Теплоизолирующая смесь для прибылей отливок

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 551 2.18 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11,11.75 (21) 2189838/02 с присоединением заявки М (23) Приоритет (43) Опубликовано 25,03.77.Бюллетень М 1 (45) Дата опубликования описания 23.06.77 (51) М. Кл.е

В 22 П 27/04

Государственный комитет

Совета Миниотров СССР по делам ивооретений и открытий (53) УДК 669.18:621. ,746.589 (088.8) В. Г, Горенко и Я. ll, Яновер (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Институт проблем литья AH Украинской CCP (54) ТЕПЛОИЗОЛИРУЮШАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПРИБЫЛЕЙ ОТЛИВОК

Изобретение относится к литейному производству, в частности к утеплению прибылей отливок из алюминиевых и магниевых сплавов.

Дпя утепления прибь.лей отливок из алюминиевых и магниевых сплавов известен состав смеси, состоящий из вспученного перллта и гипса.

Известна теппоизопируюшая смесь дпя насадки, используемой при литье стали, чу- 10 гуна и цветных металлов в кокипь, изпожницу лпи разовую питейную форму, которая содержит зернистый ипи споистый теплоизопяционный материал, волокнистый минеральный теппоизопяционный материал, связующее 15 и органическую добавку. B качестве зернистого или споистого теппоизоляционного материала смесь может содержать помимо шлаковой, базапьтовой стеклянной ваты, инфузорной земли и дробленной пемзы также 20 перлит ипи керамзит, в качестве огранлческой добавки помимо древесной муки и стружки, отходов производства льна, коноппи, хпопка, шерсти, отрубей также целпюпозу или пластмассу. 25

Однако при использовании указанных органическихх добавок смесь имеет недостаточные теппоизоляционные свойства, а при использовании, в частности пластмассы, тратится большее количество тепла для перевода ее в жидко состояние и деструкцию. цепь изобретения — повышение е ..п„ эапяционных свойств смеси и у едьшение обьема утепляемых прибылей.

Йпя этого предлагаемая смесь в качестве полимерной добавки содержит пенопописти-рол фракции 0,1-3,0 мм при следующем соотношении ингредиентов, вес. „6:

Зернистый или слоистый теплоизоляционньтй материал с об. ваз сом 100-650 кг/м и коэффицпентом теплопроводности 0,070,230 вт/м. С 5,0 — 30,0

Вопок п стьté теплоизопяционной латериап с объемным весом 1503

4о 0 кг/м и коэффициентом теппопроводно ти О,ре 0,195 вт/м

Пенополистирол фракции 0,1-3,0 мм O 01 5

Связующее Остальное

551118

В качестве связукшего смесь содержит г ипс.

Нижний предел по содержанию в смеси зернистого или слоистого теплоизоляционного материала указанчого насыпного веса и тепгопроводности необходим для получения определенной величины коэффициента теплопроводности. При его содержании меньше 5 вес. % коэффициент теплопроводности смеси увеличиваетсядо 0,125-0,140ккал/мчас С, 10 что нежелательно. Содержание этих материалов вь1ше 30 вес.% приводит к уменьшению прочностных свойств смеси в сухом состоянии. Ввод в смесь волокнистого тецлоизоляцион юго материала указанного насыпного д веса и теплопроводности повышает прочностные ее свойства в сыром и сухом состояниях одновременно сокрашая эффективные теплофизические свойства. При содержании волокнистого материала меньше 1,5 вес.%, влия-g) нпе его на прочность изделий незначительно, -pи увеличении содержания — больше

7,5 вес.% наблюдается малое изменение прочностных свойств.

Ввод в состав смеси пенополистирола 25 способствует уменьшению ее коэффициента теллопроводности, особенно в период заполнения формы и начала кристаллизации металла в прибыли. В процессе нагрева оболочек происходит деструкция полистирола и бла- ЗО одаря образовани|о пустот уменьшается тепаопроводность смеси. Кроме того, образовав. шеся газы создают в полости прибыли повышенное давление, что улучшает питание отливок и уменьшает размеры прибылей, Содержание в смеси больше 5,0 вэс.% пенополистирола недопустимо, так как это приводит к повышенному газовыделению и разрушению оболочек, Пенополистирол должен вводиться фрак- 4О пии 0,1 — 0,3 мм, так как при использовании пенополистирола крупностьк зерен к:епыпе 0,1 tvflvl теплофизические свойства смесей ухудшаются ввиду того, что такой материал имеет больший объемный вес. Кро-45 ме того, такой пенополистирол часто Gblвает недсвспученным и вспучивается в период прогрева оболочек жидким маталлом., Q это приводит к растрескиванию оболочек, затеканию жидкого металла в трешины и повышению скорости затвердевания металла в прибыли. При использовании пенополистирола с крупностью фракций больи.е 3,0 мм наблюдается снижение ф изико — механических свойств с месей. Это объясняется низкой прочностью пенополистирола. Кроме того, применение крупных фракций пенополистирола приводит к неравномерной деформации оболочек, появлению в них трещин и часто к полному разрушению изделий.

