Смесь для изготовления литейных форм и стержней

,З 792699 3(5 ц В 22 С 1/18 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛИРЫТИЗ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1. Галов Е.С. "Опыт работы схолоднотверждеющими смесями на основе железорудных концентратов".Реферативный сборник НИИНформтяжмаш.М., 1977 у В 9-15.. 2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2612808/22-02,кл. В 22 С 1/18, 1978.(54)(57) 1.СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ, включающая огнеупорный наполнитель, фосфатное связующее и отвердитель на основе окислов поливалентных .металлов,о тл и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью уменьшения фосфатацни поверхностного слоя отливок из черныхсплавов и повышения ударной вязкостиметалла в поверхностном слое отливки,она содержит указанные ингредиентыв следующем Соотношении, мас.%:.Фосфатное связующее(в пересчете на сухое вещество ) 1-5Отвердитель на основе окислов поливалентных металловОгнеупорный наполнитель Остальное2. Смесь по и, 1, о т л и ч а ю - .щ а я с я тем, что в качестве фосфатного связующего она содержит алю- фмохромфосфат или хромофосфат.. 3. Смесь по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я .тем, что в качестве отвердителя на основе окислов поливалентных металлов она содержит мате-,риал на основе закиси железа или: Ядвуокиси марганца,1 1-10 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯИзобретение относится к области литейного производства, а именно к составам способа для изготовления литейных форм и стержней.Известна смесь, для изготовления литейных форм Н стержней на основе железорудных концентратов и ортофосфорной кислоты ( 1 .Связующими компонентами в этой композиции являются кислые Фосфаты двух- и трехвалентного железа. Данная смесь характеризуется низкой конечной прочностью, разупрочнением стержней в процессе хранения и затрудненной выбиваемостью из отливок,Наиболее близкой к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является самоотвердевающая смесь для изготовления литейных форм и стержней, содержащая ингредиенты в следующем соотношении, мас.Ъ: материал на основе окислов поливалентных металлов, а именно; на основе закиси железа (магнетитовый железорудный концентрат ) 5-10 ортофосфорную кислотуЭ плотностью 1,65-1,75 г/см 4-8; фосфатное связующее, а именно алю.мохромофосфат 0,1-1,0, огнеупорный наполнитель остальное (.2 1Укаэанная смесь характеризуется высоким содержанием фосфора в пере. - счете на фосфорный ангидрид (2-4),. что приводит к насыщению поверхностного слоя отливок из черных сплавов Фосфором:и в связи с этим к ухудшению ударной вязкости металла .поверхностного слоя отливки.Целью изобретения является .уменьшение фосфатации поверхностного слоя отливок из .черных сплавов и повышение ударной вязкости металла в поверхностном слое отливки.Для достижения поставленной цели смесь для изготовления литейных форм и стержней, включающая огнеупорный наполнитель, фосфатное связующее и отвердитель на основе окислов поливалентных металлов, содержит укаэанные ингредиенты в следующем соотношении, мас.Ъ:Фосфатное связующее(в пересчете на сухое вещество ) 1-5Отвердительна основе окислов поливалентных металлов 1-10Огнеупорный наполнительОстальноеВ качестве фосфатного связующегосмесь согласно настоящему изобретению содержит алюмохромофосфат или хромофосфат, а в качестве отвердителя на основе окислов поливалент.ных металлов - материал на основе закиси железа или двуокиси марганца,Хромофосфатная связка готовится смешиванием следующих компонентов взятых в соотношении, мас.Ъ: окись хрома 10-12, ортофосфорная кислота 40-45, вода 45-50, при этом СгьвосЭлстанавливается до СгЭ раствором формалина.5 Ллюмохромфосфатная связка выпускается в промышленных масштабах и содержит 50-60 алюмохромофосфата и 40-50 Ъ воды.Отверднтелями водного раствора ма- )0 териала, содержащего хромофосфат,взяты окислы преимущественно двухвалентных металлов иэ ряда переходных поливалентных металлов типа железа или марганца, которые содержатся в таких промиюенных продуктах, как железная и марганцевая руды, их концентраты, колчеданные огарки ( отход производства серной кислоты ), а также марганцовистые шлаки с содержанием.окислов марганца до 20.Под робная характеристика материаловприведена в табл. 1. Увеличение колнчества связующегои отвердителя свыше верхнего предела 25 приводит к возрастанию прочностныххарактеристик стержней и форм, но и вто же время значительно ухудшаетсявыбиваемость, уменьшение их содержа-ния ниже нижнего предела резко ухуд шает .кинетику отверждения.Составы смесей и их физико-механические характеристики приведены в.табл. 2 и 3. Смесь 1 взята. за прототип, а смесь 2 за аналог.