Смесь для изготовления литейных стержней и форм
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
(9) (1) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ТЕЛЬСТ А ВТОРСН 1(5СТ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ(71) Институт проблем литья АН УССР (72) Н.Г.Черненко, А.И.Синчугов, В.Г.оренко, Р.К.Толстых и В.И.Кошелев(56) Авторское свидетельство СССР 1 1026926, кл, В 22 С 1/20, 1982.Авторское свидетельство СССР 1 061347, кл, В 22 С 1/20, 981Авторское свидетельство СССР70471, кл, В 22 С 1/22, 1978,4) СМЕСЬ ДЗИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХЕРЖНЕЙ И ФОРМ(57) Изобретение относится к литейномупроизводству, а именно к составам смесей для изготовления литейных стержней и форм в нагреваемой или в холодной оснастке. Цель изобретения - улучшение качества стержней и форм эа счет увеличения их податл вости при силовом взаимодействии с эатвердевающей отливкой, снижение уровня остаточных напряжений в о ливке и повышение ее размерной точ) 4 В 22 С /22, 1/О ности. Состав смеси, мас.3: связующая композиция на основе синтетической смолы - продукта синтеза реакционно-способных мономеров (карбамида и/или фенола и/или фуриловогоспирта) с формальдегидом и отвердителя или катализатора отверждения(кислоты или кислой соли, или амина)28; вещество чешуйчатого волокнистого строения иэ класса силикатов(иэ группы амфиболов: антофилит,тремолит, рыбекит, актинолит, глаукофан, родусит; из группы серпентинов:серпентин, хриэотил, асбест; талькили пирофиллит; иэ группы хлоритовыхсланцев: пении, клинохлор; из группыгидрослюд; вермикулит, глауконит)110; огнеупорный зернистый материал. силикатной природы - остальное.За счет реализации изобретения обеспечивается повышение деформации податливости смеси при 723 К в 23раза, что позволяет снизить уровеньостаточных напряжений отливок в1,54 раза и уменьшить отклонение от номинальных размеров в1,52 раза. 6 з.п. ф-лы, 3 табл.Изобретение относится к литейному прОизводству, в частности к составам смесей для изготовления песчано-смоляных стержней и форм, используемых преимущественно для тонкостенных сложнофасонных отливок,Цель изобретения - улучшение каче"ства стержней и форм эа счет увеличения их податливости при силовом взаимодействии с затвердевающей отливкой, снижения уровня остаточных напряжений в отливке и повышения ее размерной точности.В качестве добавки - силиката чешуйчато-волокнистого строения смесь содержит минерал, выбранный иэ группы амфиболов, серпентина, талька и пирофиллита, хлоритовых сланцев и гидро- слюд. Действие указанных разупрочняющих добавок объясняется общностью физико-химических свойств, обусловленной принадлежностью к одному классу веществ с идентичным строением кристаллической решетки.Введение в состав смеси силикатовчешуйчато-волокнистого строения позволяет оптимизировать параметры укладки зереи огнеупорного наполнителя, Смесь приобретае податливость благодаря рыхлой макроскопической структуре добавок, обладающих способностью делиться при силовом воздействии на тонкие пластинки с блестящими ровными поверхностями.На термограммах чешуйчато-волокнистых силикатов отмечается ряд эндотермических эффектов в температурном интервале 493-1073 К, связанныхс поэтапным удалением адсорбционной,кристаллизационной и конституционнойводы. Это обезвоживание приводит кразрушению кристаллической решеткии охрупчиванию минералов, что способствует увеличению податливости стержневой смеси при силовом взаимодействии с затвердевающей отливкой.Группа амфиболов относится к ленточным метасиликатам, в которых цепи тетраэдров БО , соединенные попарно, образуют протяженные плоские ленты: антофилит (Мд, Ре)(ОН) 1 Бэ.