Огнеупорный наполнитель для изготовления литейных форм и стержней

) Авторы изобрете есоюзный научно-исследовательский и проек хнологический институт угольного машиностВНИИПТУглемаш) вител(54) ОГНЕУПОРНЫЙ НАПОЛНИТЕЛЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ анИзобретение относится к литейномупроизводству, в частности к изготовлению литейных форм и стержней, аименно к огнеупорным наполнителямформовочных и стержневых смесей,Известен огнеупорный наполнитель,состоящий из 2-8 вес.В кварцевогопеска и 90-98 вес.Ф отработаннойсмеси, содержащей 0-2 вес.З глины,4-5 вес.Ф воды и 0,3-0,5 вес.Ф каменноугольной пыли 1 1,Недостатком смесей, содержащихданный наполнитель, является ограниченная область применения .из-за низкой термостойкости (смеси применяются при изготовлении чугунных отливокс толщиной стенок до 30 мм).Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемомуэффекту является огнеупорный наполнитель, включающий кварцевый песок иотработанную смесь, включающую крепитель ДП, древесные опилки, воду исульфитно-спиртовую барду 121. Однако смесь, содержащая указанный огнеупорный наполнитель, обладает низкой термостойкостью и поэтому не пригодна для изготовления крупных и стальных отливок, вследствие .образования трудноудаляемого пригара.Цель изобретения - повышение термостойкости форм и стержней и улучшение качества отливок.Дпя достижения поставленной цели огнеупорный наполнитель для изготовления литейных форм и стержней, включающий кварцевый песок и регенерат, в качестве последней огнеупорный наполнитель содержит регенерат само- твердеющей смеси со смолой термолиза древесины и окислом щелочноземельного или переходного металла, обработанный при 300-600 оС, при следующем соотношении ингредиентов, вес,:Кварцевый песок 80-30Регенерат самотвердеющей смеси, обработный при температуре931267 520-70 3 300-600 оС, содержащий смолу термолиза древесины и отвердитель в виде окисла щелоцноземельного или переходного металла В табл. 1 приведены составы смесей,Составы огнеупорного наполнителя,ф1 Осоставы смесей с их использованием,термостойкость этих смесей приведенысоответственно в табл,.2, 3 и 4,Для огнеупорного наполнителя составов 1-5 и 7- 11 использован ре 15генерат, приготовленный из смесейсостава 2 в соответствии с табл. 1,Для огнеупорного наполнителя 6использован регенерат смеси состава3 в соответствии с табл. 1, а для7 - регенерат смеси состава 1 в со 20ответствии с табл, 1.физико-механические и технологические свойства для смесей составовв соответствии с табл. 3 приведеныв табл, 5.25В качестве связующего использована смола термолиза древесины СявскогоЛХК (ТУ 81-05-72-79). Катализаторамиотверждения этих смол служат материалы, содержащие окислы переходных30или щелочноземельных металлов: водный раствор хромового ангидрида,концентрат окисных марганцевых руд,магнезит каустический,После заливки металлом отработанную смесь, представляющую собой модифицированные зерна кварцевого песка, покрытые остатками связующей композиции, частично или полностью деструктированной, прокаливают при300-600 С в течение часа, затем раэмалывают без удаления пылевиднойФракции. Полученный таким образомрегенерат добавляют в формовочныеи стержневые смеси в качестве огне- ф 5упорного наполнителя,Термостойкость смесей определяюткосвенным путем по удаляемости пригара с отливок. Эксперименты проводятна приборе, где Количественно оценивают усилия, необходимые для разрушения пригара и зависимости от толщины стенки отливки и состава смесей.Удаление пригара производят истиранием с помощью резца из твердосплавного материала, Результаты определения термостойкости представлены втабл, 4. 4Как следует из табл. 2-4 происходит увеличение термостойкости смесей, приготовленных с добавлениемобработанного при температуре 300600 оС регенерата самотвердеющей смеси, содержащей смолу термолиза древесины и окисел щелочно-земельногоили переходного металла, по сравнению с термостойкостью смесей, в состав которых входят возврат смесей,содержащих древесный пек или каменноугольную пыль, Это особенно заметно на отливках с толщиной стенки30 мм.Так, например, при толщинеотливки 60 мм число проходов резцадо полной очистки отливки составляетдля смесей взятых для сравнения 98,а в смесях, содержащих 50 вес,/ обработанного при 400 ОС регенерата, этавеличина составляет в завиимости отсостава самотвердеющей смеси соответственно 71-72 (табл. 4, смеси3, 6, 7, 12 и 13).