Смесь для изготовления литейных форм многократного использования

ОПИСАНИЕ Оц,,ю„

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советс»их

Свциалистииес»их

Ресяубли»

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20.10.75 (21} 2181746/02 с присоединением заявки № (23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.04.785юллетень № 13 (46} Дата опубликования описания О9.ОЗ.7S

Я (5a) м.. кл.

3 22 С 1/18

Гааударствееый хоматет

Савета Иннаетраа СССР аа делам нэабретееа в атер»тай (53) УДК 621.742.4 (088.8) (У2) Авторы изобретения

IO. П. Поручиков, Г. А. Мустафин и А. М. Моксунов (Т1) Заявитель г

Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт имени С. М. Кирова (54) СМЕСЬ ЦЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ

МНОГОКРАТНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Изобретение относится к области литейного производства, а именно к составам смесей для изготовления литейных форм многократного использования (так называемых, полупостоянных форм). б

Известна смесь для изготовления ца лупостоянных форм, содержащая огнеупорный иаполннтель (кварцевый, инрконовый, хромнтовый или корундовый, пески) н фосфатное связующее на основе фосфата алюминия в сочетании с окисью .магния 1), Смесь обладает высокой прочностью (более

10 кгс/см при сжатии) в сыром состоянии, однако для формирования окончательной прочности требуется, термообработка пря темпе- д о ратурах свыше 500 С. Кроме того, ввиду отсутствия в составе смеси углеродсодержаших материалов не достигается создание противоокяслительной атмосферы на разделе "металл-форма в процессе ралив- 20 ки металла, что ограничивает область ее применения с точки зрения типа заливаемых сплавов, К описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату

2 наиболее близка смесь для изготовления литейных форм многократного- использования, содержащая молотый графит, корунд> фосфатное связующее на основе однозамешенного фосфата алюминия $2). Для формирования конечной прочности данной смеси необходимо прокаливание форм пря температуре

500-600 С, при етом прочность смесей в сыром состоянии низка (1. 1 5 кгс/сл при сжатии), прочность после термообработк ки недостаточно высока (100-120 кгс/см прн сжатии), а термостойкость, оцениваемая по .величине относительно падения прочности за одну теплосмену, составляет 2,53, 0%..

Бель изобретения заключается в снижении температуры обжига формы, повышении поочиести до н после термообработки, в увеличении термостойкости, Для достижения поставленной цели смесь для изготовления литейных форм многократного использования, включающая молотый графят, корунд, фосфатное связующее, содержит в качестве фосфатного связуюшего ортофосфорную кислоту (плотностью 1,42601073

1,5О г/с4 совместно с магнезитохромитом,.а также дополнительно содержит глину огнеупорную прн следуюшем соотноше.нии ингредиентов (в вес.%):

Глина огнеупорная 14-16

Ортофосфорная кислота плотностью 1,42-1,50 г/см 15-17

Магнезитохромит 9-1 1

Корунд 14-16

Графит молотый Остальное,(O

При уменьшении в заявленной смеси количества кислоты ниже указанного предела происходит уменьшение прочности, что отрицательно сказывается на способности форм противостоять многократным механическим 5 и температурным напряжениям. При низком содержании ортофосфорной кислоты с гойкость формы, падает и она разрушается после пер вой заливки.

При повышении содержания кислоты выше указанного верхнего предела смесь имеет черезмерную влажность и прилипаемость, что препятствует получению качественных форм и повышает их склонность к растрескиваиию при термообработке, Методами математячЪского моделирования эксперимента установлено, что, для получения форм высокой стойкости смесь указанного состава должна содержать 15-17% ортофосфорной кислоты..

Повышение концентрации ортофосфорной кислоты выше указанного верхнего предела приводит к снижению текучести смеси, что снижает спосМность смеси давать четкий отпечаток модели. Экспериментально уста35 новлено что. при этом происходит уменьшение термостойкости форм.

