавки свежих материалов усложняет процесс приготовления смеси, повышает энергозатраты. Кроме того, свежий огнеупорный наполнитель на основе кварцевого песка при высоких температурах подвержен аллотропическому расширению, что также может привести к нарушению размерной и-весовой точности отливок. Одновременно свежее жидкое стекло, входящее в состав комплексной добавки, имеет нестабильную плотность, в связи с чем влажность материала колеблется в широких пределах.

Это, в свою очередь, может привести к дестабилизации прочностных свойств смеси, Кроме того, наличие в составе смеси сульфидно-дрожжевой бражки, кроме увеличения себестоимости смеси, приводит к повышению ее газотворности, Кроме того, СДБ имеет кислую реакцию, а жидкое стекло — щелочную. В процессе перемешивания в смесителе происходит их взаимодействие, что приводит к образованию связей между частицами материалов. Это ухудшает равномерность их распределения в объеме смеси и приводит к появлению пригара в отдельных тепловых узлах отливок. Кроме того, при их взаимодействии возрастает вязкость смеси при хранении, что приводит к браку отливок из-за нарушения.геометрических размеров форм, а это, в свою очередь, влечет к нарушению весовой точности отливок.

Цель изобретения — повышение противопригарных и прочностных свойств смеси.

Поставленная цель достигается тем, что смесь, включающая огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния., материал на основе глины, противопригарную комплексную добавку, в качестве противопригарной комплексной добавки она содержит отработанную жидкостекольную смесь с содер>канием в ней 2,0 — 5,0 мас, /, глины огнеупорной, а в качестве материала на основе глины — бентонит при следующем соотношении ингредиентов, мас. .

Бентонит 2,0 — 5,0

Отработанная жидкостекольная смесь с содержанием

2,0-5,0 мас. Д огнеупорной глины 1,0 — 15,0

Вода 0,5-3,0

Огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния Остальное

Отработанная жидкостекольнэя смесь содержит следующие ингредиенты, мас. 7, ;

2,0-8,0, 2,0-5,0

0,1 — 0,5

Жидкое стекло

Огнеупорная глина

Едкий натр или вода

Огнеупорный на5 полнитель на основе диоксида кремния Остальное

Введение отработанного состава жидкостекольной смеси позволяет стабилизировать размерную и весовую точность

10 получаемых отливок, так как в составе основной смеси, и в отработанном составе жидкостекольной смеси огнеупорный наполнитель (кварцевый песок) имеет оолитизированную оболочку, что значительно

15 снижает при его использовании объемное расширение смеси, Каолинит, входящий в состав огнеупорной глины, в процессе на грева разрушается, при температуре 120— б50 С происходит его дегидратация, а при

20 900 — 1000 С образуются химически активный муллит и кремнезем, затем муллит, взаимодействуя с жидким стеклом, образует тугоплавкий карнегиит и силикат натрия иного состава. При охлаждении (после вы25 бивки) карнегиит претерпевает модификацион н ые превращения и переходит в низкотемпературную форму — нефелин. Таким образом, в состав формовочной смеси попадает каркасный нефелин, способствую30 щий повышению прочностных показателей смеси. Жидкое стекло, входящее в состав комплексной добавки, также подвергается тепловой нагрузке и практически не содержит адсорбционной влаги, что позволяет с

35 достаточной точностью регулировать содержание влаги в смеси, что позволяет стабилизировать прочностные показатели смеси, Жидкое стекло, прошедшее термообработку, сохраняет свои пластифицирующие и противо40 пригарные свойства, т,е. при его повторном использовании при заливке происходит образование легкоотделимого пригара, что позволяет снизить содержание в смеси угля, как противопригарного компонента смеси, 45

Таким образом, введение отработанного состава жидкостекольной смеси позволяетутилизировать отходы производства отливок в жидкостекольных формах, снизить себестои50 мость и повысить противопригарные свойства смеси, стабилизировать прочностные показатели смеси, а также стабилизировать размерную и весовую точность получаемых отливок, 55 Для получения качественной поверхности получаемых отливок возможно применение различных технологических добавок, например молотого угля, СКТ вЂ” 10 и т.д.

Приготовление предлагаемой смеси осуществляют следующим образом.

1717270

1,0 — 15,0

0,5-0,3

55

Смешивают отработанную смесь на основе кварцевого песка с бентонитом и водой в течение 60 — 90 с в катковом смесителе.

В последнюю очередь добавляют отработанный состав жидкостекольной смеси и перемешивают в бегунах в течение 2 — 3 мин при дополнительном увлажнении.

В случае применения различных технологических добавок порядок их введения не влияет на достижение поставленной цели.

Полученную формовочную смесь затем используют для изготовления литейных форм.

В табл, 1 приведены составы смесей.