О Д - магний-железистый силикат; тремолит Са Мд (ОН) БО, - кальций-магнезиальный силикат; актинолит Са(Мд,Ре)(ОН)1 Б О 1 в , кальций-магний-железистый8 213силикат; рыбекит Иа (Ре,Мд). Ре(ОН) Ы О,Д железистая разновидность натрий-магний-железистого силиката;глаукофан Иа (Ре,Ма)эА 3.,(ОН) Б дОДнатрий-магний-алюможелезистый силикат; родусит Иа(Ре,Мц)эМКэ(ОН)1 Б О- магнезиальная разновидностьнатрий-магний-железистого силиката.11 лотность амфиболов составляет2,8-3,4 г/см , твердость - 5-6, Хи 10 мический состав, мас./: ЫО 46-59;РеО 4-20; МцО до 30; СаО до 15;,БаО до 1 О; НО до 5,0.Группы серпентина, талька, пирофиллита, хлоритов и гидрослюд отно 15 сятся к слоистым силикатам, в которыхцепочки и ленты группируются в одномерные плоские слои,Группа серпентина включает серпентин МДэ(ОН) 1 Б 3. ОД - магнеэиальный20 гидросиликат, образующий спутанноволокнистые агрегаты и разновидностьсерпентина - хризотил-асбест, имеющий параллельно-волокнистое строение.Плотность серпентинов составляет2,5-2,7 г/см , твердость - 2,5-3,5.Химический состав, мас.Е: МяО до43,0; Бз.О до 44,1; Н О до 13, в качестве примесей содержит РеО, Ре Оэ,МО и СгО э,30 Тальк Мяэ(ОН). БэО,О - водныисиликат магния встречается в видеслоистых чешуйчатых и сплошных агрегатов, пирофиллит АХ(ОН) Б О, 1 -водный силикат алюминия встречаетсяв виде пластинчато-лучистых и сплошных агрегатов, Плотность талька иэпирофиллита 2,7-29 г/см твер-.дость - 1 Химический состав,мас.%:тальк - БЗ.О 63,5; МяО .31,7;, НО40 4,8; пирофиллит - БЮ, 66,; А 1 Оэ28,3; НО 5,0, в качестве примесейвстречаются РеО Ре Оэ и др.Хлоритовые сланцы характеризуются большим разнообразием химическо 45 го состава, приближенно соответствующего формуле (МК Ре)(АЗ.Ре (ОН)АЗ.Ы О,где и колеблется от 0,3 до 1. Кристаллическаяструктура хлоритов имеет специфическое четырехслойное строение, при котором трехслойные пакеты типа талька - пирофиллита чередуются с однослойными октаэдрическими пакетамитипа брусита Мд(ОН) или гидраргилита А 3.(ОН)э. Плотность - 2,63,4 г/см , твердость - 2-2,5.Гидрослюды являются промежуточными образованиями между слюдами и глинистыми минералами слоистойструктуры. Вермикулит (Мд, Реф, Ре ) (ОН) (АЗ.,БЭ.) О,Д 4 Н,О характеризуется чешуйчатой и ленточной формой кристаллов, Плотность 2,4 -2,7 г/см , твердость - 1,0-1,5. Химический состав, мас,/: МяО 14-25; ГеО 3-17; УеО 1-3; БЮ 34-42; Ы дО э 10-17; Н О 8-18. Глауконит К(уе,АЗ.,Ге,Мд) (ОН) хЮ.Б ОД пН С 10 характеризуется чешуйчато-волокнистым строением, Плотность - 2,2 2,9 г/см , твердость - 2-3.эПеред использованием минералы размалывают в обычных бегунах до 15 фракции 0,1-0,2 мм с последующей подсушкой при 373-393 К.Разупрочняющая добавка может применяться в составах песчано-смоляных смесей для изготовления стержней и 20 форм, твердеющих как в холодной,так и в нагреваемой оснастке.В качестве огнеупорного зернистого материала силикатной природы используют кварцевый песок, зернистый 25 дистен-силлиманит, циркон и др.Для изготовления объемных стерж-, ней и Форм в нагреваемой и холодной оснастке в качестве связующего используют композиции на основе смол 30 ФенольнОго, Фенол-карбамидного, фенол-фуранового, фенол-карбамидофуранового и карбамидофуранового типов.При изготовлении объемных стержней в нагреваемой оснастке более предпочтительно использование карбамидной смолы, модифицированной фуриловым спиртом, поскольку она характеризуется наибольшей реакционной активностью, В качестве катализато ров для горячего отверждения объемных стержней используют различные соединения неорганического и органического происхождения, а также комплексные материалы, например комплекс ный катализатор ЛСФ-А, И, ФС 26/6. Для изготовления оболочковых форми стержней по изобретению применяютсинтетические твердые и жидкие смолыфенолоформальдегидного типа .(ПК 104,СФ, СФ, СФ, СФЖ 3042 ит.д.), представляющие собой продуктполиконденсации Фенола с формальдеги-.дом.В качестве отвердителя плакированных песчано-смоляных смесей дляоболочковых Форм используют технический уротропин,Для холоднотвердеющих стержней выбор типа связующего и катализатора определяется конкретными условиями производства, конструкцией отливки и методом Формирования стержня или формы.