Смесь для изготовления захолаживающих элементов литейных форм и стержней

(51)М. Кл. В 22 С 1/ явле исоелинением заяв Гооударотмнный коинт ССР по делан изобретений(23) П риоритет Опубликовано 07; 09.82. Бюллетень МДата опубликования описания 07.09.82(72) Авторы изобретения Всесоюзный научно-иссле тельский институт технологиия(71) Заявител арматурост СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАХОЛАЖИВАОЩИХ ЭЛЕМЕ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙосится к областиства, а именно кых и стержневыхвенно для иэгоИзолитейн етение от о произво Однако пр на медной ос возможно при став формовореимущеэахолажфорл и сеи ного холодилмостойкоститого, для отнуждается в дтивной сушке товленлитейн ающих элементовержней при иэготовплавов на медной лении отли овевок оснИзвестно, что наибольшее распространение для направленного затвердевания металла в отливках и местного их захолаживания получили металли- ческие холодильники 1 1.Однако изготовление таких холодильников трудоемко, а применение не всегда возможно в трудно доступных местах отливок. Наиболее близкой к изобретению о по технической сущности и достигаемому результату является смесь для изготовления захолаживающих элемен.тов литейных форм и стертнней, содеялжащая вес.Ф: Обогащенный молотый хромистый железняк Чугунную или стальную дробьЖидкое стеклоВодный растворедкого натра плотностью 1,25 г/см 59,8 Известанления литейдержащая вогнеупорног,1 алюминия и тетической 1,71 также смесь для изготов ных форм и стержней сокачестве металлическогонаполнителя частицы вяэующее на основе син лолы 2 .. изготовлении отливокове данную смесь неенять в качестве местника из-эа низкой тере наполнителя. Кромеерждения такая смесьополнительной конвек"3 95Использование данной смеси длязахолаживания элементов отливок измедных сплавов не обеспечивает получения требуемой плотности металла втепловых узлах отливок,Целью изобретения является повышение плотности металла в тепловыхузлах отливок.Для достижения поставленной целисмесь для изготовления захолаживающих элементов литейных Форм и стержней при производстве отливок преимущественно из медных сплавов, включающая обогащенный хромистый железняк, металлсодержащий материал и связующую систему, содержит в качествеметаллсодержащего материала латунную. стружку при следующем соотношениикомпонентов вес.3:Латунная стружка 238-337Связующая система 2-83Обогащенный хромистый железняк ОстальноеВ качестве связуэщей системы предложения смесь содержит предпочтительно 1,0-2,5 вес.Ф карбамидофурановой смолы, 20-О вес.3 карбомидной смолы и 1,2 - 1,8 вес./ ортофосфорной кислоты.Обогащенный хромистый железнякдолжен соответствовать общим требованиям, предъявляемым к огнеупорнымнаполнителям в составе формовочныхсмесей. Вместо хромистого железнякадля холоднотвердеющих смесей в качестве. огнеупорного наполнителя могут быть использованы также цирконовый песок, дистенсиллиманит, рутил,кварцевый песок и др,В качестве карбамидо-фурановойсмолы предпочтительно использовать"Фуритол", содержащую 37-384фурилового спирта.В качестве карбамидной смолы предпочтительно испольэовать Кф-Ж ГОСТ14231-78 ) В качестве ортофосфорной кислоты предпочтительно использовать концент рированную кислоту плотностью 1,65- Средний размер латунной стружки "05-2,0 мм, причем обогащенный хромистый железняк и металлсодернащий материал подобраны по зернистости та ким образом, чтобы смесь была более плотной и имела максимальную теплопроводность. При содержании латунной стружки ниже ниннего предела ухуд6131 4 5 1 О 15 20 25 зо 35 40 45 50 55 шаются захолаживающие свойства смеси а при содержании ее выше верхнего предела снижается плотность смеси и ухудшаются ее прочностные свойства, При содержании ортофосфорной кислоты и синтетических связующих ниже нижнего предела не достигается заданная конечная прочность смеси, а при содержании их выше верхнего предела смесь имеет низкую скорость отверждения и повышенную газотворность.Формирование прочности в предложенной смеси происходит вследствие реакции поликонденсации между карбамидно-фурановой смолой "Фуритолкарбамидоформальдегидной смолой (ф-Н и ортофосфорной кислотой, Введение обогащенного хромистого железняка и латунной стружки позволяет существенно повысить захолаживающую способность смеси, Кроме того, при взаимодействии окиси железа, содержащейся в хромистом железняке, с ортофосфорной кислотой образуются высокопрочные фосфаты, которые оказывают положительное влияние на прочностные и теплофизические характеристики смесиИзобретение монет быть проиллюстрировано следующим примером.