Смесь для изготовления литейных форм

/00, 1/16 В 2 РЕТЕНИЯ завод им.Ю.Боков,ейщик ИТЕЙ итеиному льзовано из песчам отрабоей и ныи наполниносул ьфонатю добавку и ении ингредирная 0,5 - 1,5;3,5 - 4,5; вода4,0-14,0; огОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИНЫХ ФОРМ(57) Изобретение относится к лпроизводству и может быть исподля изготовления литейных формно-глинистых смесей с введениетанных жидкостекольных сме Изобретение относится к литейномупроизводству, а именно к составам смесейдля изготовления литейных форм,Известны составы смесей на основе огнеупорного наполнителя глинистой составляющей, углеродосодержащих материалови воды.Известные смеси находят применениепри изготовлении отливок из серого и ковкого чугуна, но не всегда обеспечивают получение отливок стабильной размерной ивесовой точности. Кроме того, прочностныесвойства таких смесей находятся в прямойзависимости от содержания активного бентонита, что вызывает его высокий расход,Наиболее близкой к предлагаемой явля-ется смесь для изготовления литейных производстве отливок из серого и ковкого чугуна. Цель изобретения - повышение противопригарных и прочностных свойств смесей, Смесь содержит, мас.0; бентонит 2 - 5;отработанная жидкостекольная смесь с содержанием 2 - 5 мас.% глины огнеупорной 1-15; вода 0,5-3; огнеупорный наполнитель остальное, При этом отработанная жидко- стекольная смесь содержит, мас,%; жидкое стекло 2-8; огнеупорная глина 2 - 5; едкий натр или вода 0,1 - 0,5; огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния остальное, Введение в состав формовочной смеси отработанной жидкостекольной смеси способствует образованию каркасного нефелина, что повышает прочность смеси, а использование вторичного жидкого стекла З способствует образованию легкоотделимо- у го пригара, 1 з.п,ф-лы, 2 табл. форм, содержащая огнеупортель, глину огнеупорную, лигное связующее, комплекснуводу при следующем соотношентов, мас,%: глина огнеупосул ьфидно-дрожжевая бражка0,5 - 1,5; комплексная добавканеупорный наполнитель остальное,В качестве комплексной добавки используется смесь, содержащая, мас.%:Жидкое стекло 4,5-6,0 Вода или едкий натр 0,5- 1,5 Огнеупорный наполнитель ОстальноеДанная смесь не обеспечивает в полной мере требуемого комплекса физико-механических и технологических свойств в процессах изготовления форм и при заливке расплавом металла.Применение в составе комплексной добавки свежих материалов усложняет процесс приготовления смеси, повышает энергозатраты. Кроме того, свежий огнеупорный наполнитель на основе кварцевого песка при высоких температурах подвержен аллотропическому расширению, что также может привести к нарушению размерной и весовой точности отливок. Одновременно свежее жидкое стекло, входящее в состав комплексной добавки, имеет нестабильную плотность, в связи с чем влажность материала колеблется в широких пределах. Это, в свою очередь, может привести к дестабилизации прочностных свойств смеси, Кроме того, наличие в составе смеси сульфидно-дрожжевой бражки, кроме увеличения себестоимости смеси, приводит к повышению ее газотворности, Кроме того, СДБ имеет кислую реакцию, а жидкое стекло - щелочную. В процессе перемешивания в смесителе происходит их взаимодействие, что приводит к образованию связей между частицами материалов. Это ухудшает равномерность их распределения в объеме смеси и приводит к появлению пригара в отдельных тепловых узлах отливок. Кроме того, при их взаимодействии возрастает вязкость смеси при хранении, что приводит к браку отливок из-за нарушения.геометрических размеров форм, а это, в свою очередь, влечет к нарушению весовой точности отливок.Цель изобретения - повышение противопригарных и прочностных свойств смеси.Поставленная цель достигается тем, что смесь, включающая огнеупорный наполни- тель нэ основе диоксида кремния., материал на основе глины, противопригарную комплексную добавку, в качестве противопригарной комплексной добавки она содержит отработанную жидкостекольную смесь с содерканием в ней 2,0 - 5,0 мас глины огнеупорной, а в качестве материала на основе глины - бентонит при следующем соотношении ингредиентов, мас. :Бентонит 2,0 - 5,0 Отработанная жидкостекольная смесьс содержанием2,0-5,0 мас.7 огнеупорной глины 1,0 - 15,0Вода 0,5-3,0Огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния Остальное Отработанная жидкостекольнэя смесь содержит следующие ин гредиенты, мас, ,;2,0-8,0,2,0-5,00,1-0,5 Жидкое стеклоОгнеупорная глинаЕдкий натр или водаОгнеупорный на 5 полнитель на основедиоксида кремния Остальное Введение отработанного состава жидкостекольной смеси позволяет стабилизировать размерную и весовую точность 10 получаемых отливок, так как в составе основной смеси, и в отработанном составе жидкостекольной смеси огнеупорный наполнитель (кварцевый песок) имеет оолитизированную оболочку, что значительно 15 снижает при его использовании объемноерасширение смеси, Каолинит, входящий в состав огнеупорной глины, в процессе нагрева разрушается, при температуре 120 - б 50 С происходит его дегидратация, а при 20 900 - 1000 С образуются химически активный муллит и кремнезем, затем муллит, взаимодействуя с жидким стеклом, образует