Минимальное содержание гипса используеся в смесях, содержаших на нижнем пределе пенополистирол, а максимальное содержание гипса используется в смесях с наибольшим. содержанием пенополистирола. Йля изготовления оболочек больших диаметров и для других изделий, которые должны иметь повышенную прочность, используются смеси с с повышенным содержанием гипса и волокнистых теплоизоляционных материалов. Ввод в состав смеси больше 35,0 вес.% гипса снижает ее теплоизоляционные свойства и поэтому не используется . Йля затворения гипса1 содержание которого в смеси 15 вес.% необходимо ввести 40 вес,% воды, а при содержании гипса 35 вес.% воды должно быть 7 0 вес.%.

В качестве зернистого или слоистого теплоизоляционного материала с об. весом

100 — 650 кг/м и коэффициентом теплопро3 водности 0,07 — 0,23 вт/м ° С могут ис,о пользоваться вспученный перлит или вермикулит, шунгизит, кизельгур, отходы слюды.

В качестве волокнистого теплоизоляционного материала с об. вес. 150-450 кг/ м

3 и коэффициентом теплопроводности 0,08о

0,195 вт/м ° С вЂ” асбест, шлаковая вата, каолиновая вата.

Исследование составов и свойств смесей различных составов и действия оболочек из этих смесей на утепление прибылей отливок из алюминиевого сплава АЛ4 были проведены в условиях литейного цеха СП

ИПЛ АН Украинской ССР.

Результаты применения смеси по предлагаемому изобретению на сокрашение размеров прибылей (вес отливок дисков 12,6 кг) приведены в табл. 1.

551118

Табл и па

Физико — механические и теплофизические свойства смесей приведены в табл. 2.

Таблица 2

Составы смесей вес.%

Свойства смесей

¹ 3 № Л

¹ 1 № 2

Прочность на разрыв в сухом состоянии, кг/см

0,24

0,80

0,54

0,82

Прочность на сжатие

2 в сухом состоянии, кг/см

Объемный вес, кг/м

0,58

0,290

1,38

390

1,08

1,25

400

340

Коэффициент теплопроводности, вт/м С

0,089

0,680

0,116

0,7 29

0,131

0,753

0,112

0,742

Теплоемкость, кдж/кг ° С о

Коэффициент теплопроницаемости, вт сек 1/2/м ° С

127,3

0,47 0

158,9

0,431

195,8

0,436

162,1

0,461

Темпэратуропроводность

/а/ 10 м /сек

2,75—

2,853,20

2,50—

2,75

2,252,40

i н1. пие размеров прибылей

3,00

Из данных по смесям 1 2 и 3 видно, что повышение в составе смеси количества всп"ченного перлита значительно уменьшает об.вес смеси и повышает ее теплоизоляцион-55 ные свойства, однако при этом наблюдается снижение прочностных свой"тв смесей при испытании на взрыв и сжатие. Ввод в состав смеси 10% асбеста позволит повысить и прочность на разрыв до 0,54 кг/см, à gj

2 на сжатие-до 1,08 кг/см Частичная ипи полная замена асбеста каопиновой ватой способствует повышению прочностных свойств

2 на разрыв до 0,80 — 0,82 кг/см, а на сжатие — до 1,25 — 1,38 кг/см

Ввод в состав смеси асбеста и каолиновой ваты позволяет значительно повысить прочностные свойства смесей. В то же время теплофизические свойства этих смесей являются опт ..::;;-ьпыми . при содержании пенополис гирола в ко.-.,;честве 1,5 вес. ro смесей.

Увеличение количества пенополистирола до

2,5 — 5 вес. ":, позволяет получить более высокие теп;о.,оляционные свойства. 5

Использование предлагаемых смесей для утепления прибылей отливок из алюминиевых сплавов сокращает объем прибылей в 2,25—

3,20 раза.

Фор мула из бретения

1. Теплоизол.руюша. смесь для прибылей отливок, преимущественно цветных сплавов, д содержащая зернистый liIB слоистый теплоизоляционный материал с объемным весом 1003 б50 кгlм и коэффициентом теплопроводности

0,07 — 0,230 вт/м . оС, волокнистый теп8 лоизоляционный материал с объемным весом

150 — 450 Kz/M3 и коэффициентом. теплопроводности О, 08 — О, 1 95 вт/м е о зующее и полимерную добавку, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что., с целью повышения ее теплоизоляционных свойств и уменьшения объема утепляемых прибылей, в качестве полимерной добавки смесь содержит пенополистирол фракции 0, 1-3,0 мм при следующем соотношении ингредиентов, вес.%:

Зернистый или слоистый теплоизоляционный материал 5,0 — 30,0

Волокнистый теплоизоляционный материал 15 -7,5

Пенополистирол 0,01 — 5,0

Связующее СЬтальное

2. Смесь по п. 1, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, в качестве связующего она содержит гипс.

Составитель И, Куницкая

Редактор A. Лаыкова Техред И. Асталош Корректор В "- ас

Заказ 57/5 Тираж Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

1130 Москав, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

Филиал П "Патент", г. Ужгород ул. Проект::;„;,