RU2469813C1 - Mix for making casting moulds and cores and method of its production (versions) - Google Patents

Mix for making casting moulds and cores and method of its production (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2469813C1
RU2469813C1 RU2011122902/02A RU2011122902A RU2469813C1 RU 2469813 C1 RU2469813 C1 RU 2469813C1 RU 2011122902/02 A RU2011122902/02 A RU 2011122902/02A RU 2011122902 A RU2011122902 A RU 2011122902A RU 2469813 C1 RU2469813 C1 RU 2469813C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solution
mixture
cores
quartz sand
carboxymethyl cellulose
Prior art date
Application number
RU2011122902/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Леонид Геннадьевич Знаменский
Ольга Викторовна Ивочкина
Сергей Сергеевич Верцюх
Анатолий Алексеевич Солодянкин
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (ГОУ ВПО "ЮУрГУ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (ГОУ ВПО "ЮУрГУ") filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (ГОУ ВПО "ЮУрГУ")
Priority to RU2011122902/02A priority Critical patent/RU2469813C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2469813C1 publication Critical patent/RU2469813C1/en

Links

Landscapes

  • Mold Materials And Core Materials (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: proposed mix is prepared by cladding quartz sand by premade suspension from solution of carboxymethyl cellulose and periclase powder hardener, processing cladded sand in boiling bed by warm air of 50-80°C, and adding solution of alumina-boron phosphate concentrate into said solution.
EFFECT: higher mechanical properties and strength.
2 cl, 3 tbl, 2 ex

Description

Изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано для изготовления керамических форм и стержней в производстве отливок из сплавов цветных и черных металлов.The invention relates to the field of foundry and can be used for the manufacture of ceramic molds and cores in the manufacture of castings from alloys of non-ferrous and ferrous metals.

Общемировой тенденцией в развитии процессов формообразования для литейного производства является применение холоднотвердеющих смесей (ХТС). Затвердевание в оснастке при комнатной температуре обеспечивает стержням и формам высокую точность и малые энергетические затраты на их изготовление. При этом наибольшее распространение получили ХТС на органических связующих материалах - синтетических смолах. Эти смеси обладают рядом преимуществ по сравнению с известными ХТС на неорганических связующих материалах (жидкоподвижные самотвердеющие смеси (ЖСС), пластичные самотвердеющие смеси, СО2-процесс и др.). Такими преимуществами являются лучшая чистота поверхности, несравнимая с ЖСС легкость удаления стержней из отливок и регенерируемость отработанных смесей (Перспектива применения фосфатных холоднотвердеющих смесей («фоскон»-процесс) / Г.А.Коллодий, С.С.Ткаченко, B.C.Кривицкий // Литейщик России. - 2004 г. - №8. - С.23-24).The global trend in the development of shaping processes for foundry is the use of cold hardening mixtures (CTS). Hardening in a snap at room temperature provides the rods and molds with high accuracy and low energy costs for their manufacture. At the same time, HTS was most widely used on organic binders - synthetic resins. These mixtures have a number of advantages compared with the known CTS on inorganic binders (liquid self-hardening mixtures (HSS), plastic self-hardening mixtures, CO 2 process, etc.). Such advantages are better surface cleanliness, incomparable with LSS ease of removal of rods from castings and the regenerability of spent mixtures (Prospects for the use of phosphate cold hardening mixtures (Foscon process) / G.A. Kollodiy, S.S. Tkachenko, BCKrivitsky // Russian Foundry . - 2004 - No. 8. - S.23-24).

Однако до настоящего времени существенной проблемой остается обеспечение экологической безопасности процессов получения отливок с использованием фурановых, фенольных и других смол и их влияние на окружающую среду (Перспектива применения фосфатных холоднотвердеющих смесей («фоскон»-процесс) / Г.А.Коллодий, С.С.Ткаченко, B.C.Кривицкий // Литейщик России. - 2004 г. - №8. - С.23-24).However, to date, a significant problem remains the environmental safety of the processes for producing castings using furan, phenolic and other resins and their impact on the environment (Prospect for the use of phosphate cold-hardening mixtures (Foscon-process) / G.A. Kollodiy, S.S. .Tkachenko, BCKrivitsky // Foundryman of Russia. - 2004 - No. 8. - S.23-24).

