Смесь для изготовления литейных форм и стержней

(191 01) АРСТ ВЕНК ЫИЛАМ.ИЗОБ ОМИТЕТ СССРРЕТЕНИЙ ИОТНРЦТМЙ аври ЛЕНИЯвключающаое стее суль идк нов ь ИСАНИЕ ИЗОБРЕВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Институт проблем лит(54)(57) СМЕСЬ ДЛЯ ИЭГОТОЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙу.огнеупорный наполнитель,кло, воду и материал на о Л.И,Кущ,таья АН УССРго станкоим.Я.М.Сверство СССР196084,фата железа, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с цельюулучшения выбиваемости, повышения живучести и упрощения технологического процесса, она дополнительно .содержит едкий натр, а в качестве материала на основе сульфата железа - воднь 1 й сульфат желе за - отход производства титановых белил, при следующем соотношении ингредиентов, мас.Ъ:Жидкое стекло ,0-6,0 Водный сульфатжелеза - отходпроизводстватитановых белил 4"7Вода 3-5 Едкий катр 1,0-1,5Огнеупорныйнаполнител ОстальноеИзобретение относится к литейному производству, а именно к жидкостекольным смесям для изготовлениялитейных форм и стержней.В литейном производстве для изготовления форм и стержней нашли широкое применение смеси, связующим вкоторых служит жидкое стекло.Известна стержневая смесь для изготовления крупных чугунных отливок,содержащая,. : кварцевый песок 903, 10едкий натр 1,7, древесно-угольныйпек 4, жидкое стекло 4 1 Ц,Недостатком жидкостекольных смесей является их затрудненная выбиваемость, что,обусловлено сохранением 15смесью значительной остаточной прочности после заливки и кристаллизацииметалла в Форме, Это снижает производительность труда в обрубных отделениях литья.Для улучшения выбиваемости в состав смеси вводят органические илиминеральные добавки, Органическиедобавки, как правило, характеризуются повышенной гаэотворностью, чтоможет привести к образованию дефектов на поверхности отливок. Органические добавки выгорают прц, низкихтемпературах,а при более высокойтемпературе в смеси образуется жидкая фаза и происходит процесс спекания. В этом случае более эффективными оказываются добавки неорганического происхождения2Известна формовочная смесь, со-держащая, мас.: кварцевый песок 3594,7-97,6, огнеупорную глину 3-5,жидкое стекло 5-6, 10-ный растворедкого натра 1-1,5, мел 0,3. Мел является добавкой для улучшения чистоты и качества поверхности. 40Однако указанная смесь использует;ся только для изготовления стальноголитья, что ограничивает область ееприменения, имеет недостаточную выбиваемость,так как введение глины бо-лее 3 при незначительном количествемела (0,3) способствует смещениюмаксимума прочности в область болеевысоких температур (до 1400 С),чтовесьма нежелательно при получениистальных отливок. Кроме того, мел,содержащийся в ее составе, способствует обраэованию химического пригара. Это объясняется тем, что приразложении мела выделяется окиськальция, которая совместно с окисью 55алюминия, присутствующей в глине, икварцевым песком может образоватьлегкоплавкий кальциевый полевой шпат,который непосредственно влияет наобразование корки химического пригара на поверхнбсти отливки.Наиболее близкой к предлагаемойпо технической сущности и достигаемому результату является смесь дляизготовления литейных форм и стерж ней, включающая огнеупорный наполнитель, жидкое стекло, воду и в качестве материала на основе сульфатажелеза побочный продукт при травлении стали 133.К недостаткам известной смесиотносится сложность технологическо,го процесса, так. как он требует проводить.смев 1 ивание при температурахне вьве 15 С, Живучесть смеси приэтом весьма мала, С повышением температуры скорость твердения увеличивается, что делает. практическиневозможным применение смеси притемпературе выше 15 фС. Создание жев рабочей зоне пониженных температур, необходимых для использованиясмеси, способствует ухудшению условий труда рабочих. Кроме того,смесь имеет неудовлетворительнуювыбиваемость,Цель изобретения - улучшение выбиваемости, повышение живучести иупрощение технологического процесса.Для достижения указанной целисмесь для изготовления литейных форми стержней, включающая огнеупорныйнаполнитель, жидкое стекло, воду иматериал на основе сульфата железа,дополнительно содержит едкий натр,а в качестве материала на основесульфата железа - водный сульфат железа, - отход производства титановыхбелил, при следующем соотношении ингредивнтов, мас,:Жидкое стекло 5,0-6,0Водный сульфатжелеза - отходпроизводстватитановых белил 4,0-7,0Вода 3-5Едкий натр 1,0-1,5Огнеупорныйнаполнитель ОстальноеВ качестве связующего в смеси используется жидкое стекло. Оптимальное количество связующего (5-6)обеспечивает необходимые прочностные свойства смеси, а увеличениеведет к расходу связующего, аследовательно, к удорожаниюстоимости смеси.