Смесь для изготовления полупостоянных литейных форм

 

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления полупостоянных литейных форм из фосфатных смесей, отверждаемых тепловой сушкой при производстве стального литья. Цель изобретения - повышение прочности смеси после тепловой сушки, а также после термообработки при 300-500°С и увеличение ее термостойкости, которая достигается за счет использования в составе смеси молотого глинозема фракции 5-10 мкм, асбеста или каолиновой ваты. Смесь содержит, мас.%: огнеупорная глина 10,0...20,0

фосфатное связующее 10,0...22,0

молотый глинозем фракции 5 - 10 мкм 15,0...25,0

материал, выбранный из группы гидросиликатов магния или алюминия, 10,0 - 25,0 и графитовый порошок - остальное. При этом в качестве материала, выбранного из группы гидросиликатов магния или алюминия, использованы асбест или каолиновая вата, а в качестве фосфатного связующего - алюмохромфосфат плотностью 1,45 - 1,55 г/см<SP POS="POST">3</SP>. Введение молотого глинозема фракции 5 - 10 мкм способствует хорошему распределению его по объему смеси и повышению физикомеханических свойств. Асбест или каолиновая вата используется как армирующий компонент, в результате чего повышается термостойкость смеси. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„152 24

1 00 1 18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4382227/31-02 (22) 03.12.87 (46) 23.11.89. Бюл. № 43 (71) Институт проблем литья АН УССР (72) Г. В. Ефимов, А. С. Лакеев, Л. Д. Апатова, В. М. Симановский и Н. К. Шикло (53) 621.742.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 96941 7, кл. В 22 С 1/18, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 1199423, кл. В 22 С 1/18, 1984. (54) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПОСТОЯННЫХ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ (57) Изобретение относится к литейному производству и может быть испол ьзова но для изготовления полупостоянных литейных форм из фосфатных смесей, отверждаемых тепловой сушкой при производстве стального литья. Цель изобретения повышение прочности смеси после тепловой сушки, а также после термообработки

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления полупостоянных литейных форм из фосфатных смесей, отверждаемых тепловой сушкой при производстве стального литья.

Цел ь изобретения — — повышение прочности смеси после тепловой сушки, а также после термообработки при 300 — 500 С и увеличение ее термостойкости.

Смесь согласно изобретению содержит огнеупорную глину, фосфатное связующее, молотый глинозем фракции 5 — 10 мкм, материал на основе гидросиликатов магния или алюминия и графитовый порошок.

Огнеупорная глина вводится в состав формовочной смеси для улучшения формуепри 300 — 500 С и увеличение ее термостой. кости, которая достигается за счет использования в составе смеси молотого глинозема фракции 5 — 10 мкм, асбеста или каолиновой ваты. Смесь содержит, мас.0 0: огнеупорная глина 10,0...20,0; фосфатное связующее 10,0...22,0; молотый глинозем фракции

5 — 10 мкм 15,0...25,0; материал, выбранный из группы гидросиликатов магния или алюминия, 10,0 — 25,0 и графитовый порошок— остальное. При этом в качестве материала, выбранного из группы гидросиликатов магния или алюминия, использованы асбест или каолиновая вата, а в качестве фосфатного связующего — алюмохромфосфат плотностью 1,45 — 1,55 гjcM . Введение молотого глинозема фракции 5 — 10 мкм способствует хорошему распределению его no объему смеси и повышению физико-механических свойств. Асбест или каолиновая вата используется как армирующий компонент, в результате чего повышается термостойкость смеси. 2 з.п. ф-лы, 2 табл. мости смеси, обволакивания частичек графита во время совместного помола — смешения и предотвращения его окисления в дальнейшем при повышенной температуре, а также придания прочности сырому изделию.

Молотый глинозем вводится в состав смеси для обеспечения реакционной способности при взаимодействии с фосфатной составляющей смеси и придания прочности сырому изделию (за счет активности взаимодействия), получения высокой окончательной прочности после термообработки, а также образования защитной противоокислительной пленки, т.е. увели ч и вает п рочность формы как в сыром виде так и после

1523243 термообработки, а также образует защитную противоокислительную пленку на графите.

Фосфатное связующее, в качестве которого использовали АХФС плотностью 1,45—

1,55 г/см, вводится в шихту с целью образования прочных химических связей с

АЬОз составляющей и придания прочности форме.