Для приготовления смеси согласно изобретению огнеупорный зернистый материал силикатной природы перемешивают с разупрочняющей добавкой - веществом чешуйчато-волокнистого строения - в бегунах в течение 30 - 60 с. Дальнейший регламент приготовления и использования смеси остается беэ изменений и выбирается в соответствии с особенностями технологического процесса приготовления объемных и оболочковых стержней в холодной или нагреваемой оснастке. В табл,1 приведены составы смесейдля объемных стержней, отверждаемыхв нагреваемой оснастке.Свойства смесей согласно табл.1приведены в табл. 2 и 3,Величину податливости стержнейоценивали по величине деформациисмеси при нагрузках 0,05; 0,1;0,2 ИПа при температурах 523 и 723 К,а также по уровню остаточных напряжений в отливках типа блок-картердвигателя, Уровень остаточных напряжений в блок-картерах определяли методом тенэометрирования, Датчики наклеивали в узлах, склонных к образованию трещин.Влияние состава смесей на геометрическую и размерную точность отливок оценивали по изменению базовыхразмеров отливок блок-картеров. Обмер отливок производили универсальным мерительным инструментом по 15основным приемосдаточным параметрамв соответствии с картой контроля.В табл.3 приведены данные поовальности отверстий с номинальнымразмером ф 3650 мм под гильзы цилиндровДеформацию смеси под постояннойнагрузкой определяли на лабораторномприборе типа ПД. Образец размером 1 3650 мм, изготовленный пескодувным способом на лабораторной установке мод. 4735 А, устанавливалина нижний штемпель прибора, прикладьгвали заданную нагрузку и нагревалисо скоростью 3 К/мин до 523 К и723 К. После выдержки в течение1 О мин по стрелочному индикатору прибора отсчитывали величину деформации.Анализ данных в табл. 2 и 3 показывает, что смеси по изобретению обеспечивают достижение уровня технологических характеристик, удовлетворяющих требованиям современного литейного производства. В то же время из данных в табл, 2 и 3 следует, что 10 введение в состав смеси чешуйчато- волокнистых силикатов позволяет изменить характер деформации образцов под нагрузкой, что благоприятно влияет на улучшение податливости стержней, а также повышение размерной и геометрической точности отливок,При 523 К смеси по изобретению характеризуются положительной деформацией, что свидетельствует о терми ческом расширении смеси, способствующем более точному воспроизведению стержнем конфигурации рабочей полости оснастки.При 723 К смеси по изобретению 25 обеспечивают повышение отрицательной деформации в 2-3 раза, что позволяетснизить уровень остаточных напряжений отливок в 1,5-4 раза и уменьшить отклонение от номинальных раэме ров в 1,5-2 раза.Аналогичным образом проявляется влияние добавок чешуйчато-волокнистых силикатов в составах смесей для оболочковых форм, отверждаемых в нагре ваемой оснастке и в составах холодно- твердеющих смесей,Формула изобретения401, Смесь для изготовления литейных стержней и форм при производстве преимущеСтвенно тонкостенных сложнофасонных отливок, содержащая огнеупорный зернистый материал силикат ной природы, связующую композицию на основе синтетической смолы - продукта синтеза реакционноспособных мономеров с формальдегидом и отвердителя или катализатора отверждения, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения качества стержней и форм за счет увеличения их податливости при силовом взаимодействии с эатвердевающей отливкой, снижения,55 уровня остаточных напряжений в отливке и повышения ее размерной точности,смесь дополнительно содержит вещество чешуйчато-волокнистого строения из класса силикатов при следующем соотношении ингредиентов, мас,Х:Связующая композиция на основе син-.тетической смолы -продукта синтеза реакционноспособных мономеров с формальдегидом и отвердителя или катализатора отвержденияВещество чешуйчато- волокнистогостроения иэ классасиликатов . 