Применение в составе смеси связующего, представляющего водный растворматериала, содержащего хромофосфат,в сочетании с окислами переходныхполивалентных металлов, типа железа 40 или марганца позволяют наряду с быстрым отверждением, как в холодной,так и в горячей оснастке, получитьвысокие конечные-прочности, а такжехорошую выбиваемость. Так, например,прочность на сжатие стандартных образцов, приготовленных из. смеси,через 10 мин выдержки на воздухе составляет 1-2 кгс/см, а через 1 чпрочности достигают 6-10 кгс/см, что 50 позволяет через 10 мин раскрытьстержневой ящик, а через 1 чтранспортировать стержни к месту заливки. Конечная прочность стержней порядка 25-30 кгс/см, а работа, выбивки составляет 20-30 Дж. В процессехранения стержни не разупрочняются,а их осыпаемость находится в пределах0,01-0,1.Смеси в описываемом изобретенииможно подвергать тепловому отверж.60 нию, при этом для увеличения живъчести смеси до 3-4 ч количество о.вердителя необходимо уменьшить до1 вес,Ъ, Применение тепловой обработки дает воэможность сократить цикл 65 отверждения до 2-5 мин при темпера792699 ретению и РР 12-14 по известномутехническому решению Г 23 Наименование материалов(ТУ-9-54-73) Марганцевая руда карбонатная(ТУ-9-54-73) Мп . 22-25; потери при прокаливании 15-17 туре нагрева 230.-250 С. Прочность образцов на растяжение при этом составляет 7-16 кгс/см2Изобретением предусматривается возможность приготовления с указанным соотношением ингредиентов сме .сей в жидкоподвижном состоянии. С этой целью вводится избыточное количество воды (1-4) и ПАВ (0,1-0 у 5).Смесь по предлагаемому иэобрете" нию приготавливают путем смешивания 10 огнеупорного наполнителя с материалами на основе окислов железа или марганца с последующим введением фосфатного связующего (АХФС или ХФС) и перемешиванием до его полного равномерного распределения по объе" му сухих ингредиентов.При изготовлении самоотверждающей смеси предпочтительно использовать смеситель непрерывного действия.Изобретение иллюстрируется сле- дующими примерами.В табл, 2 приведены составы смесей РР 1-.11 по предлагаемому изобВ табл, 2 и 3 составы РР 1-7согласно настоящему изобретению сг.ужат иллюстрацией достигаемых физико-механических показателей. Присреднем содержании ингридиентов,составы РР 8-11 служат иллюстрациейфосфатирующей способности описываемой смеси и ее влияния на ударнуювязкость металла (аналогичные данные приведены для составов РР 12-14согласно известному техническомурешению Г 2 3.Из сравнения показателей фосфатации и ударной вязкости для смесейРР 8 и 12 или Р 9(11) и 13, илиРР 10 и 14 следует, что смесь согласно настоящему изобретению обеспечивает уменьшение фосфатации поверхностного слоя отливок иэ черныхсплавов и повышение ударной вязкости металла .в поверхностном слоеотливки,.в Ъ1 2 3 4 5 б 7ав ж Ввименоваине ингредиентовВВЮФ в ею и шараа Песок кварцевый1 К 02 А АХФС Колчеданные (пиритные) огарки 5 5 8 Концентрат марганцевыхруд (пиролвзит) 5 54 Марганцевая руда.карбонатная Магнетитовый железорудный концентрат Ортофосфорная кислота пл. 1,7 г/см 0,4 Содержание фосфорав поверхностном слоеотливки при маркеметалла . сталь 25 Л чугун ВЧ 38-17 Ударная вязкость,кг/см 2 в поверхностном слое отливки примарке металла: сталь 25 Л чугун. ВЧ 38-17 Продолжение табл, 2 Содержание ингредиентов,мас.В в смесях 9: 1 1 1 Наименование ингредиентов Песок кварцевый1 К 02 А 98 3,5 5 3,5 0,1 0,5 1 ХФС ВодаНекаль 4 4 4 - -4 5 по прототипу91,5 85 91,590,9 85,5 81792699 7 Наименованиеингредиентов олчеданные пи,ритные огарки 1 5,0 10 Концентрат марганцевых руд пиролвзит) 8,0 10 5,0 Магнетитовый железорудный концентрат 50 б 0 .80 Ортофосфорная кислота пл. 1,7 г/см 4,0 Вода Некаль 0,09- 0,12"0,11 0,13 сталь 25 Л 0,10- 0,090,11 0,11 О, 120,15 4,1- 3,94,4 .4,2 4,24,3 3,84,15 3,03,6 2,52,8 2,02,2 сталь 25 Л 5,8 6,1 5,76,0 3,2 3,5 чугун ВЧ 38-17 Таблица 3 Наименованиесвойств,3-6 3-6 3-. б 3-6 3-6 1,05 1,15 . 1,05 1,95 1,05 10 мин 30 мин 3,35 3,05 2,85 3,1 2,9 6,5 5,75 5,5 5,5 5,5 1 ч 14 5 15,5 15,5 14,. 5 15 4 ч 21 19,5 20,5 22 23 24 ч 210,15 21,0 0,05 20,5 0,09 20,5 0,04 21,5 0,07 72 чЭсыпаемость,Газопроницаемость,бд. 240 210 235 250 230 Работа выбивки, Дж 22,5 23,5 23 25,5 24,5 Марганцевая руда кар бонатная Содержание фосфорав поверхностном слоеотливки при маркеметалла угун ВЧ 38-17ударная вязкость, кг/см в поверхностном слое отливки при марке металла Живучесть, минПрочность на сжатие, .кг/си через: 8;Продолжение табл. 2 Со е жанне ин едиентов мас.З в смесях М. 9 о2 з 0,05 0,060- 0,063 0,054- 0,080,059 0,062 0,066 0,058 0,09 Показатели свойств для смесей, РРф 11 1110 792699 Продолжение табл. 3 Наименованиесвойств по прототипу Живучесть, мин 10-12 3"б Ю е Ю Юе Прочность на сжа тие кг/смф через 1,6 1,54.,6 3,6 еаВ 1 ч 6,1 8-9 19,0 11-13 24 ч 72 ч 27, 5. Осцпаемость, % 0 , 10 0 , 0 3 Раэопроницаемост ь ,ед .2 3 0 3 0 0 - 4 0 0е 16-19.,Работа вцбивки, Дж, 21 Составитель МозжечковаРедактор П,Горькова Техред И.Метелева, Корректор А,Тяско Заказ 8171/4 Тираж 813 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб,; д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. ужгород, уа. Проектная, 4 10 мин 30 мин Показатели свойств для смесей, ВВб. 7 8 9 10 11 12 13 14