Способ приготовления плакированной смеси для изготовления литейных стержней и форм

 

1. СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПЛАКИРОВАННОЙ СМЕСИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ СТЕРЖНЕЙ И ФОРМ, включающий предварительный нагрев огнеупорного наполнителя и предварительный нагрев до 293-353 К связующий композиции на основе натриевых кристаллогидратных солей водорастворимых фосфатосиликатов или фосфатов или силикатов с последующим перемешиванием упомянутых нагретых ингредиентов , отличающийся тем, что, с целью улучшения качества стержней и форм за счет повышения их прочности, предварительный нагрев огнеупорного наполнителя ведут до температуры, зависящей от заданного диапазона температур нагрева связующей композиции таким образом, что при увеличении температуры нагрева связующей композиции температуру на1 рева огнеупорного наполнителя уменьшают , и наоборот. 2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что нагревают огнеупорный наполнитель в зависимости от температуры нагрева связующей композиции на основе натриевых кристаллогидратных солей водорастворимых фосфатосиликатов до температуры ) + мрп 1/3

СОКИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК щ) В 22 С 5/04, 1/13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

T„„= 1/3(1322 T свд ) +

+ (N-6О), Тн = 0,5(1019 св

Тч« = 93" " 2Тавяз,>

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬП ИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К ASTOPCHOMV СВИД=ТЕЛЬСТВУ (21) 3554962/02 (22) 23.02,83 (46) 23.05,92. Бюл. V 19 (71) Научно-исследовательский институт специальных способов литья (72) Б.С. Линецкий, С,Б, Кантор, Ю.В. Мельник и Г.Б. Иамес (53) 621.472,4 (088,8) (56) Соколов Н.А. Литье в оболочко-. вые формы. М.: Машиностроение, 1978, с. 78-84. (54) (57) 1. СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПЛАКИРОВАННОЙ СМЕСИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ЛИТЕЙНЫХ СТЕРЖНЕЙ И ФОРМ, включающий предварительный нагрев огнеупорного наполнителя и предварительный нагрев до 293-353 К связующий композиции на основе натриевых кристаллогидратных солей водорастворимых фосфатосиликатов или фосфатов или силикатов с последующим перемешиванием упомянутых нагретых ингредиентов, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества стержней и форм за счет повышения их прочности, предварительный нагрев огнеупорного наполнителя ведут до температуры, зависящей от заданного диапазона температур нагрева связующей композиции таким образом, что при увеличении температуры нагрева связующей композиции температуру нагрева огнеупорного наполнителя уменьшают, и наоборот, 2. Способ по и.1, о т л и ч а юшийся тем, что нагревают огнеупорный наполнитель в зависимости от температуры нагрева связующей композиции на основе натриевых кристал-

„„5U „„1098131 А1

2 логидратных солей водорастворимых фосфатосиликатов до температуры где Т „„- температура нагрева огнеупорного наполнителя, К;

Т - температура нагрева свясвд „ зующей композиции на основе натриевых кристаллогидратных солей водорастворимых фосфатосиликатов, К;

И вЂ” содержание влаги в связующей композиции мас.Ф.

3. Способ по п,1, о т л и ч а юшийся тем, что нагревают огнеупорный наполнитель в зависимости от температуры нагрева связующей композиции на основе натриевых

I кристаллогидратных солей водорастворимых фосфатов до температуры где Т „ — температура нагрева свми связующей композиции на основе натриевых криствллогидратных солей .водорастворимых фосфатов, (.

4. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что нагревают огнвупорный наполнитель в зависимости от температуры нагрева связующей композиции на основе натриевых солей водорастворимых силикатов до температуры:

3 113 3813 где Тов11-„- температура нагрева свя=зующей композиции на основе натриевых кристаглогидратных солей водорастворимых силикатов,оI(, Изобретение относится к литейному производству, а именно к способам производства формовочных плакированных смесел.

Известнь1 различные способы приготовления сыпучих формовочных смесей, плакированных синтетическими смоламл.

Однако смеси, изготовленные по указанной технологил, BBcblià токсич=ны.

Наиболее близким к описываемому является способ приготовления плаклрованной смеси для изготовления литейных стержней и форм, закл;очаюцийся в предварительном нагреве огне" упорного наполн,1теля до температурь

2.-">3-Зб3"I(и связующей композиции:-га основе натриевых кристаллогидратных согей водораствооимь х фосфа-,осили1<а тоВ ИГ1И фОС11>с; ОВ ИЛИ СИЛ11КатОЬ ЛО

Q температуры 293-353 I(с последуюции перемешиванием упомянутых нагревЂ,ых

И11ГРЕДИН1ОВ, Однако при изго овлении смеси прочность -нес . не>;остаточна, так как при выборе температурных I.;-1терс. — : лов предьарительно1-о нагрева огнеупорного наполнителя не уч òû,âàþòñÿ температура и свойства связующей композиции.

