Смесь для изготовления литейных стерж-ней и форм, отверждаемых продувкойвоздухом

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 801956дв делам нзобретеннй и вткрытнй(54) СМЕСЬ ДПЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ П СТЕРЖНЕЙ И ФОРМ, ОТВЕРЖДА ПРОДУВКОЙ ВОЗДУХОМ го шлама с водой, содержащейся в сульфитно-спиртовой барде н фурановой смоле.Известная смесь содержит неопределенно высокое количество связующего (до 3,6 % по весу вместе с сулнитной бардой), что способствует повышению при 1 типаемости, ее к оснастке, увеличению гаэотворности при заливке и снижению га. зопроницаемости.Наиболее близкой к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является смесь для изготовления литейных стержней и форм, отверждаемых продувкой воздухом, содержащая огнеупорный наполнитель и комплекс ное связующее на основе поливинилбут. раля в растворе этилового спирта в сочетании с пульвербакелитом в растворе этилацетата 21.При продуона затвердевНесмотряР ретение дству, а ржней и оздухом естна сме роизвоных сте сь, ускорен воздухом, со нитель и к е фенол-фо , суль 4 итного шлама 13 о отверждадержащая огомплексное свя емая пр упорнь ющее напо рмальдегидноспиртовой барна основ й смоль еф елиново стэне гигроскоп оснастке, хорошу относится к литейномуименно к составам литейформ, отверджаемых проПри продувке укаэанной смеси воздухом она интенсивно затвердевает в течение 1-3 мин в присутствии нефелинового шлама, который вводят в смесь с целью ускорения отверждения. Однако после затвердева ля смесь имеет стабильную прочность только в течение 72 ч, а далее прочность снижается иэ-эа гигроскопичности смеси.29Живучесть смеси, закрытой влажной мешковиной в коробе, составляет 48 ч, в дальнейшем смесь твердеет самопроизвольно ввиду взаимодействия нвфелинововке укаэанной смеси воздухомает в течение 30-80 с.на высокую живучесть, отсуичности, прилипаемости кю выбиваемость,известная801 О 56 зистой пыли, в горячей воде, выдержкеогопри температуре 90-95 С и последующемохлаждении, получаемая смесь приобретает слабые вяжущие свойства, которыеоднако теряются при полном ее обезвоживании.При нагревании аморфной пыли вщелочном растворе эта смесь приобретает ярко иыраженнье вяжущие свойстваколлоидного раствора, причем в указан 1 О ном растворе пыль находится в виде высокомолекулярных поликремниевых кислот общего неопределенного химическогосостава (5 О),( ОН) ,При содержании ингредиентов комплек-:сного связующего и составе смеси нижнего указанного предела снижается прочность в сыром и отвержденном состоянии, а при содержании их выше верхнегопредела наблюдается снижение термостойкости, газопроницаемости, увеличение газотворности. Щелочь, например едкий натр(ГОСТ 4328-66),в виде водного раствора применяется в качестве добавки, пластифицирующей основной ингредиент связующего - побочный продукт производства25кристаллического кремния.Связующее приготавлив ается следующим образом,Едкий натр растворяют в расчетномколичестве воды при комнатной темпераЭотуре, Далее вводят аморфную пыль (побочный продукт при производстве кристаллического кремния) в естественном видеи растворяют ее, непрерывно перемешивая до получения однородного растворапри температуре, близкой к точке кипе -ния (80-95 С) в течение 4,С,5 ч,обеспечивая после охлаждения растворадо комнатной температуры технологически приемлемую вязкость 45-50 спз.40 смесь обладает недостаточной прочностьюна сжатие в сыром и отвержденном состоянии, недостаточной термостойкостьюпри изготовлении крупных массивных отавок,13 елью изобретения является повыше=ние прочности смеси в сыром (до продув-ки) и отвержденном (после продувки)состоянии и повышение ее термостойкости,Для достижения поставленной цеписмесь для изготовления литейных стержней и форм, отверждаемых продувкой воздухом включающая огнеупорный наполнитель и комплексное связующее, содержащих в качестве комплексного связующего побочный продукт производства кристапщческого кремния в сочетании с водойи щелочью при следующем соотношенииингредиентов (в вес, ):Побочный продуктпроизводства кристаллического кремния 0,63-0, 75Шепочь 0,37-0,45Вода 1,50-1,80Огнеупорный наполнитель Ос тальноеоПобочный продукт производстВа кристаллического кремния представляет собойтонкую, непористую, высококремнеземистую аморфную пыль общего химического,состава (в вес,%);Угперод 10Окись алюминия 1-4Окись железа 1,5-1, 6Окись кальция 0,3-1, 7Двуокись кремния Ос тапьное.Насыпная масса этого продукта 160170 кг/сл 1, угол естественного откосаз40 . Пыль не гигроскопична, склонна кобразованию агрегатов, серого цвета.Гранулометрический состав побочногопродукта производства кристаллическогокремния:Размер до 3 3-20 20-50 более 50частицы, 45мкм шему содержанию 70 10 10 10Побочный продукт производства кристап 50 лического кремния является основным ингредиентом связующего.Частицы высококремнезистой пыли, в частности побочного продукта при производс псе кремния из кремнийсодержащих соединений, являются силикагелем.