Перспективными в этом направлении являются ХТС на неорганических связующих материалах, например на растворах алюмоборфосфатного концентрата (АБФК). Такие смеси имеют следующие достоинства (Перспектива применения фосфатных холоднотвердеющих смесей («фоскон»-процесс) / Г.А.Коллодий, С.С.Ткаченко, B.C.Кривицкий // Литейщик России. - 2004 г. - №8. - С.23-24). Полное отсутствие прилипаемости, более легкая выбиваемость из отливок, высокая термостойкость и низкая газотворность смеси по сравнению с другими ХТС. Возможность использования недорогих отечественных материалов, а также до 80% регенерата после механической регенерации и универсального смесеприготовительного оборудования, экологичность АБФК.ChTS on inorganic binding materials, for example, on solutions of aluminum phosphate concentrate (ABPK), are promising in this direction. Such mixtures have the following advantages (Prospects for the use of phosphate cold-hardening mixtures ("Foscon" process) / G.A. Kollodiy, S.S. Tkachenko, BCKrivitsky // Foundry worker of Russia. - 2004. - No. 8. - P.23 -24). Complete absence of adhesion, easier knockability from castings, high heat resistance and low gas content of the mixture compared to other CTS. The possibility of using inexpensive domestic materials, as well as up to 80% of the regenerate after mechanical regeneration and universal mixing equipment, environmental friendliness of ABFC.

Наиболее близкой по технической сущности является смесь для изготовления литейных форм и стержней (RU №2281830, МПК В22С 1/00, заявл. 21.06.2004, опубл. 20.08.2006), включающая раствор алюмоборфосфатного концентрата, периклазовый порошкообразный отвердитель и кварцевый песок при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:The closest in technical essence is a mixture for the manufacture of foundry molds and cores (RU No. 2281830, IPC В22С 1/00, application. June 21, 2004, publ. 08/20/2006), including a solution of alumina-phosphate concentrate, periclase powder hardener and quartz sand in the following ratio of ingredients, wt.%:

раствор алюмоборфосфатного концентратаsolution of aluminoborphosphate concentrate 3…5;3 ... 5; периклазовый порошкообразный отвердительpericlase powder hardener 1,0…1,5;1,0 ... 1,5; кварцевый песокquartz sand остальное.rest.

Способ приготовления такой смеси состоит в том, что в кварцевый песок с периклазовым порошкообразным отвердителем вводят раствор АБФК, указанные ингредиенты перемешивают и полученную смесь незамедлительно уплотняют в оснастке, например, вибрацией. Смесь прототипа и способ ее приготовления дает возможность получать отливки из сплавов черных и цветных металлов.The method for preparing such a mixture consists in introducing an ABFC solution into quartz sand with a periclase powdery hardener, these ingredients are mixed and the resulting mixture is immediately compacted in a snap, for example, by vibration. The mixture of the prototype and the method of its preparation makes it possible to obtain castings from alloys of ferrous and non-ferrous metals.

Вместе с тем прототип имеет следующие существенные недостатки:However, the prototype has the following significant disadvantages:

- физико-механические свойства смеси не позволяют обеспечить стабильное изготовление стержней и форм при крупносерийном производстве отливок (например, недостаточный уровень прочности стержней через 1 час не дает возможности ускоренно извлекать стержни из оснастки, тем более если изготавливаются стержни сложной конфигурации);- the physicomechanical properties of the mixture do not allow for the stable production of cores and molds during large-scale production of castings (for example, insufficient strength of cores after 1 hour makes it impossible to quickly remove cores from equipment, especially if cores of complex configuration are made);

- длительный цикл формирования манипуляторной прочности литейных форм и стержней, в особенности для условий крупносерийного производства, например в автомобиле- и тракторостроении;- a long cycle of forming the manipulative strength of foundry molds and cores, especially for large-scale production conditions, for example, in automobile and tractor manufacturing;

- способ приготовления смеси не обеспечивает равномерное распределение порошкообразного отвердителя и, следовательно, вызывает нестабильность получаемых свойств;- the method of preparation of the mixture does not provide a uniform distribution of the powder hardener and, therefore, causes instability of the obtained properties;

- способ прототипа не позволяет эффективно провести активацию АБФК и повысить физико-механические свойства смеси для изготовления стержней и форм, в особенности для сложнопрофильных отливок.- the prototype method does not allow the effective activation of ABFC and increase the physicomechanical properties of the mixture for the manufacture of cores and molds, especially for complex castings.