Целью изобретения является улучшение качества стержней и фолк за счет повышен1 я их про-1ностл, ДЛR ДО СтИ)КЕ НИ Я ПО Стс> ВЛЕ HHОй ЦЕJI11 предварительный нагрев огнеугк>рного наполн ителя ведут до температурь1, зависящей от заданного диапазона температур нагрева связующей <омгс:-зиции таким ОбразОм, что гри > веГ!ичс.нии температуры нагрева связующей

I<0i .Г10зиции 1ei" IBI>i ур, 1агревс1 упорного наполнителя уменьшают и наоборот, Согласно способу нагревают огнеупорный наполнитель в зависимости от температуры нагрева связующей композиции на основе натриевых кристалJi0I èäðàTíûõ солей водорастворимы>с фосфатосиликатов до температуры

Тч > = 1/3 (1322-Том з, ) +

+ (1ч — 60), где Т „д — температура нагрева огнеупорного наполнителя,"К;

Т„ — температура нагрева упомянутой связующей компо0 зиции, К;

М вЂ” содержание влаги в связующей композиции, .- -11 мас.л.

Нагревают огнеупорный наполнитель в завлсимости от температуры кристаллогидратных солей водорастворимь1х фосфатов до температуры

Т;<вп = 0 5(I019 Tce>ig ) с ВВ где T, - температура нагрева упомянутой связу1оцей композис>

-. 1 ции, к.

Сoглact способу по изобретению .-агревают огнеупорный наполнитель в зависимссти от Tpìnåðàòópû нагрева связующей комгозиции на основе натриевых кристаллогидра-ных солей водорастворимых силикатов до температуры !

40П 9- сь з

-де Т вЂ” температура нагрева упомяО1> 1 3 нутой связующей композио ции, К.

Быбор температуры нагрева огнеугорного 1-:аполнителя в зависимости от температуры нагрева и влагосодержания связующей композиции позволяет обеспечить равномерное ее распредепение по частицам наполнителя и оп:-имальную дегидратацию связующего процессе плакирования.

Равномерное распределение связующе-о, содержащего оптимальнь|е коли-,ества оставшейся связанной влаги, обеспечивает равновесную микроструктуру отвержденной смеси, характеризуемую вь1сокой прочностью, Перегрев огнеупорного наполнителя выше рекомендуемых температур приводит к черезмерной дегидратации свя10931

35 зующего, что снижает прочность отвержденной смеси.

Использование режимов нагрева ниполнителя ниже рекомендуемых не позволяет равномерно распределить связующее и удалить из него избыточную влагу, что приводит к ухудшению текучести и даже снижению прочности. Связующие, обладающие более высокой температурой плавления (гидрофосфаты и гидросиликатофосфаты), требуют более высокой температуры нагрева наполнителя, чем более легкоплавкие (гидросиликаты). При использовании гидрофосфатосиликатов натрия необходимо также учитывать, что они содержат переменное количество связанной влаги. Повышение влагосодержания требует дополнительной дегидра- 20 тации связующего для улучшения текучести. В этих целях огнеупорный наполнитель дополнительно перегревают.

Приведенные выше формулы для рас" чета температуры нагрева наполнителя в зависимости от типа и температуры нагрева связующего позволяют получить следующие интервалы температур, которые могут считаться оптимальными для данного используемого типа связующего (cM.òàáë.1).

При этом при выборе Тсвяз, близкий к верхнему указанному в табл.1 пределу, Т ц и предпочтительно выби-. рать ближе к нижнему указанному в табл.1 пределу.

В лабораторных условиях в лопастНоМ смесителе приготавливали смесь из предварительно нагретых кварцевого песка К0315 и свя" óþùåé композиции. 40

В качестве натриевых гидрофосфатов использовали тринатрийфосфат двенадцативодный; натриевых гидросиликатов — девятиводный гидрометасиликат натрия; натриевых гидрофосфатосилика- 45 тов - смесь тринатрийфосфата, жидкого стекла и воды, содержащую 5075> связанной воды. В смесь вводили

103 гидрофосфата, 9 5 гидросиликата,. лиЬо 15ь гидрофосфатосиликата натрия. 50

Перемешивание проводили до достиже31 6 ния остаточной влажности смеси 4,55,53.

Прочность определяли при разрыве стандартных образцов "восьмерка", отвержденных при температуре 453" К в течение 5 мин. Текучесть характеризовали высотой конуса сцеси, остающегося на цилиндрическом столике диаметром 50 мм.

Результаты проведенных экспериментов приведены в табл.2 °

B процессе экспериментов обнаружено, что для смесей на гидрофосфатах прочность на разрыв менее

4,0 кгс/см2 недопустима; для гидросиликатов и гидросиликатофосфатов натрия минимальной является прочность порядка 15 кгс/смз. Иаксимально допустимая текучесть смесей иа гидрофосфатах составляет 24 мм, а на гидросиликатах и гидросиликатофосфатах — 30 мм.

