Смесь для изготовления литейныхформ

Союз Соеетских Социалистических Ресиублик83879 ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(45) Дата опубликования описания 06.05.81(51) М. Кл.з В 22 С 1,00у/С 04 В 11/09 Гоеударстееииый комитет СССР во делам изебретеиий и открытий(54) ФОРМОВОЧНАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМИзобретение, касается литейного производства, в частности получения литья изцветных металлов, в там числе и по выплавляемым моделям, и,может найти применение во всех литевных цехах машиностроительных и прибороспроителыных заводов.Известна смесь для изготовления литейных форм иа гипсовом связующем, содержащая,в качестве о 1 гнеулорного наполнителя динас 11, а также гзепсобетовная смесьс добавкой золы уноса 12.Смесь 1 имеет весыма ограниченноеприменение в машиностроения из-за отсутствия промышленного производства динаса в виде пороыков зернистостью 50 -60 мкм.Смесь 12 используется для производства строителыных .изделий, не подвергающихся последующей высокотемпературнойобр а ботке.Наиболее близкой х изобретевию потехническому существу и достигаемому результату является смесь на пилсавом связующем с,маршалитом и шамотом, которыеиспользуются в качестве опнеуларного материала 13,Эта смесь, имеет значительное расширение при напревании, вызывающее возникновение напряжений и деформаций в формах,появление трещин, обвалов, осыпаний. Это приводит .к ухудшению чистоты поверхности отливок, образованию облоя, неметалличеоких аключений и других повюрхно стных дефектов.Целью изобретения является повышениекачества форм за счет снижевия объемных изменевий ари,напревавии.Поставленная цель достигается тем, что 10 смесь, включающая гипс и маршалит, вкачестве алюмосиликатного материала содержит золу уноса от сжигания твердого порошкообразного топлива при следующем соотяошеяии ингредиентов, вес. %: 15 Гипс 20 - 40 Зола. уноса 15 - 55 Маршалит ОсталыноеИспользуемая в,заявке зола уноса со держит 13- 16% фракции более 80 мкм иявляется готовым материалом, уловленным в одном из злектрафильтров при очистке газов от стига,н.ия твердого,порошкоо,браз:ного топлива. Дальнейщей дополнительной 25 обработке (помолу и просеиванию) золауноса перед употреблением в формовочной смеси не подвергается. Температура плавлении золы уноса составляет 1630 - 1650 С,Плотность и объемная, масса золы со ставляли соответственно 2,04 гlсм иОбъемпан Остаток па масса )сите 008, о кг .иМо 4 2 35 0,9 0,85 Коэффициент термического расширения, %Прочность на сжатие, кгс/см Коэффициент газопроницаемости, нлм Водомассовое отношение 0,6 0,4 0,3 8,00,080,39 8,9 10,7 0,08 0,07 9,70,130,46 7,00,140,50 0,41 0,43 810 кг/мз, .крупность характеризовалась остатком на сите 008 в,количестве 16%, удельная поверхность 3200 см 2/г, Химический состав золы в % представлен в табл, 1, а ее физические характеристики в табл. 2. и. и. и, 510 г;1,О Р.,О, СаО МО 2 66 62 55э 9 80 2 "4 1 790 500 э Сочетание золы уноса с маршалитом обеспечивает смеси с гипсом уменьшение величины коэффициента термического расширения с 0,9 до 0,6%, т. е. в 1,5 раза по сравнени 1 о с известным саставом.Это объясняется тем, что в отличие от шамота, имеющего кристаллическую структуру, зола уноса содержит аморфную составляющую, Рентгенофазовым анализом установлено, что основную массу золы (95%) составляет аморфная етеклообразная фаза, образовавшаяся в результате ее оплавления.В связи с этим .зола уноса по величине коэффициента термического расши 1 рения (0,4%) приближается к плавленному кварцу. Петрографичеаким анализом установлено, что в золе уноса присутствуют частицы в виде обломков Беправильной, близкой к овальнойформы размером от 0,0001 до 0,1 мм, количество которых достигает 75%. Кроме тото, имеются частицы сфероидальной формы размером от 0,003 до 0,01 мм в количестве до 20%. Для оценки технологических и фиэико-механических свойств формовочной смеаи,по изобретению были п 1 риготовлены четыре различные комбинации, Получение амесей с необходимыми 5 1 О 15 20 25 30 35 40 технологическими свойствами (растекаемость не менее 16 см по виакозиметру Сутторда через 8 мин от момента затворения) достигалось подбором оптимального водо- массового отношения. Пр 1 готовление смесей следует производить в следующей технологической последавателыности.