1 - 10Огнеупорный зернистый материал силикатной природы Остальное2. Смесь по п.1, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что в качестве вещества чешуйчато-волокнистого строения она содержит минерал, выбранный из группы амфиболов следующего ряда: антофилит, тремолит, актинолит., рыбекит, глаукофан, родусит.3. Смесь по п,1, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что в качестве вещества чешуйчато-волокнистого строения она содержит минерал, выбранный иэ группы серпентинов следующего ря- . да: серпентин, хризотил, асбест.4. Смесь по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что в качестве вещества чешуйчато-волокнистого строения она содержит тальк или пирофиллит.5. Смесь по п.1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что в качестве веще ства чешуйчато-волокнистого строения она содержит минерал, выбранный иэ группы хлоритовых сланцев: пении,клинохлор.6, Смесь по п.1, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что в качестве вещества чешуйчато-волокнистого строенйя она содержит минерал, выбранный иэ группы гидрослюд: вермикулит,глауконит,7. Смесь по п.1, о т л и.ч а ю - щ а я с я тем, что в качестве реакционноспособного мономера содержит карбамид, и/или фенол, и/или фуриловый спирт, а в качестве отвердителя или катализатора отверждения содержит кислоту или кислую соль или амин.1388184 Т а блица 1 Содержание, мас.7, по составам Ингредиенты Связующая композиция на основе синтетической смолы, в т,ч. 2,0 5,0 8,0 1 э 2 ЗьО 418 Смола МФФМ 1,3 2 фО 0,52 Фуриловый спирт Катализатор М0,28 0,7 1,2 Вещество чешуйчато-волокнистогостроения из класса силикатов Антофилит, или тремолит, или актинолитили рыбекит, или глаукофан,или родусит 5,5 1 ОО 1,0 или серпентинили хризотил-асбест, или талькили пирофиллит, или пении, иликлинохлор, или верминулит,или глауконитОгнеупорный зернистый материалсиликатной природы 97,0 8915 8210 Кварцевый песок Таблица 2 Свойства смеси Прочность при растяжении,. МПа, в отвержденном состоянии. 2,4ащ ща1,24 2,81,33 3,0 Актинолит А 9 2,2 2,7 2,9 Серпентин ю 8 1,25 1,43 2,5ащше ща ат 2,8 3,1аатщата щ Пирофиллит 1,2 2,1 2,51,26 2,8 Пениив 17 1,39 2,0 2,4Т,25 2,7а. ше.шш1,2 б Глауконит,1388184 Продолжение табл.2 Г Саойства снеси Осыпаем ос ть, ХАк тинолит 0,08 0,07 0,07 0,07 0,08 0,07 0,08 0,07 0,07 0,08 0,09 0,07 Глауконит 0,08 0,09 0,07 Газопроницаемость , ед.Актинолит 75 168 156 Серпентин 161 170 150 152 ПирофиллитПении 172 164 166 158 150 168 Глауконит 160 В числителе приведены показатели при 293 К,в знаменателе - при 493 К;+1отверждение при Т = 493 К 3 мин Таблица 3 Свойства смесей по составам Разупрочняющая добавка388184 Продолжение табл,З ойства смесей ао составамг Раэуррочнявща добавка Ов 13/29/85 Оь 19/20/70 Ою 24/9/89 Оф 14/28/89 01 17/19/67 Оф 22/1 1/103 -0,15/28/85 -0,22/20/69 -0,26/11/93 Тальк Пирофиллит Пении-0915/25/73 -0121/16/51 Глауконит а/б/с: а - деформация смеси, Х, при 723 К и нагрузке0,1 МПа;б - максимальная величина остаточныхнапряжений в отливке, МПа;с - максимальная величина овальности отверстия151/мм под гильзы цилиндров, мкм,Составитель С, Тепляков Техред Л.Сердюкова Корректор В,Бутяга Редактор Л,Повхан Тираж 740 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб, д, 4/5
СмотретьЗаявка
4132181, 18.06.1986
ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ ЛИТЬЯ АН УССР
ЧЕРНЕНКО НАДЕЖДА ГЕОРГИЕВНА, СИНЧУГОВ АЛЕКСАНДР ЮРЬЕВИЧ, ГОРЕНКО ВАДИМ ГЕОРГИЕВИЧ, ТОЛСТЫХ РАИСА КИРИЛЛОВНА, КОШЕЛЕВ ВИКТОР ИВАНОВИЧ
МПК / Метки
Метки: литейных, смесь, стержней, форм
Опубликовано: 15.04.1988
Код ссылки
<a href="https://patents.su/7-1388184-smes-dlya-izgotovleniya-litejjnykh-sterzhnejj-i-form.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Смесь для изготовления литейных стержней и форм</a>
Предыдущий патент: Установка для гидродинамического распыления расплава
Следующий патент: Смесь для изготовления литейных стержней и форм в нагреваемой оснастке
Случайный патент: Коричневая глазурь