Из анализа приведенных результатов экспериментов следует, что упомянутые температурные интервалы нагрева ингредиентов смеси обеспечивают достижение требуемых технологических свойств, причем нагрев наполнителя до температур, определяемых по описанным формулам, оптимален.

В конкретных производственных условиях изобретение может быть реализовано следующим образом: в зависимости от температуры плавления, химсостава связующего и его влагосодержания, определяемых в экспресслаЬоратории, а также с учетом характеристик применяемого смесеприготовительного и дозирующего оборудования выбирают температуру нагрева связующей композиции. В зависимости от температуры связующего по описанным формулам определяют оптимальную температуру наполнителя и вводят рас-. четную величину в блок койтроля температуры нагрева наполнителя.

Использование изобретения позволит повысить на 20-25ь технологические свойства смеси и сократить энергозатраты на нагрев ее ингредиентов.

Т .. .„K Тип связу{о" с{=,);, ;: щего

J (/

){С(1{ 9

313-348 — .?) ) 2

q",i 3Q)

293-353 (" -13 - 2 3 („ (Те куче с-:- ь, i ! {v! ) ПрочТип (Т, „Р) Примечания ность на разрыв, кгс/см !

28 с г а тр и5;

303

2Я

20{2

1) {) 2 "? 2

)е. ) 1(,0

2 Г{1?, 3.-

?

) г!

6,0

) .„{), / г

303 ? 4

{ {., (по прототипу{ рс? э

0

{2 г „{ {, 323 ) Г)

) (идрофос (I? а i н а i

313

2 -; ) о:1л

363

2 с(2

2 li

) 1, ) 7

3 /{ 2

2(?, 333

6,0,) 33

") (.2) 5

5 0

;) (1, u

333

3 О ) i,0

2 с1 2

) (Й зу(в{1{,ей

ПГI КОМПОЗИ . (i

1.,1

Г"{дросили-! 61т f {dтРИЛ с 2 ) 2, ГидросилИКа 1., { { .„

13

1 )1.

-1 (",„ I I .2 °

l6, 17

i (1Я(3131

Т а 1.) л зкспе()и I i а с{с менталь- (н{ с

) ные дан- 1 нь{Е пО ные ({?р?) ) { 1)) г

Гидрофосфа". то-силикаты

Гидрофосфат61

ГидросиликаТа бли ца 2

Неудовлетворительная прочf4{cT ь

Неудовлетвори- тельная текучесть

Неудовлетво10

1098131

Примечания

TH0п К

Текучесть,. мм

Прочность

1сз93, К

Тип связующей компози

ЗкспериментальРасчетна разрыв, кгс/см2 ные данные ло ции ные данные формулам рительная прочность (по прототипу) 28

333

353 323 t8. Гидрофосфат натрия (по прототипу) 19. Гидрофосфатосиликат натрия с влагосодержанием

50 293 323

10,0

16,0

16,5

29,5

293 333

293 3 3

21.

15,0

333 - 320

333 330

22.

19,5

24. Гидрофосфатосиликат нат18,5

?5 353 313

19,0

19,0

26.

353 323

27 353 303 (по про- . тотипу) 28. Гидрофосфато-силикат натрия с влагосодержанием

16,0

15,516,0

27

17,0

19,0

17,0

29.

30.

31.

32 °

33 ° рия с влагосодержанием 5И 333 3 0

293 328

293 338

293 348

323 325 323 325

323 3ч5

333

333

333

330

313

313

313

338

338

338

335

17

27 ч0

Продолжение табл,2

1,5 Неудовлетворительная прочность

14 0 Неудовлетвор текучесть

1098131

Продолжение табл,2

T Hans K

Текучесть, мм.Прочность

Примечания

Тсвя ъ, К

Тип связующей компози»

N Í пп

ЭкспериментальРасчетна разPblB кгс/см2 ные данные по формулам ции ные данные

353 318

353 328

353 338

34, 35.

36.

20,0

20,0

16,5

19

3/. Гидрофосфатосиликат натрия с влагосодержанием

75>

18,5

38.

39 °

29 l 9

19,5

19,5

17,0

40, 41.

16,5

15,0

42 -н43 н

Прочность н дается в повышении

II (по прототипу) Прочность нуждается в по" вышении

13,0

323 355

45. (no прототипу) Составитель

РеДактоР О. Филиппова ТехРеД 11.Иоргентал Корректор С. Пекмар

Заказ 2439 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, 11осква, Ж-35,, Рву шская наб., д. 4! 5

Производственно-издатель< кий комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

293 338

293 348

323 335

323 345

353 328

353 338

353 348

293 358

348

348

338 38

338

348