В емкость с,водой необходимо ввести навеску ирокаленного при 800 С маршалита при непрерывном перемешивании. Скорость вращения рабочего органа мешалки 250 - 300 об/мин. В полученную суспензию добавить навеску золы уноса и перемешать до получения однородной массы. После этого при непризерывном перемешивании ввести навеаку глпса марки 500, Через 20 - 30 с после введения гипса смесь вакуумируют при остаточном,давлекии 10 - 50 мм рт, ст. с одновременным,воздействием вибрации частотой 50 Ги, и амплитудой колебаний 1 мм, Продолжительность вибровакуумной обрабопки 2 - 3 мин. Свойства смеси оценивались на образцахЯ=50 мм; М=50 мм), залитых в металлические формы и в металлические опоки размерами Я 160 мм, Н=290 мм,и Я 220 мм, Н=350 мм с,предварительно установленвыми,модельными блоками.Изготовленные образцы и формы выдерживали на воздухе 1 - 1,5 ч, после чего сушили в термошкафу ври температуре 110 - 120 С в течение 2 ч. Прокалку производили путем нагревания 1 до 500 С с выдержкой при этой температуре в течение 2 - 3 ч. Для сравнения были изготовлены образцы и формы из смеси известного состава ( 1). Состав смесей,и их физико-механические и технологические свойства после прокаливания при 500 С приведены в табл, 3 и 4,Таблица 4Составы смесей по таблице 3818719 Фор мул а из о б р етения ГипсЗола уносаМаржалит 20 - 40 15 - 55Остальное Составитель И. Куницкая Техред 3. Тарасова1 едактор А. Ахмедова Корректор С. файн Заказ 423/359 Изд,287 Тираж 869 Подписное НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Тпп, Харьк. фил. пред. Патент Как видно из табл. 3, величина коэфф)ициента термического расширения смеси поизобретению значительно меньше, чем уизвестной, а прочность выше.Оппимальное содержание золы уноса 5находится в пределах 15 - 55 вес.%. Придальнейшем увеличении содержания,золыуноса коэффициент термического расширения смеси изменяется незначительно, апрочность падает.10Контроль качества арокаленных формпоказал, что на формах, изготовленных изтакой смеси, количество трещвн, разрушений и обвалов рабочей поверхности формв 3 - 4 раза, меньше, чем в формах из известной смеси.Таким образом, введение зорины уноса вуказанных количествах позволяет получатьформовочные смеси с оптимальными технологическими и физико-механическими свойствами, обеопеч 1 ивающими изготовление качественных форм методом вибровакуумирования. При этом стоимость формовочнойсмеси уменьшаерся на 20 - 30% за счетнизкой стоимоспи золы уноса (7 коп,за 1 т),Качество отливок из сплава марки АЛ 9(ГОСТ 2685-75), залитого в эти формыповышаетоя, так как количество облоя, засоров, неметалличеоких включевий и других 30поверхноспных дефектов в 2 - 3 раза меньп 1 е, чем в формах из известной смеси. Всвязи с этим уменьшаепся трудоемкостьслесарной обработки отливок на 40 - 50%,Вместе с тем утилизация золы уноса, являющейся отходом топок теплоэнергетических установок, будет способствовать существенному уменьшению загрязнения окружающей среды и организации безотходной технологии сжигания топлива,Смесь для изготовления литейных форм, используемых преимущественно при получении тонкостенного литья сложной конфигурации, включающая,маршалит, гипс и алюмосилекатный материал, отлич ающая ся тем, что, с целью повыщения качества форм за счет снижения объемных изменений смеси,при,напревании, в качестве алюмосиликатного материала смесь содержит золу уноса от сжигания твердого порошкообразного топлива при следующем соо пношении ингредиентов, вес, %: Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР519272, кл, В 22 С 9/04, 1975,2. Яаичо, 1978,1, з, 11 - 14 (чеш.).3. Кестнер О. Е, Точное литье цветных сплавов в гипсовые и,керамические формы. - М.; Машгиз, 1968, с. 21.