Водный сульфат желЕза вводится в смесь как раэупрочняющая добавка, улучшающая выбиваемость в виде отходов производства титановых белил Эти отходы представляют собой мелко- кристаллический порошок салатного цвета, состоят, в основном, из водного сульфата железа - РеБО пН 0 (не менее 96) и имеют следующий состав, мас.: РеЯОц, 47,5-54,01 Ге(БО)З 0,1-3,6 НО 45,13-52,5. Колебайие химического состава в указанных пределах используемого отхода производства титановых белил на выбиваемость не оказывает существенного влияния. Раэупрочняющее50 55 действие добавки - сульфата железа начинает проявляться уже после сушки образцов при 150-250 фС. Это объясняется тем, что в результате обезвоживания сульфата железа удаляется вода, что ведет к разрушению связей между зернами и тем самым вызывает разупрочнение смеси. Наиболее интенсивное отделение воды начинается при 120-150 С. При этом удаляется до шести молекул воды. При 650-750 фС начинает разлагаться сульфат железа с образованием РеО и выделением ЯО, который проходит через смесь и разрывает пленку связующего, связь между зернами наполнителя нарушается и смесь еще в большей степени разупрочняется.Поскольку действие разупрочняющей добавки эффективно в широкоМ интервале температур, предлагаемая смесь может быть использована для иэизготовления форм и стержней прй производстве литья из черных и цветных металлов.Наиболее эффективным является содержание в смеси добавки водного сульфата железа 4-7, которое обусловлено минимальной работой выбивки. Оптимальное колиМесюгво добавки 5. Количество добавки менее 4 и более 7 ведет к ухудшению выбиваемости смеси.Смесь увлажняют водой для улучшения процесса набивки Форм.Смесь готовят в бегунах. Сначала смешивают огнеупорный наполнитель и водный сульфат железа, затем согласно составу добавляют воду и . , 10-ный раствор едкого натра. После добавления каждого следующего компонента производят перемешивание в течение 1-2 мин. Жидкое стекло вводят последним сразу всей порцией и перемешивают 3-4 мин.В работе используют жидкое стекло с модулем 2,78 и плотностью 1,4 ф 10 З кг/мз.Готовую смесь уплотняют в оснастке обычными способами, Из полученной смеси готовят стандартные образны цилиндрической формы диаметром и высотой 50 мк, которые испытывают на прочность, выбиваемость и гаэопроницаемость.На прочность испытывают образцы сразу после изготовления (сырые), после выдержки на воздухе, подсушки в течение 30 мин при 50-60 фС. 10 15 20 25 30 35 40 45 Выбиваемость оценивают по затраченной работе на выбивку стержнейиз отливки. Для этого в песчано-глинистые Формы размером 280180 к 100устанавливают стандартные цилиндрические образцы 50 к 50 мм и заливаютсталью и чугуном. Температура расплава стали составляет 1560 С, ачугуна 1350 С. После охлаждения металлической отливки проводят выбивку стержней.Составы и свойства предлагаемыхсмесей приведены соответственно втабл.1 и 2.Живучесть известной смеси составляет 10 мин, а выбиваемость присодержании сульфата железа в количестве 2,0 мас. и жидкого стекла вколичестве 5,0 мас. составляет40-81 Дж.Использование изобретения позволяет.применять смесь при заливке раз-,личными сплавами, упростить технологический процесс, улучшить выбиваемость смеси, испольэовать отходы химической промышленности, расширитьсырьевую базу для получения формовоч-.ных смесей за счет использования отходов производства, удешевляет смесьпредотвращает загрязнение окружающейсреды,1,Экономический эффект от использо-вания предлагаемой смеси по сравнению с базовой в качестве которойвыбрана жидкостекольная смесь, используемая в промышленности, содержащая, мас.: жидкое стекло 5,5-6,5,10-.ный раствор едкого натра 1,0-1,5,кварцевый песок остальное, составит400 тыс, руб. за счет сокращениятрудоемкости обрубно-выбивных работпри годовом выпуске стального литья300 тыс, т. Снижение трудоемкостиобрубно-выбивных работ, а также расхода электроэнергии позволит снизить себестоимость тонны литья на30-35 руб.Кроме того, ее использование позволит решить ряд важных социальных задач:загрязнение окружающей среды, наиболее полное использование отходов производства, освобождение капитальных вложений, выделяемых на организацию, устройство и техническое обслуживание отвалов, а также расширение сырьевой базы для литейного производства.