Результат интеллектуальной деятельности: Смесь для изготовления литейных форм и стержней

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления литейных форм и стержней из смесей, отверждаемых тепловой сушкой.

Известна теплоизоляционная смесь для утепления прибылей отливок, содержащая огнеупорный наполнитель - кварцевый песок, магнийалюмофосфатное связующее, трепел, торф низкой степени разложения (RU 2455108, МПК B22D 27/06, опубл. 10.07.2012).

Известна смесь для изготовления литейных форм по выплавляемым моделям, включающая кремнесодержащее вещество - трепел и кварц, неорганическую технологическую добавку - буру, этиленгликоль, ацетон, гипс и воду (SU 1115835 В22С1/16, 1/00, 1/02).

Наиболее близкой по технической сущности является смесь для изготовления литейных форм и стержней, отверждаемых тепловой сушкой, содержащая формовочную глину, огнеупорный наполнитель - кварцевый песок, связующее - экструзионный крахмальный реагент и воду. RU 2267376, МПК В22С 1/00, опубл. 10.01.2006.

Однако смесь имеет пониженные физико-технические характеристики.

Задачей заявляемого изобретения является создание смеси для изготовления литейных форм и стержней, отверждаемых тепловой сушкой с улучшенными физико-механическими и технологическими характеристиками.

Техническим результатом является улучшение физико-механических и технологических характеристик, а именно прочностных свойств смеси в сухом и во влажном состояниях при пониженной осыпаемости.

Для этого смесь для изготовления литейных форм и стержней, отверждаемых тепловой сушкой, содержащая огнеупорный наполнитель, экструзионный крахмальный реагент, согласно изобретению, дополнительно содержит алюмохромфосфатное связующее и трепел при следующих соотношениях компонентов, мас. %:

Приготовление смеси осуществляли в смешивающих бегунах. Песок кварцевый формовочный смешивали с экструзионным крахмальным реагентом в течение 1-1,5 мин, затем добавляли трепел и смешивали в течении 1-1,5 мин. После сухого перемешивания в смеситель подавали связующее алюмохромфосфатное связующее (АХФС) и перемешивали 6-10 мин (время перемешивания с АХФС зависит от вязкости связующего, так как в летний период из-за низкой вязкости требуется более длительное перемешивание для придания смеси сырой прочности, чем в зимний). Приготовленные смеси на связующем АХФС должны быть использованы в течение 1-2-х смен. Сушку форм и стержней производили в сушилках при температуре 180-200°С для мелких, в течение 15-30 мин, средних стержней и форм в течение 2-4 часов, для крупных - при температуре 220-240°С в течение 3-4 часов. Составы приведены в таблице 1. Свойства приведены в таблице 2.

Для получения смеси для изготовления литейных форм и стержней использовали следующее сырье: алюмохромфосфатное связующее - ТУ 6-18-166-83, экструзионный крахмальный реагент - ТУ 9187-005-13108779-2009, песок кварцевый формовочный марки 2К₂О₂О16⋅2КO₂О2; 2К₂О₃О3 ГОСТ 2138-91. Химический состав трепела, мас. %: SiO₂ 60,3-72,5; Fe₂ O₃ 2,8-4,2; Al₂O₃ 8,4-10,1; СаО 2,6-12,3; MgO 0,9-1,2; Na₂O 0,18-0,29; K₂O 1,4-1,5.

Отличием заявляемого изобретения от известных является использование в составе двух связующих, а именно экструзионного крахмального реагента с АХФС, в сочетании с трепелом, за счет которых улучшаются физико-механические и технологические характеристики смеси. При этом экструзионный крахмальный реагент и трепел являются готовым материалом. Дальнейшей дополнительной обработке (помолу и просеиванию) данные материалы перед употреблением в формовочной смеси не подвергаются. Введение в состав экструзионного крахмального реагента и трепела, которые представляют собой тонкодисперсные вещества с весьма малым размером частиц, позволяют увеличить прочностные характеристики смеси. Таким образом, введение экструзионного крахмального реагента и трепела в указанных количествах позволяет получать формовочные смеси и стержни с оптимальными технологическими и физико-механическими свойствами, обеспечивающими изготовление качественных литейных форм и стержней. При этом уменьшается стоимость формовочной смеси за счет низкой стоимости экструзионного крахмального реагента, являющегося отходом мукомольного и крахмального производств, а также трепела, являющегося природным материалом.

Из таблицы 2 следует, что прочность на сжатие в высушенном состоянии и прочность на сжатие во влажном состоянии выше, а осыпаемость смеси ниже, чем у известной формовочной смеси.

Таким образом, заявляемый состав позволяет получать формовочные смеси с оптимальными технологическими и физико-механическими свойствами, обеспечивающими изготовление качественных литейных форм. При этом уменьшается стоимость формовочной смеси за счет низкой стоимости экструзионного крахмального реагента и трепела.