В табл. приведены составы предчлагаемых смесеи и состав смеси согласно, выбранному прототипу.При приготовлении смеси в обогащенный хромистый железняк вводят латунную стружку, комплексное синтетическое связующее, состоящее изсмеси карбамидно-фурановой смолы"фуритол" и карбамидоформальдегидной смолы Кф-Я и перемешивают2-3 мин., затем в смесь вводят ортофосфорную кислоту, Готовую смесьиспользуют для изготовления захолаживакнних элементов литейных Форм истержней,Приготовленные из данной смесиобразцы испытывали на разрыв через30 мин , 1 ч , 3 ч и 24 ч твердения.Дополнительно испытывали смесьна теплопроводность по следующей методике: стандартный цилиндрическийобразец диаметром 50 мм и высотой50 мм устанавливали в гильзу иэ теплоизолирующего материала таким образом, чтобы нижний торец образцанаходился в контакте с нагревателем,имеющим температуру 500 С. К центруобразца был подведен термоэлементИнгредиент Обогащенный хромистый железняк Зерхнеднепровского горнообогатительногокомбинатаКарбамидно-фурановое связующее "фуритол 107" 59,83 70,0 65,0 60,0 1,0 2,0 2 5 Карбамидоформальдегидная смолаКФ-Ж 3,0 1 1,64,0 2,0 Ортофосфорнаякислота 1,2 1,8 Стружка латунная 28,4 Дробь латунная или сталь 36,32 ная Жидкое стекло пл, 1,50 г/см 214 Бодный растворедкого натрапл. 1,25 г/см3 1,71 5 95для фиксации температуры в испытываемой смеси,За величину теплопроводности принималось время, в течение котороготемпература образца в укаэанной точке замера повышалась с 30 до 250 С.Результаты испытаний приведены втабл.2.Из приведенных в табл.2 данныхвидно, что теплопроводность предложенной смеси в 1,5-1,8 раэ выше, чему смеси-прототипа 1,величина теплопроводности обратно пропорциональнавремени прогрева центра образца дозаданной температуры ),Благодаря повышенной теплопроводности смеси создается более эффективное направленное затвердевание медных сплавов и повышение плотности металла в тепловых узлах отливки. 0плотности металла судили по наличиюрихлотмелких усадочных раковин ) на 6131темплетах, вырезанных из тепловых узлов технологических проб и проиэвод"ственных отливок.Темплеты подвергали рентгенопросвечиванию. Наличие темных пятен нарентгенограмме темплетов соответствовало усадочным раковинам. Результаты испытаний, проведенных на партии технологических проб и отливок"110 представителей, показали наличие усадочных дефектов (рыхлот) на отливках, полученных с использованиемсмесей, взятых за прототип и их отсутствие на отливках, полученных с 1 З использованием предложенной смесиОтсутствие усадочных раковин свидетельствует о повышении плотностиметалла в тепловых узлах отливок,полученных с использованием заход лаживающих смесей на основе обогащенного хромистого железняка и латун"ной стружки.956131 Таблица 2 Смесь по табл.1 Свойство смеси Прочность на разрывкгс/см,через: 0,5 ч 0,6 0,5 0,9 1,0 1 ч 1,0 1,8 1,7 1,7 24 ч 10,0 12,0 9,0 36 24 часа 30 Живучесть мин Теплопр 0 вод-ность, мин (времяпрогрева:центраобразца от 30до 250 С) 20 35-38 23 Формула изобретения Составитель С. Тепляков,Редактор Л. Утехина Техред М. Надь Корректор М. Шароши мЗаказ 6897/13 Тираж 752 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 1. Смесь для изготовления захолаживающих элементов литейных Форм и стержней лри производстве отливок, преимущественно из медных сплавов, включающая обогащенный хромистый железняк, металлсодержащий материал и связующую систему, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения плотности металла в тепловых узлах отливок, она содержит в качестве металлсодержащего материала латунную стружку при следующем 40 соотношении ингредиентов, вес.:Латунная стружка 23,8-23,7Связующая система 42-83Обогащенный хромистый железняк Остальное 452. Смесь по и.1, о т л и ч а юц а я с я тем, что в качестве связую щей системы она содержит 1,02,5 вес.Ф карбамидно-Фурановой смолы, 2,0-4,0 вес,3 карбамидной смолы .и 1,2-1;8 вес,Ф ортофосФорной кислоты. Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Сосненко М. П., Святкин Б.К Общая технология литейного производства. М., "Высшая школа", 1975, с. 333-334. 2, Патент СССР И 593647,кл. В 22 С 1/00, 1974.Производство отливок в энерго- машиностроении., Под ред. Примака И.Н и бречко А. А Л., "Машиностроение" Ленинградское отделение, 1976, с. 85, смесь И 17 (прототип).