смесь для изготовления литейных стержней
Классы МПК: | B22C1/16 с применением связующих веществ; составы связующих веществ |
Автор(ы): | Якимов Виктор Иванович (RU), Петров Виктор Викторович (RU), Дмитриев Эдуард Анатольевич (RU), Марьин Борис Николаевич (RU), Паниван Владимир Петрович (RU), Иванов Юрий Леонидович (RU), Якимов Антон Викторович (RU), Захарова Наталья Владимировна (RU), Муравьев Василий Илларионович (RU) |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество "Комсомольское-на-Амуре авиационное производственное объединение имени Ю.А. Гагарина" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2004-12-22 публикация патента:
10.12.2006 |
Изобретение относится к литейному производству, а именно к смеси для изготовления литейных стержней для алюминиевых отливок и тонкостенных отливок из чугуна. Смесь для изготовления литейных стержней, включающая огнеупорный наполнитель, например кварцевый песок, и связующее, содержит в качестве связующего раствор плотностью 1,2-1,3 г/см3 полистирола в толуоле при следующем соотношении компонентов (в мас.ч.): огнеупорный наполнитель 95-96, раствор полистирола в толуоле 4-5. Изобретение позволяет увеличить прочность смеси и улучшить ее выбиваемость. 1 табл.
Формула изобретения
Смесь для изготовления литейных стержней, включающая огнеупорный наполнитель - кварцевый песок и связующее, отличающаяся тем, что она содержит в качестве связующего раствор плотностью 1,2-1,3 г/см3 полистирола в толуоле при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Огнеупорный наполнитель | 95-96 |
Раствор полистирола в толуоле | 4-5 |
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к литейному производству, в частности к изготовлению литейных стержней для алюминиевых отливок и тонкостенных отливок из чугуна.
Известно техническое решение, принятое заявителем за прототип (Формовочные материалы и смеси /С.П.Дорошенко, В.П.Авдокушин, К.Русин, И.Мацашек. - К.: Выща школа. 1990; Прага. СНЛТ, 1990. с.263), по которому стержневая смесь приготовляется из огнеупорного наполнителя и связующего - поливинилового спирта.
Данная смесь обладает хорошими прочностными свойствами (2,2-2,4 МПа на разрыв) и характеризуется хорошей выбиваемостью. Однако данная смесь обладает недостаточной противопригарной стойкостью, в особенности при литье чугунных отливок, а также имеет повышенную гигроскопичность, что приводит к разупрочнению готовых изделий из данной смеси при хранении.
Вышеупомянутые недостатки устраняются заявляемым изобретением, сущность которого заключается в следующем. Смесь для изготовления литейных стрежней, включающая огнеупорный наполнитель, например кварцевый песок, и связующее, содержит в качестве связующего раствор плотностью 1,2-1,3 г/см 3 полистирола в толуоле при следующем соотношении компонентов (в мас. ч.): огнеупорный наполнитель 95-96, раствор полистирола в толуоле 4-5.
Новым в заявленном техническом решении является то, что смесь для изготовления литейных стрежней в качестве связующего содержит раствор плотностью 1,2-1,3 г/см3 полистирола в толуоле в количестве 4-5 мас. ч.
Технический результат, достигаемый при реализации изобретения заключается в увеличении прочности смеси на разрыв в сухом состоянии до 2,5-2,9 МПа, полным отсутствием пригара на отливках из чугуна, идеальной выбиваемостью, поскольку после заливки металла полистирольное связующее выгорает, что приводит к полному разупрочнению смеси, а готовые изделия из смеси с полистирольным связующим при хранении не разупрочняются.
Плотность раствора полистирола в толуоле подбиралась эмпирическим путем. При плотности раствора полистирола в толуоле более 1,3 г/см3 затрудняется равномерное распределение связующего в огнеупорном наполнителе (например, кварцевом песке) при плотности раствора полистирола в толуоле менее 1,2 г/см3 повышается расход растворителя - толуола. Содержание огнеупорного наполнителя и связующего в смеси также подбиралось опытным путем. Меньше чем 4 мас.ч. связующего приводит к меньшей чем 2,4 МПа прочности смеси на разрыв и повышенной осыпаемости. Содержание связующего больше чем 5 мас.ч. приводит к незначительному увеличению прочности смеси на разрыв, но при этом увеличивается газотворность смеси. Таким образом, наиболее оптимальной является смесь с содержанием 95-96 мас.ч. огнеупорного наполнителя, в качестве которого может выступать кварцевый песок, и 4-5 мас.ч. раствора полистирола в толуоле.
Смесь для изготовления литейных стержней приготовляют следующим образом. Подготовленный кварцевый песок (промытый, просушенный и т.д.) в количестве 95-96 массовых частей смешивают с заранее подготовленным связующим раствором плотностью 1,2-1,3 г/см3 полистирола в толуоле в количестве 4-5 массовых частей в бегунах. Готовая смесь подается на стержневой участок для изготовления литейных стержней.
Характеристики заявленной смеси и смеси по прототипу представлены в таблице.
Таблица. | ||
Показатель | Смесь с использованием полистирольного связующего | Смесь с поливиниловым спиртом в качестве связующего |
Газопроницаемость | 230-265 | 220-270 |
Прочность на разрыв после сушки при температуре 220-240°С, МПа | 2,5-2,9 | 2,2-2,4 |
Прочность на разрыв после сушки при температуре 220-240°С и хранении 72 часа, МПа | 2,5-2,9 | 1,5-2,0 |
Выбиваемость | после заливки смесь рассыпается | хорошая |
Поверхность отливки (чугун) | без пригара | имеются следы пригара в тепловых узлах |
В заявленной смеси в качестве связующего используется раствор полистирола, который можно приготавливать из использованной полистироловой упаковки с применением в качестве растворителя толуола, распространенного и недорогого растворителя, что делает данное связующее широкодоступным и недорогим материалом, удешевляющим стоимость смеси и решающим проблему утилизации полистироловой упаковки.
Использование предлагаемой смеси для изготовления стержней по сравнению с прототипом позволяет обеспечить ряд технико-экономических преимуществ:
- повышается прочность смеси после сушки;
- смесь не разупрочняется при хранении;
- полностью отсутствует пригар на чугунных отливках;
- после заливки и охлаждения металла смесь полностью разупрочняется;
- способствует утилизации полистироловых изделий.
Класс B22C1/16 с применением связующих веществ; составы связующих веществ