смесь для изготовления литейных форм и стержней

Формула изобретения

Смесь для изготовления литейных форм и стержней, содержащая алюмоборфосфатный концентрат, порошковый отвердитель и кварцевый песок, отличающаяся тем, что порошковый отвердитель содержит MgO и SiO₂, при этом компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:

Алюмоборфосфатный концентрат	3-5
Порошковый отвердитель	1,0-1,5
Кварцевый песок	Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к литейному производству, а именно к изготовлению форм и стержней из холоднотвердеющей смеси для литья при изготовлении отливок из чугуна, стали и цветных металлов. Предлагаемая смесь может с успехом применяться в литейной промышленности.

Известна смесь, включающая огнеупорный наполнитель, фосфатное связующее и триэтаноламин, в качестве отвердителя. Однако смесь обладает плохой выбиваемостью после заливки форм металлом и небольшой живучестью смеси. Известна смесь для приготовления форм и стержней, содержащая в своем составе алюмоборфосфатный концентрат - 2,5-5% и огнеупорный наполнитель - остальное (1). Однако данная смесь отверждается тепловой сушкой, что удлиняет процесс изготовления форм и стержней и создает необходимость установки дополнительного сушильного оборудования.

Наиболее близкой к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является смесь для изготовления литейных форм и стержней, включающая огнеупорный наполнитель, фосфатное связующее и порошок прокаленный магнезитовый каустический при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Алюмоборфосфатный концентрат	2,5-4,0
Порошок прокаленный каустический
Магнезитовый	0,3-0,5
Кварцевый песок	остальное (2)

Недостатком данного изобретения является то, что данная смесь обладает низкой живучестью, ввиду большой активности отвердителя, повышенной осыпаемостью и недостаточной прочностью, кроме того отвердитель - порошок прокаленный каустический магнезитовый в настоящее время является достаточно дорогим и дефицитным продуктом.

Задачей изобретения является увеличение живучести смеси и возможность регулирования в более широком диапазоне скорости затвердевания смеси, что так необходимо в литейном производстве, увеличение прочности и снижение осыпаемости форм и стержней, а также снижение себестоимости смеси за счет использования более дешевого и недефицитного отвердителя смеси.

Поставленная задача достигается тем, что в смеси для изготовления литейных форм и стержней, содержащей алюмоборфосфатный концентрат, порошковый отвердитель и кварцевый песок, порошковый отвердитель содержит MgO и SiO₂, при этом компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:

Алюмоборфосфатный концентрат	3-5
Порошковый отвердитель	1,0-1,5
Кварцевый песок	остальное

Для экспериментальной проверки состава были изготовлены 6 смесей ингредиентов (табл.1), 4 из которых показали оптимальные результаты (табл.2 п.п.2-5). В качестве связующего используется алюмоборфосфатный концентрат, в качестве отвердителя - порошковый отвердитель, наполнитель - кварцевый песок.

Смесь приготавливалась следующим образом: расчетные количества порошкового отвердителя и кварцевого песка перемешивались в течение 1 мин, затем вводили алюмоборфосфатный концентрат и перемешивали все это в течение еще 1 мин. Порошковый отвердитель содержит MgO и SiO₂.

Удельная поверхность - 5000 см²/г; активность порошка - 10 сек.

Составы и свойства смеси приведены в таблицах 1 и 2. Оптимальный состав смеси определяется условиями производства (требованиями по живучести, прочности и термостойкости смеси).

Введение в смесь менее 1% порошкового отвердителя приводит к увеличению времени затвердевания смеси и уменьшению термостойкости. Введение в смесь более 1,5% порошкового отвердителя резко снижает живучесть смеси, прочность через 24 часа и термостойкость. Увеличивается осыпаемость смеси.

Наличие в порошковом отвердителе SiO₂ оказывает дополнительное влияние на живучесть смеси и скорость затвердевания, что так необходимо в литейном производстве, позволяет снизить себестоимость смеси.

Таким образом, использование предлагаемой смеси позволит управлять временем затвердения смеси в широком диапазоне, увеличить прочность, термостойкость и уменьшить осыпаемость смеси.

Таблица 1
Ингредиенты	Содержание ингредиентов, мас.%
	1	2	3	4		5		6		известный состав
Алюмоборфосфатное связующее (АБФК)	2,0	2,5	3,0	3,5		4,0		4,5		4,0
Порошок прокаленный магнезитовый каустический	-	-	-	-		-		-		0,5
Порошковый отвердитель	0,9	1,0	1,2	1,4		1,5		1,7		-
Кварцевый песок	97,1	96,5	95,8	95,1		94,5		93,8		95,5
Таблица 2
Свойства смеси	Состав №
	1	2	3		4		5		6		известный состав
Живучесть, мин	60	40	30		15		6		3		10
Прочность на разрыв,
кг/см3
через 1 час	-	0,8	1,0		1,3		1,5		2,0		0,8
через 24 часа	8,0	9,0	9,5		9,8		10		6,0		3,5
Осыпаемость, %	0,02	0,03	0,035		0,04		0,06		0,2		0,35
Термостойкость при
1000°С в течение 1 часа,
кгс/см2	0,9	1,0	1,5		1,85		2,05		1,35		1,3

Литература

1. А.с. №1639872.

2. А.с. №11748914.