При принудительном замешивании силикагеля, то есть ал;орФной высококремнеГотовое связующее является коллоидным раствором, Раствор содержит взвешенные частицы инертных примесей угля (угл ерода).Смешивание ингредиентов, связующего осуществляют в мешалке закрытого типа для предотвращения испарения воды.Смесь, согласно изобретению, приготавливают в лопастном или катковом смеси теле обычного типа, смешивая огнеупорный наполнитель с комплекснь.: Связук- щим в течение 2 мин.Полученную смесь можно хранить как угодно долго в закрытых коробах перед использованием для изготовления стержней и форм,Предпочтительный способ изготовления стержней-пескодувныд или пескострельный( в условиях массового и крупносерийного производства.)СИверждение смеси в оснастке осущеоявляется эа счет продувки сжатым воздухом как при комнатной температуре,так и более высоких температурах.Предпочтительная температура продуваемого воздуха 150 200 С, так какпри этом силикагель в пленке связующего смеси практически полностью и быстро теряет физически адсорбированную влагу еДавление продуваемого воздуха настандартных образцах принято 1, 1 кгс/см.Опытные стержни в зависимости от толщины (протяженности по фронту продувки)от 30 до 300 мм продуваются под давлением от 0,5 до 2,0 кгс/см с учетомгсопротивления слоя.Требования к влаго- и маслосодержанию воздуха, предназначенного для продувки, являются общими для заводских магистралей сжатого воздуха.,йОписываемая см есь имеет достаточно.высокую термостойкость благодаря содеялжанию в основе комплексного связующегодвуокиси кремния. В. то же время выбива 4емость смеси не ухудшается в связи сприсутствием в комплексном связующемпопутной примеси углерода (до 10%). Таблица 1 Песок кварцевый (ГОСТ 2138-74) 97,4 97,25 97,0 97,43 Поливинилбутираль (ГОСТ 9439-73) 0,085 Пульвербакелит(ГОСТ 8981-71) 0,755 Этиловый спирт. гидййййзный екййческйй 1,35 Изобретение иллюстрируется следующим прим ером йВ таблице 1 представлены составы смесей %Ма 1-3 согласно изобретению и сме 6 6си М 4 согласно известному техническомуРешению Е 4В таблице 2 представлены свойствасмесей1-4 до продувки я после продувки при давлении 1,1 атм.При заливке стержней и форм металолом (температура заливки 1360-1390 С)описываемая смесь практически не пригорает к чугунным отливкам. Наблюдается образование спекшейся легкоотделяемой корки вблизи поверхности металла.Под коркой пригар отсутствует. Это обьясняется тем, что при температурах свыоше 600 С поликремниевые кислоты в связующей композиции разрушаются, теряютмолекулярную воду, поверхность силикагеля сокращается, происходит спеканиеего частиц на поверхности,наполнителяв плотную, но легкоотделяемую корку,Таким образом, смесь согласно изобретению обладает по сравнению со смесьюсогласно известному техническому решению ( 2 следующими преимуществами:прочность на сжатие в сыром состоянии(до продувки воздухом) в 1, 3 раза выше,прочность на сжатие после продувкивоздухом в отвержденном состоянии в1,3 раза выше,термостойкость в 2, 2 раза выше,газотворность в 1,4 раза ниже.Смесь, согласно изобретению, теряетпрочность при прогреве стержней и формдо 550-600 С, что способствует сохОранению геометрии отливок, снижает бракна чугунном литье.601 М 6 одукт про ристалливымн еэемипыль ококрем м орфи ая я(в сыром сос ть тояни кучесть до продуви, % 6 7 8 79 зопроницаемоот продувки, ед.0 8 1 147 1 рочность на ие после за ере вания о течени40 с после продув 2ки воадухом, кгс/см 4 6, Гааопроницаемость после продувки, ед 50 2,Побочный иэводства ческого к Прочн сжати ки, к е до продувгс/смыром состоя Продолжение табл,1 Таблица ктически неограни- но% 7,0,01отсут-ствует Гидроскопичностьчерез 3 сут. кранения отсутствует независимо от срока кранения Прилипаемость коснастке после продувки, % нет нет нет нет 1 О. Газотворность прн загривке металлом, см /г 3,8 3,73,9 6,2 1 1. Терм остойкость, оС 535 530 520 25027012. Выбнваемость смеПолностью высыпаетси из отливкися из отливки ВНИИПИ Заказ 10467/11 Тираж 880 Подипсное Филиал ППП фПатентф г. Ужгород, ул. Проектная 4 Формул а изобретения1. Смесь для изготовления литейных стержней и форм, отверждаемых продувкой воздухом, включающая огнеупорный наполнитель и комплексное связуюшее о т л и ч а ю ш в я с я тем, чюо с целью повышения ее прочности и,гермостой- кости, она содержит в качестве комплексного связуюшего побочный продукт производства кристаллического кремния в сочв танин с водой и шелочью при следуккпем соотношении ингредиентов, вес %;Побочный продукт проиводсжа кристаллического кремния О, 63-0, 75Шел очь 0,37-0,45Вода 1,50-1,80Огнеупорный наполнитель Сс тальное.И 2, Смесь для изготовления литейных стержней и форм по и. 1, о т л и ч в юш а я с я тем, что побочный продукт произ водства кристаллического кремния содержит, вес.%:Углерод 3-10 Окись алюминия 1-4 Окись желез 1,5-1, 6 Окись кальция 03 1,7 Двуокись кремния О:тельное. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР353782, кл, В 22 С 1/10, 1970, 2, Авторское свидетельство СССР позаявке;М 2394132/22-02, кл.В 22 С9/12 1976 ф