Для всех составов оцениваются следующие показатели: предел прочности на сжатие образца во влажном состоянии, предел прочности образца на разрыв в сухом состоянии, предел прочности на разрыв в зоне конденсации влаги, выбиваемость, наличие пригара на специальной технологической пробе, а также стабилизация размерной и весовой точности на специальной пробе. 3а эталон принят стержень из известной смеси. Пригар — по высоте неровностей поверхности отливки, измеренной микрометром с ценой деления 0,1 мкм, а стабилизация весовой и размерной точности — на специальной пробе, представляющей собой вал с переменным сечением элементов. Вес отливки 14,3 кг, Изготавливают по 10 отливок из стали при примении каждого из составов смеси. Отклонение от среднего размера и веса измеряют в процентах.

В табл. 2 приведены результаты сравнительных испытаний.

Как видно из табл. 2, увеличение содержания отработанного состава жидкостекольной смеси выше верхнего предела приводит к ухудшению выбиваемости смеси из форм. Уменьшение его содержания ниже нижнего предела приводит к снижению прочности в сухом состоянии, что ведет к нарушению размерной и весовой точности отливок. Увеличение содержания бентонита выше верхнего предела приводит к черезмерному возрастанию прочностных показателей во влажном состоянии, что ухудшает качество набивки форм. Уменьшение его содержания ниже нижнего предела снижает прочностные показатели во влажном состоянии, что приводит к обвалу форм.

5 Предлагаемая смесь может быть использована для изготовления литейных форм в условиях различной серийности производства. При использовании предлагаемой смеси по сравнению с известной

10 происходит утилизация отходов производства отливок в жидкостекольных формах, снижение себестоимости смеси, повышение противопригарных и прочностных показателей, а также повышение размерной и

15 весовой точности получаемых отливок.

Формула изобретения

1. Смесь для изготовления литейных форм, включающая огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния, материа20 ла на основе глины, противопригарную комплексную добавку, отличающаяся тем, что, с целью повышения противопригарных и прочностных свойств смеси, в качестве противопригарной комплексной

25 добавки она содержит отработанную жидкостекольную смесь с содержанием в ней

2 — 5 мас. огнеупорной глины, а в качестве материала на основе глины - бентонит при следующем соотношении компонентов, 30 мас, :

Бентон ит 2-5

Отработанная жидкостекольная смесь с содержанием

35 2-5 мас. огнеупорной глины

Вода

Огнеупорный наполнитель на основе ди40 оксида кремния Остальное

2. Смесь по и. 1, отличающаяся тем, что она содержит отработанную жидкостекольную смесь состава, мас, :

Жидкое стекло 2 — 8

45 Огнеупорная глина 2 — 5

Едкий натр или вода 0,1 — 0,5

Огнеупорный на-полнитель на основе диоксида кремния Остальное

1717270

C> LA

° СЧ

СЧ

СЧ

° лО л

«СО

С:> о

40 С

Сi Y о е и 1о

° л

О Е о

С4 1о Ь

1- X

Э э о

I- Х о

Е CL о о

Y IС 12

1

I 1

С>

О

lA т м1

LI>I О л

1 — — 3

О Л л л л

Q3 л о1

3 л

S ах

0 30

I- 12

О! 10

31- О

y o а

m cO

С о ° о э о

s r

O Л е

v io

>s o о х о

С 2 о с м л

Ю ю

С:>

LA л

СХ

CL с

I 1

1

1 ! О

I

I

l LA

С>

С3

П4 е о

Х

Ц

Iо с с е

IS

r с о с

СС

Э

Iо

О

12

С:>. C> л л» М

1 — — 1

I 1

1 1 ! 1

1 1

I -1

1 I

LA л л

1 !

1

I

I

I !

i !

1

I

1

1

1

I

Ф

1Q

G)

z

IQ х

CL

Э

С? о

С >

I — -Ф

1

1

1 м

3»

1

1

1 СЧ

1 е

Э I1- S о * о с о сс с

S 10

>С Z и >S

1Q О

I- Z

>S х а о с

:>» е х

L о

° л

СС1

С:> л л л

СО

Ш м

С:>

LA

С:> и аe о о

О СО

О>

>S Э 30

2 Х СХ о

0 m

1

1 о

1Э й3 О

1, z

С> л

С"»

С:> л м

СС»

l

I

3

I

I

1

° л

1

1

1

1

1

1

I

1 !

I

1

I

1

О О О

10 СЧ СГ\ а

1- m fQ ох z

5 S О

1 3 L

СМ

1

СХ х»

m»»с

С0 S

3- О о е о z

v o с

Е LC» Iх о

Х M с н о

L Y

40 О о

Э

>S

z >е л

o m с Э

:3

Э а

1 и

O Y

»3»

IQ

lQ

30 о

»Х

Х 30

30 r

>S >S

Х> О

z z

z л

lQ

3- 0 о с

30 Э

iQ Iа о о о

1 3» и

30 О

3- С

СС

30 х

U IY е i

О с х z.