Иэ данных табл, 4 следует, что сувеличением количества регенерататермостойкость возРастает (табл.смеси 4 и 5). Причем эта закономерность сохраняется для различных величин стенок отливок.Уменьшенное образование пригарав отливках, приготовленных на смесях,содержащих обработанный при 300-600 Срегенерат, вызвано возникновениемтермостойкои структуры углеродистогообразования из связующего смолы термолиза древесины в сочетании с отвердителями -окислами щелочноземельныхили переходных металлов, выполняющими в данном случае роль структурных термостабилизаторов,Повышение температуры термообработки регенерата самотвердеющей смеси вьае 600 ОС приводит к полной термодеструкции связующей композицииза счет интенсивного газовыделениялетучих компонентов, а температураниже 300 ОС недостаточно для термоупрочняющих процессов (табл. 2, 4 смеси 8 и 11),Приведенные в табл, 2 и 3 составы смесей 3, 6, и 7 характеризуют оптимальное содержание регенерата, смесь 2 - минимальное, а 4 - максимальное. Уменьшение количества регенерата ниже минимального значения приводит к появлению трудноудаляемого пригара (смесь 1, 2, табл. 3 и П), а увеличение выше максимального (смесь 5,9312 Т а б л и ц аей, вес. Наименованиеингредиентов ГОСТ или ТУ 2138-74 96,5 Песок кварцевый 91,0 Смола термолиэадревесины ТУ 81-05-72" 47 ч Ангидрид хромовый,в пересчете на сухое вещество 2548-59 0,4 ТУ-.9-54-73 2 5 1216-75 5табл. 2 и 3) приводит к снижению . прочностных характеристик и газопроницаемости. Поэтому применение составов за пределами оптимальных зна- чений регенерата не дает желаемых результатов.Смеси состава 3, 6 и 7 могут быть рекомендованы для изготовления стальных и чугунных отливок с толщиной стенок до 00 мм, а смеси составов . о 2, 4, 9 и 1 О применяются при изготовлении тонкостенного литья.Взамен обработанного регенерата можно испольэовать связующую композицию самотвердеющей смеси, содержащую смолу термолиэа древесины и отвердитель в виде окисла щелочно-земельного или переходного металла и прошедшую термическую обработку в течение 1 ч при температуре 300-60 ФС.Предлагаемый огнеупорный наполни- тель может быть использован как в формовочных, таК и в холоднотвердеющих смесях со следующими связующими: Концентрат флотационный окисных марганцевых руд Порошок иэ каустического магнезита 67 ббентонитовая глина; синтетические смолы (фенолформальдегидные, мочевино-формальдегидные, фурановые и т.д.); древесные смолы; фосфатные связующие; жидкое стекло.Таим образом, применение в составе огнеупорного наполнителя, обработанного при 300-600 С регенерата и связующей композиции самотвердеющей смеси, содержащей смолу термолиза древесины и отвердитель в виде оксила щелочноземельного ипи переходного металла, повысит, термостойкость смесей, что даст воэможность ее при" менения для стального и чугунного литья с толщиной стенки до 100 мм и в конечном итоге повысить качество отливок и снизит брак литья. В результате ожидается снижение себестоимости тонны литья на 3-4 руб, а также появится возможность создания замкнутого беэотходного производства отливок.931267 Таб 8 9 30 1 ес 0 0 50 0е 0 50еее 0 О 9 ее 0 ю50 800 тае смес редментм О 11 В 6 вареве В В Же 6 6 6 е66 ее е Ингредйе Кварцевый Регенератсамотвердею" щей смеси, обработанный при ос200 сокеареееммКрелмтел Эола Оч работама Глммэ Кемемноусольмел пщв Огмеулорммй наполнит ель Молр состава по табл 2)1 9.10 11 Сульфитноспиртовая барда аблмв931267 Формула изобретения Огнеупорный наполнитель для изготовления литейных Форм и стержней, включающий кварцевый песок и регенерат, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения термостойкости форм и стержней и улучшения качества отливок, он содержит в качестве регенерата регенерат самотвердеющей 1 О смолы со смолой термолиза древесины и окислом щелочноземельного или переходного металла, обработанные при 300-600 оС, при следующем соотношении ингредиентов, вес.ь: 15 14Кварцевый песок 80-30Регенерат самотвердеющей смеси со смолойтермолиза древесины иокислом щелочно-земельного или переходногометалла, обработанного при температуре300-600 оС 20-70Источники информации принятые во внимание при экспертизеСправочник по чугунному литью. , М.-Л., 1960.2. Липницкий А.М.Изготовление стержней в лит ейном произ водст ее, Л 1961, Составитель И. ГончарукРедактор И. Тыкей Техред Л, Пекарь Корректор Н. И 1 выдкаяее тЗаказ 3600/8 Тираж 853 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раувская наб., д. 4/5 Филиал РПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4