тугоплавкий карнегиит и силикат натрия иного состава, При охлаждении (после вы би вки) кар не гиит и ретерпевает модификационные превращения и переходит в низкотемпературную форму - нефелин, Таким образом, в состав формовочной смеси попадает каркасный нефелин, способствую щий повышению прочностных показателейсмеси. Жидкое стекло, входящее в состав комплексной добавки, также подвергается тепловой нагрузке и практически не содержит адсорбционной влаги, что позволяет с 35 достаточной точностью регулировать содержание влаги в смеси, что позволяет стабилизировать прочностные показатели смеси, Жидкоестекло, прошедшее термообработку, сохраняет свои пластифицирующие и противо пригарные свойства, т,е. при его повторномиспользовании при заливке происходит образование легкоотделимого пригара, что позволяет снизить содержание в смеси угля, как противопригарного компонента смеси, 45 Таким образом, введение отработанного состава жидкостекольной смеси позволяетутилизировать отходы производства отливокв жидкостекольных формах, снизить себестои 50 мость и повысить противопригарные свойства смеси, стабилизировать прочностныепоказатели смеси, а также стабилизироватьразмерную и весовую точность получаемыхотливок,55 Для получения качественной поверхности получаемых отливок возможно применение различных технологических добавок,например молотого угля, СКТ - 10 и т.д,Приготовление предлагаемой смесиосуществляют следующим образом.1717270 1,0 - 15,00,5-0,3 50 55 Смешивают отработанную смесь на основе кварцевого песка с бентонитом и водой в течение 60 - 90 с в катковом смесителе. В последнюю очередь добавляют отработанный состав жидкостекольной смеси и перемешивают в бегунах в течение 2 - 3 мин при дополнительном увлажнении.В случае применения различных технологических добавок порядок их введения не влияет на достижение поставленной цели.Полученную формовочную смесь затем используют для изготовления литейных форм.В табл, 1 приведены составы смесей.Для всех составов оцениваются следующие показатели: предел прочности на сжатие образца во влажном состоянии, предел прочности образца на разрыв в сухом состоянии, предел прочности на разрыв в зоне конденсации влаги, выбиваемость, наличие пригара на специальной технологической пробе, а также стабилизация размерной и весовой точности на специальной пробе. За эталон принят стержень из известной смеси. Пригар - по высоте неровностей поверхности отливки, измеренной микрометром с ценой деления 0,1 мкм, а стабилизация весовой и размерной точности - на специальной пробе, представляющей собой вал с переменным сечением элементов. Вес отливки 14,3 кг, Изготавливают по 10 отливок из стали при примении каждого из составов смеси. Отклонение от среднего размера и веса измеряют в процентах.В табл. 2 приведены результаты сравнительных испытаний,Как видно из табл. 2, увеличение содержания отработанного состава жидкостекольной смеси выше верхнего предела приводит к ухудшению выбиваемости смеси из форм. Уменьшение его содержания ниже нижнего предела приводит к снижению прочности в сухом состоянии, что ведет к нарушению размерной и весовой точности отливок. Увеличение содержания бентонита выше верхнего предела приводит к чрезмерному возрастанию прочностных показателей во влажном состоянии, что ухудшает качество набивки форм, Уменьшение его содержания ниже нижнего предела снижаетпрочностные показатели во влажном состоянии, что приводит к обвалу форм,5 Предлагаемая смесь может быть использована для изготовления литейныхформ в условиях различной серийности производства. При использовании предлагаемой смеси по сравнению с известной10 происходит утилизация отходов производства отливок в жидкостекольных формах,снижение себестоимости смеси, повышение противопригарных и прочностных показателей, а также повышение размерной и15 весовой точности получаемых отливок,Формула изобретения1. Смесь для изготовления литейныхформ, включающая огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния, материа 20 ла на основе глины, противопригарнуюкомплексную добавку, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью повышения противопригарных и прочностных свойств смеси, в качестве противопригарной комплексной25 добавки она содержит отработанную жидкостекольную смесь с содержанием в ней2 - 5 мас. огнеупорной глины, а в качествематериала на основе глины - бентонит приследующем соотношении компонентов,30 мас,:Бентонит 2-5Отработанная жидкостекольная смесь ссодержанием35 2-5 мас.огнеупорной глиныВодаОгнеупорный наполнитель на основе ди 40 оксида кремния Остальное2. Смесь по и. 1, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что она содержит отработанную жидкостекольную смесь состава, мас, :Жидкое стекло 2 - 845 Огнеупорная глина 2 - 5Едкий натр или вода 0,1 - 0,5Огнеупорный наполнитель на основедиоксида кремния Остальное%й сЩ3- Оо во хо о Ооо30 л лЩ(Ч Оа1- (О ЩОх хБ Б0 11 1- 1:3в аЩ1 йЮ х н Щ Щ (О о сс Х Щ щ х с; Е х о х х х л Щ 3- О о х 3 О В (О 1- а оо ю х йщ о3- С о с ЩхО 1 хэ хОсх хО в1 Л% Ц й Э Э С О.К а С 1 с й Э л Ц О.9 6) а е с а 1717270 1Ц 1Э Ха вО ф 3 СО 3-9о х 1Ц 1в ха во йО 3- 333с о О о19 .лХВ лО.о о91- йоо3 С СКЭ Бо эйо а