В основу изобретения положена техническая задача - повышение физико-механических свойств смеси, в особенности прочности через 1 час и ускоренного формирования манипуляторной прочности стержней и форм, необходимых для улучшения качества изготовления сложнопрофильных и тонкорельефных отливок.The basis of the invention is the technical task of improving the physicomechanical properties of the mixture, in particular strength after 1 hour and the accelerated formation of the manipulative strength of the rods and molds necessary to improve the quality of manufacturing complex and thin relief castings.

Указанная техническая задача решается тем, что смесь для изготовления литейных форм и стержней, включающая раствор алюмоборфосфатного концентрата, периклазовый порошкообразный отвердитель и кварцевый песок, согласно изобретению, дополнительно содержит раствор карбоксиметилцеллюлозы при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:The specified technical problem is solved in that the mixture for the manufacture of foundry molds and cores, including a solution of aluminum phosphate concentrate, periclase powder hardener and quartz sand, according to the invention, additionally contains a solution of carboxymethyl cellulose in the following ratio of ingredients, wt.%:

раствор алюмоборфосфатного концентратаsolution of aluminoborphosphate concentrate 2…8;2 ... 8; периклазовый порошкообразный отвердительpericlase powder hardener 0,8…1,7;0.8 ... 1.7; раствор карбоксиметилцеллюлозыcarboxymethyl cellulose solution 1…3;1 ... 3; кварцевый песокquartz sand остальное.rest.

Задача решается также тем, что в способе приготовления смеси для изготовления литейных форм и стержней, включающем введение в кварцевый песок с периклазовым порошкообразным отвердителем раствора алюмоборфосфатного концентрата, согласно изобретению, перед введением раствора алюмоборфосфатного концентрата его обрабатывают наносекундными электромагнитными импульсами с удельной импульсной мощностью 400…900 МВт/м3.The problem is also solved by the fact that in the method of preparing a mixture for the manufacture of foundry molds and cores, comprising introducing a solution of aluminum phosphate concentrate into quartz sand with a periclase powder hardener, according to the invention, it is treated with nanosecond electromagnetic pulses with a specific pulse power of 400 ... 900 before introducing a solution of aluminum phosphate concentrate MW / m 3 .

Кроме того, поставленная техническая задача также решается тем, что в способе приготовления смеси для изготовления литейных форм и стержней, включающем введение в кварцевый песок раствора алюмоборфосфатного концентрата, согласно изобретению, перед введением раствора алюмоборфосфатного концентрата осуществляют плакирование кварцевого песка предварительно подготовленной суспензией из раствора карбоксиметилцеллюлозы и периклазового порошкообразного отвердителя с последующей обработкой плакированного песка в кипящем слое теплым воздухом с температурой 50…80°С.In addition, the stated technical problem is also solved by the fact that in the method of preparing a mixture for the manufacture of foundry molds and cores, comprising introducing a solution of aluminum phosphate concentrate into quartz sand, according to the invention, before introducing a solution of aluminum phosphate concentrate, quartz sand is clad with a previously prepared suspension from a solution of carboxymethyl cellulose and periclase powder hardener with subsequent processing of clad sand in a fluidized bed warm in air with a temperature of 50 ... 80 ° C.

Применение в качестве связующего водного раствора алюмоборфосфатного концентрата и периклазового порошкообразного отвердителя обеспечивает требуемый цикл формообразования и исключает сушку изготавливаемых форм и стержней вследствие химического затвердевания смеси.The use of an alumina-borophosphate concentrate and a periclase powder hardener as a binder aqueous solution provides the required shaping cycle and excludes drying of manufactured molds and cores due to chemical hardening of the mixture.