О е

LQ о с

Iz

Э

r о с

X о

:>»

Э

1 о о о о е о *

C3 O

>3с

»3с

3 о

1 л 1

IQ4

:3 3

3-.1

301

1Q l

3 — 3

1

1

1

I

1

I

I

I

I

1

I

i

l

I

1

1

1

I

3

1 !

1

1

1

1

l

1

l

1

I

I

I

1

1

1

1

1

1

1

1

i

I

3

I

1

1

I !

1

LA л

I I I

О л

I I 1

I 3 i М

1 1 1 СЧ

ССЪ

l 1 1 О

Ю л

3 1 1 бГ\ л

1 м

С:>

1 1 1 Ж

LC»

1 О

v

Э г

z х

Q3

Iz

0. 3о с z о е & .0 с о з

О 3О

С0 0

>S г, 1 1: —.

1

3

1

1

3 г

1 С

1 °

3 1I

I C>

1 1 а

О С0

СТ л О

1 IL й

1 л

1 >) СЛ

3 л

1 3 а

Э О

S Y

l О. (D

1 C I1 30 О

1Э

1 С

1 о

1 m s

1 30

1 С „LCL

1 л

1 Х С3

1 Y LC»

И С3

1 Э О! 2

s н! l

О о о о

Х Э х с

1 Э

»- >х

1 Э й

1 S Е х

Э а

I Z 10

1 Q) 12

3 X

I S

1 О. с s

1 М

o m

l ? 1Q

1 %10 о о

X C

1 Я

I 0>S

m О

s o о м!

ЕЕ

1 X о с

I X е о

1 m

1 10

1 I- й

o iQ

О 13 О V

1 CC» () Ф

3«

1 Я

Ц д

Э Д

«L Э

О 1П

О IС О!

I

1 л .м о о л

CD л

«ч

LA л

CO л

«Ч м

CD

CD л

Ю! ! о i а»

1 — т

«Ч I

CO м л

3 л л

Ю м

««Ъ

lU I

«Ч

CV

Ю

Ю л

CD сО сО

CD

0 1

1

1

1

СО 1

CC

3 о

CL о х

Ю о

С0

«Г)

«Ч

«ч

)О

an

CD

CD

CD л

CD. 0 л

«Ч О

1

1

1 О 1

CV м

С)

CD

° л

С:) О о

Ш

Ш

Щ

IО о

О л О л (ч

CD

С)

«ч л CD л

CD м О л о

-а ж м м.ф л

0 о

«:)

S с

Э

l«Ч

Ln л

CD м

- 1 л

С0

33\

lU

fU

Y о м

СО

CD

С:) л о

3 о о х л

-Ф

an л

-а.

CD

Ю

CD

1

1

1

«Ч 1

«ч

CD ч:) л л

С) 1

Ц 1

Э Z а Ф

v m о

С= О м

CD

Ю

CD л о м

«Ч

Ю о

-з. л о

«Ч

CO о л

«ч

° .

O+!

3Е о

lU

«L

Щ

S

IО о

z г о

О.

C с

Э

Ц

Ф а

Ю о о а

Э д

Э

O. »

o o

Ф

m о о

3« С

Z «С

Э S

z z о э с

Ш

l- Z

CD CU

Е

=Г

lU о

Э

Ц

X х о.

Э CU

z с= оя

Ш

m s

Ш IU л С а ш

Э X

Z Ш

«) э m

«1

o m

333

П3

m с: д X

S»

I- X

О О о х д»

Г О

О 1 ао

С 3=

)S

Э

Iо о

m о

ОЛ:

Э

Э !

UY

3-m

OS

ОС

2l4о

)д

Э

Э

X о

Щ

Iо

)S о

Ш

lu о

Э

Я

Ш

S о

Д о о

33«С

Д CC

Э S

z z о э с з

Х Ш

6) I

S I

1 с

3О I

tU 1

I.l 1

1

1

1

1

I

1

1 3

1 !

3 «1

1 1

1 1

1 1 л

1 1

1 1

1 1

1 I

1 I

1 I

1 Ln 1

1 1

1 1

1 1

1

1 I

1 I.

1 3

l 1

1

1 1

I 1

1 М 1

I 1

« б

1 1

3 1

1 1

1 1

I 1

1 1 т 1

3 (Ч м <л сч л л

an Ю

««Ъ

CD л

М CD

Ч:3 О о л м о

СО

«ч м а о л о о

«ч ш м м о л о о

Ln СО

1 Ю л

Д Ю

an м о (ч О

Ч:3

<ч м

Ln CD л

I Ю м о л о о

Щ

Z CU

С:

S X:

3о о»

<Я д о

O а о а з

c o о о с о

Э С

Ц

Ш Э Э с а s

««3 С 3с «m

Э л

Ц О.

Э 6) а е с а

1717270

С„ I

Э z а Ф

О Ш CC

О 1o z (Ч

00 о

Ш

Ю м л

0 .

1

1

1

I

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

I

1

1

1

I !

3

1

1

1

1