стержневая смесь с солеорганическим связующим
| Классы МПК: | B22C1/00 Формовочные смеси и материалы для литейных форм и стержней; структура формовочных смесей |
| Автор(ы): | Дмитриев Эдуард Анатольевич (RU), Евстигнеев Алексей Иванович (RU), Петров Виктор Викторович (RU), Тарасова Анастасия Андреевна (RU) |
| Патентообладатель(и): | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ГОУВПО "КнАГТУ") (RU) |
| Приоритеты: |
подача заявки:
2010-08-13 публикация патента:
10.07.2012 |
Изобретение относится к литейному производству. Смесь содержит в мас.%: огнеупорный наполнитель в виде кварцевого песка 85,5-87,5; связующее в виде MgSO4·7H2 O 4,0-4,5; лигносульфонат технический (ЛСТ) 2,0-2,5 и воду 6,5-7,5. Использование лигносульфоната в составе смеси позволит увеличить ее прочность более чем в два раза. 2 табл., 1 пр.
Формула изобретения
Смесь для изготовления литейных стержней, содержащая огнеупорный наполнитель в виде кварцевого песка, связующее в виде MgSO 4·7H2O и воду, отличающаяся тем, что смесь дополнительно содержит лигносульфонат технический (ЛСТ) при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Огнеупорный наполнитель | 85,5-87,5 |
| MgSO4·7H2O | 4,0-4,5 |
| ЛСТ | 2,0-2,5 |
| Вода | 6,5-7,5 |
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к литейному производству, в частности для изготовления литейных стержней.
Известна стрежневая смесь, содержащая в качестве связующего MgSО4 ·7Н2О (Евстигнеев А.И., Петров В.В., Дмитриев Э.А., Салина М.В. Исследование неорганических связующих на основе сульфата магния // Литейное производство - 2008. № 11. С.27-29). Упрочнение смеси происходит за счет плавления MgSO4·7Н2O при нагревании. Расплав сульфата магния концентрируется, преимущественно, в местах контакта зерен наполнителя. Находясь в расплавленном состоянии, из кристаллической решетки сульфата магния происходит удаление воды, что в свою очередь приводит к кристаллизации расплава сульфата магния и, как следствие, связывания зерен огнеупорного наполнителя. Смеси, с использованием в качестве связующего MgSO4, экологически безопасны на всех этапах технологического процесса, легко выбиваются и регенерируются при смачивании водой. Однако эти смеси имеют значительный недостаток - низкую прочность в сыром и отвержденном состоянии. Данный недостаток не позволяет использовать смеси с MgSO4 для изготовления сложных по конфигурации стержней и использовать их для получения ответственных отливок.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение прочностных свойств смеси с сохранением способности легко выбиваться и регенерироваться при смачивании водой.
Для достижения указанного технического результата смесь для изготовления литейных стержней, включающая огнеупорный наполнитель в виде кварцевого песка, воду и сульфат магния (MgSO4·7H2O) дополнительно содержит лигносульфонат технический (ЛСТ) при следующем соотношении компонентов (мас.%):
| Огнеупорный наполнитель | 85,5-87,5 |
| MgSO4·7Н2O | 4,0-4,5 |
| ЛСТ | 2,0-2,5 |
| Вода | 6,5-7,5. |
Наибольшая прочность смеси в отвержденном состоянии достигается при содержании в смеси ЛСТ в количестве 2,0-2,5 мас.% при условии содержания в смеси сульфата магния в количестве от 4,0 до 4,5 мас.%. Содержание в смеси ЛСТ менее 2,0 мас.% приводит к снижению прочности, а содержание в смеси более 2,5 мас.% ЛСТ не приводит к существенному повышению прочности смеси.
Пример.
Перед приготовлением смеси готовят связующий раствор путем последовательного растворения в расчетном количестве воды расчетного количества порошка MgSO4·7Н2О и ЛСТ. Для более эффективного растворения соли и ЛСТ рекомендуемая температура воды 30-35°С. Полученный раствор вводят в кварцевый песок и перемешивают в катковом смесителе в течение 5-8 минут. Полученную смесь подают на стержневой участок. В герметичной таре готовая смесь имеет неограниченную живучесть. Отверждение смеси происходит при ее нагревании. Экспериментально установлена оптимальная температура отверждения - 140-150°С.
В нижеприведенной таблице 1 приведены составы стержневых смесей.
| Таблица 1 | |||
| Ингредиенты | Состав 1, мас.% | Состав 2, мас.% | Состав 3, мас.% |
| Огнеупорный наполнитель | 87,5 | 86,0 | 86,5 |
| Связующее - MgSO4·7Н2O | 4,0 | 4,5 | 4,0 |
| Лигносульфонат технический (ЛСТ) | 2,0 | 2,5 | 2,0 |
| Вода | 6,5 | 7,0 | 7,5 |
В нижеприведенной таблице 2 даны технические характеристики свойств заявляемой стержневой смеси в сравнении с известной смесью. Из представленной таблицы следует, что введение в смесь небольшого количества ЛСТ позволяет повысить прочность практически более чем в два раза с сохранением возможности к регенерации смеси.
Предлагаемая смесь может использоваться для изготовления литейных стержней в подогреваемых ящиках в условиях различной серийности производства.
| Таблица 2 | ||
| Показатель | Заявляемая смесь с MgSO4·7H2O и ЛСТ | Известная смесь с MgSO4·7Н2О |
| Прочность на разрыв, МПа | 1,6-2,0 | 0,65-0,85 |
| Оптимальная температура отверждения, °С | 140-150 | 140-150 |
| Термостойкость, °С | 950 | 1100 |
| Количество циклов регенерации после заливки Аl - сплавом | неограниченное | неограниченное |
Класс B22C1/00 Формовочные смеси и материалы для литейных форм и стержней; структура формовочных смесей