Материал, выбранный из группы гидросиликатов магния или алюминия (в данном случае каолиновая вата или асбест) вводится в шихту как армирующий компонент, распределенный по всему объему материала и придающий материалу высокую термостойкость. Особенно велика роль волокна для увеличения термостойкости формы, поскольку волокнистая «арматура» осуществляет прочную связь корки формы с ее подкорковой зоной, предотвращая тем самым ее отслоение. Это увеличивает срок ее службы и обуславливает отсутствие дефектов в отливке.

Графит вводится в шихту с целью улучшения свойств материала (снижения

КТР, увеличения термостойкости, снижения адгезии к расплава м металлов) . Графит вводится в дисперсном виде, для равномерного его распределения и качественного смешения он подвергается совместному помолу — смешению с глиной и молотым глиноземом в шаровой мельнице.

Ддя характеристики термостойкости материалов, в также оценки изменения прочности при воздействии температуры 1000 С авторами была использована эмпирическая формула где К вЂ” коэффициент термостойкости материала;

ai — прочность материала на сжатие после одной теплосмены (1000 С 20 С); о.„, — прочность после m теплосмен; т — количество теплосмен.

Чем меньше величина К, тем более термостоек материал формы, тем больше он сохраняет свою прочность при воздействии температуры 1000 С.

Технология приготовления формовочной смеси заключается в совместном сухом смешении — помоле глины, глинозема и графита в шаровой мельнице в течение 6 ч.

Затем к смеси добавляется минеральное волокно в виде асбеста или каолиновой ваты и вода в количестве ЗООЯ. Полученный шликер выстаивается в течение суток для набухания глины и распушивания минеральных волокон. После высушивания шликер подвергается перемешиванию в шаровой мельнице с шарами в течение 1 ч. Перемешанный шликер сливают и высушивают до нулевой влажности при 70 — 100 С. Затем смесь подвергается помолу в бегунах с добавлением фосфатного связующего.

Готовую смесь формуют при удельных давлениях 10 — 30 МПа либо пневмотрамбовкой, форма сушится при 70 — 100 С в течение

2 — 3 ч, затем выдерживается в течение

3 — 4 ч при 300 — 500 С, после чего она приобретает максимальную прочность.

15 Составы смесей согласно изобретению приведены в табл. 1, их технологические свойства — в табл. 2.

Как видно из данных, приведенных в табл. 2, смесь согласно изобретению имеет и 5 — 10 раз более высокую прочность после сушки и в 2 — 2,5 раза после термообработки, значительно повышается термостойкость.

Формула изобретения

1. Смесь для изготовления полупостоянных литейных форм и стержней, включающая графитовый порошок, огнеупорную глину и фосфатное связующее, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности в смеси после тепловой сушки, а также после термообработки при 300 — 500 С и увеличения ее термостойкости, она дополнительно содержит молотый глинозем фракции

5 — 10 мкм и материал, выбранный из группы гидросиликатов магния или алюминия при следующем соотношении ингредиентов, мас. Я:

Огнеупорная глина 10,0 — 20,0

Фосфатное связующее 10,0 — 22,0

Молотый глинозем

4р фракции 5 — 10 мкм 15,0 — 25,0

Материал, выбранный из группы гидросиликатов магния или алюминия 10 — 25,0

Графитовый порошок Остальное

2. Смесь по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве материала, выбранного из группы гидросиликатов, содержит асбест или каолиновую вату.

3. Смесь по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве фосфатного связующего содержит алюмохромфосфат плотностью

1,45 — 1,55 г/см .

1523243

Таблица 1

Ингредиенты

10 15 20 25

20 17 15 10

25

22

Таблица 2

Свойства

1 2 3

3,6 2,8 2,9

2,7

71,5 77,3 95,8

0,06 0,06 0,06

03 02 01

102,4

0,07

Составитель В. 111увалов

Редактор В. Данко Техред И. Верес Корректор А. Обручар

Заказ 6932/10 Тираж 711 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент>, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Каолиновая вата или асбест

Глина огнеупорная

Глинозем молотый фракции 5-10 мкм

Алюмохромфосфатное связующее пл. 1, 3-1, 55

Графитовый порошок

Прочность на сжатие, МПа, после сушки

То же, после термообработки

300-500 С, KIa

Термостойкость теплосмен, X

Литейная усадка, Ж

Составы формовочных смесей, мас.X

2 3 4 5

17 20

15 20

36 25

Составы смесей Л