Повышение содержания магнеэитохромита выше укаэанного верхнего предела приводит к ускорению peamw отвердения„Смесь те40 ряет пластичность и схватывается еше до формовки, При уменьшении содержания магнезитохромита относительно нижнего предела смесь имеет неудовлетворительную

45 прочность, Только при содержании 9-11% магнезитохромита смесь имеет высокую прочность и обеспечивает хорошую стойкость.

Содержание графита и.корунда в укаэанных пределах обеспечивает смесям необходи.50 мые свойства.

Высокая термостойкость смеси определяется также соответствием коэффициентов термического расширения исходных компонен« тов смеси и конечных продуктов реакции ортофосфорной кислоты с магнезитохромитом.

Взаимное соотношение компонентов подобрано так, чтобы указанное 1раэличие коэффиmemos термического расширения было мини-. мально.

Огнеупорные материалы и продукты реакции не только придают формам прочность и стойкость, но и эашийают от окисления графит. Последнее позволяет использовать такие формы для производства отливок из сплавов, имеюших высокую температуру плавления.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

Формовочную смесь приготавливают в лабораторнйх бегунах. Для этого в бегуны загружают сухие ингредиенты и перемешивают их в течение 10 мин, а затем вводят ортофосфорную кислоту и перемешивают еще 10 минут, после чего смесь готова, к употреблению.

Образцы формуются на прессе под удельным давлением 100 кгс/см и высушивают-Я ся при температуре 350 С в течение 5 часов.

Составы и свойства смесей согласно нестоящему изобретению приведены в таблвце.

Смесь согласно выбранному прототипу обладает прочностью на сжатие1-1,5кгс/см в сыром состоянии и после термообработки

lOO-120 кгс/см, а термостойкость еО

Я (величина относительного падения прочности на одну теплосмену) составляет 2,5-3%.

Кроме того, температура прокаливания- иэ вестной смеси составляет 500-600 С, тогда как для предложенной - 350 С. о

Более высокие прочностные характеристики

c-, и повышенная термостойкость, сниженная температура термообработки позволяют повысить стойкость форм, улучшить качество и снизить себестоимость отливок.

Смесь для изготовления литейных форм многократного использования целесооб— разно применять при производстве отливок из сплавов алюминия, магния, цинка, меди и железа °

Графит молотый

Корун д

Глина огнеупорная

Магнезитохромит

601073

Продолжение таблицы

Кислота ортофосф концентрации 65

Прочность на сжатне в сыром состоянии, кгс/см

3 8

4,ч

Прочность на сжатие поре термообработкн, кгс/см

330

1,0Е

Теумостойкость, %

Составитель С. Тепляков

Редактор P. Арванцева Техред, H. Бабурка . oppe p

К кто Л, Небола

Заказ 1623/1 ираж а Совета Министров СССР

ННИИПИ Государственного комитета Совета инистр по делам изобретений и, .Открытий

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

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, Формула изобретеним

Смесь для изготовления литейных форм мн(й ократного использования, включающая молотый графят, коруйд, фосфатное связующее, о т л н ч а ю щ а я с я тем, что, с целью.снижения температуры обжига формы, повышения прочности до и после термообработки, увеличения термостойкости, пна содержит в качестве фосфатного связующего артофосфорную кислоту плотностью

1,42-1,50 г/см a coòý с магнезятохромн-, ° Э

1 том н: дополнительно гляну огнеупорную при следующем соотношения янгредяентов . (в вес.%):

Гдина огнеупорная 14 16 фртофосфорыая кнслата плоткостью 1,42- 1,50 г/см

15-17

Магнезитохромнт Qa1 1

Корунд 14-16

Графят молотый Остал ипате .

Источники ннформацнн, прннятые во внимание при експертизе;

1,"5моно», 1969, 41, № 6, е, 415-422,;

2. Авторское свндетельство № 399287,. кл В 22 С 1/GG, 1971,