Способ изготовления двухслойных песчаных форм

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при получении отливок в двухслойных песчаных формах.

Известны способы изготовления двухслойных песчано-глинистых форм. С рабочим слоем, соприкасающимся с расплавом и называемым облицовочным. ОН состоит из смеси со свежими исходными формовочными материалами: песком, связующим, технологическими добавками,. И опорным слоем из оборотной смеси, называемой наполнительной. (М.Н. Сосненко Современные литейные формы, Машиностроение, 1967 г.). Наполнительная смесь готовится из оборотной, уже побывавшей под термическим воздействием расплава смеси и потерявшей при этом ряд полезных технологических свойств. После выбивки отливки эта смесь направляется в смесеприготовительное отделение Здесь она смешивается с водой и добавками 5-10%% свежих формовочными материалов. Транспортировка оборотной смеси, как правило, осуществляется в подземных

туннелях и сопровождается неизбежными выделениями вредными для здоровья людей, занятых на обслуживании транспортеров горячей оборотной смеси

Известен также способ изготовления двухслойных жидкостекольных песчаных форм. Облицовочный слой здесь изготавливается из жидкостекольной смеси, а наполнительный, как правило, из песчано-глинистой смеси. (Справочник по чугунному литью, под редакцией Н.Г. Гиршовича, Машиностроение, 1978 г.). Таким образом и этот способ предусматривает многократную транспортировку вредных для здоровья веществ в пределах цеха. Применение наполнительных смесей, приготовленных на свежих исходных материалах непозволительно повышает себестоимость отливок. В то же время имеет место устойчивый интерес к оборотной формовочной смеси (т.н. «Горелке»»)в строительстве, однако многочисленные попытки использовать «горелку», носят временный, непостоянный характер в первую очередь из-за самого широкого колебания ее состава и соответственно технологических свойств. (Мымрин В.А. Утилизация промышленных отходов в строительстве как решение части экологических проблем // Экология промышленного производства. - 1997, №1-2. - С. 22.)

Задачей настоящего изобретения является создание технологии, обеспечивающей изготовление двухслойных литейных форм без применения оборотной формовочной смеси -только из свежих формовочных материалов, а также, обеспечение требуемого строительной технологией состава и стабильности свойств наполнительного слоя литейной формы после выбивки из нее отливки.

Поставленная задача решается за счет того, что облицовочную формовочную смесь готовят на основе песков для литейных форм, а наполнительную смесь - на основе песков для строительных материалов и допустимого для строительных целей содержания связующих, которую после выбивки отливки используют в строительной индустрии.

Наиболее подходящей для решения поставленной задачи является двухслойная жидкостекольная песчаная форма, (В.М. Грузман, А.Ю. Лапина, Снижение осыпаемости жидкостекольной облицовочной смеси, Литейное производство, №7, 2017 г.). Облицовочную смесь здесь готовят из литейного формовочного песка с 6-7% жидкого стекла и 4-6% глины, а наполнительную без жидкого стекла из 100% горелой смеси и 1,0-1,5% глины. Прочность наполнительной смеси - 0,45-0,6 кгс/см².Облицовочную смесь, соприкасающеюся с расплавом на строительном песке невозможно использовать для получения отливок, по крайней мере из-за ее крупнозернистого гранулометрического состава: на поверхности отливки обязательно образуется трудно отделимый дефект «Пригар», а также многочисленные песчаные раковины в теле отливки. Наполнительная смесь с расплавом не соприкасается, для нее строительные пески пригодны. Глина же, непригодна в качестве связующего, для предлагаемого способа. Она отрицательно влияет на качество строительных песков. Положительно влияет на технологические свойства строительных материалов жидкое стекло (А.Н. Гришина, Е.В. Королев, Жидкостекольные строительные материалы специального назначения, Московский государственный строительный университет, Москва, МГСУ, 2015 г.)

Для реализации предложенного способа изготовили двухслойную песчаную форму, для стальной тонкостенной отливки. И облицовочная и наполнительная смесь содержащие связующее в виде жидкого стекла в количестве 7% от веса литейного формовочного песка и связующее в виде жидкого стекла в количестве 4% от веса строительного песка. После выбивки облицовочная смесь превратилась в прочный монолит и его легко можно оделить от выбитой малопрочной наполнительной смеси.

Таким образом, технический эффект налицо: предлагаемый способ позволяет стабилизировать свойства выбитой наполнительной смеси и максимально приблизить их к свойствам строительных материалов, что позволит продавать ее в качестве надежного строительного материала. И исключить из технологического процесса изготовления двухслойных форм экологически вредную оборотную формовочную смесь.