Введение в состав смеси дополнительно карбоксиметилцеллюлозы в количестве 1…3 мас.% создает условия для плакирования и равномерного распределения периклазового поршкообразного отвердителя смеси, а также повышение прочностных характеристик стержней и форм, в особенности сразу после затвердевания смеси.The introduction of additional carboxymethyl cellulose in an amount of 1 ... 3 wt.% Creates the conditions for cladding and even distribution of the periclase piston-like hardener of the mixture, as well as an increase in the strength characteristics of the rods and molds, especially immediately after the mixture has hardened.

Плакирование песка суспензией из раствора карбоксиметилцеллюлозы и периклазового поршкообразного отвердителя обеспечивает равномерное распределение отвердителя в объеме смеси. При этом плакированный песок может храниться в отдельной таре неограниченное время и при необходимости использоваться для подготовки ХТС, что обеспечивает высокую технологичность заявляемого способа приготовления смеси.Cladding of sand with a suspension from a solution of carboxymethyl cellulose and a periclase piston-like hardener ensures uniform distribution of the hardener in the mixture volume. At the same time, clad sand can be stored in a separate container for unlimited time and, if necessary, be used for the preparation of XTS, which ensures high adaptability of the proposed method for preparing the mixture.

Обработка плакированного песка в кипящем слое теплым воздухом с температурой 50…80°С создает условия для ускоренной подготовки плакированного отвердителем наполнителя и улучшения физико-механических свойств ХТС и качества отливок.Processing of clad sand in a fluidized bed with warm air with a temperature of 50 ... 80 ° C creates the conditions for accelerated preparation of a filler clad in a hardener and to improve the physicomechanical properties of CTS and the quality of castings.

Обработка наносекундными электромагнитными импульсами (НЭМИ) повышает когезионную прочность и позволяет существенно улучшить физико-механические свойства смеси за счет ее электрофизической активации.Processing with nanosecond electromagnetic pulses (NEMI) increases the cohesive strength and can significantly improve the physicomechanical properties of the mixture due to its electrophysical activation.

Подготовку заявляемой смеси для изготовления литейных форм и стержней осуществляют следующим образом. Навешивают расчетное количество раствора АБФК и порошкообразного периклазового отвердителя к нему, а также раствора карбоксиметилцеллюлозы и кварцевого песка. Затем готовят суспензию из раствора карбоксиметилцеллюлозы и периклазового порошкообразного отвердителя, заливают ее в кварцевый песок, например, марок 3К3О203 или 5К3О203 (ГОСТ 2138-91), предварительно перемешивают и обрабатывают в кипящем слое теплым воздухом с температурой 50…80°С. Подготовленный плакированный песок может храниться неограниченное время. По мере необходимости его засыпают в смесеприготовительное оборудование, например бегуны или шнековый смеситель, добавляют расчетное количество раствора АБФК, перемешивают ингредиенты и после удаления смеси из оборудования осуществляют изготовление стержней и форм в оснастке, например, путем уплотнения вибрацией.The preparation of the inventive mixture for the manufacture of foundry molds and cores is as follows. A calculated amount of a solution of ABFC and a powdered periclase hardener is attached to it, as well as a solution of carboxymethyl cellulose and silica sand. Then a suspension is prepared from a solution of carboxymethyl cellulose and a periclase powder hardener, it is poured into quartz sand, for example, grades 3K 3 O 2 03 or 5K 3 O 2 03 (GOST 2138-91), pre-mixed and treated in a fluidized bed with warm air with a temperature of 50 ... 80 ° C. Prepared clad sand can be stored indefinitely. As necessary, it is poured into the mixing equipment, for example, runners or a screw mixer, the calculated amount of ABFC solution is added, the ingredients are mixed, and after removing the mixture from the equipment, rods and molds are manufactured in a snap, for example, by vibration compaction.

Для дополнительного улучшения физико-механических свойств смеси при изготовлении особо сложных по конфигурации отливок может быть осуществлена обработка НЭМИ связующего раствора АБФК. Для этого в раствор АБФК погружают медный излучатель, подсоединенный к генератору НЭМИ с параметрами: 1 МВт в импульсе, напряженность поля 105-107 В/м, продолжительность одного импульса 10-9-10-10 с. Удельная импульсная мощность составляет 400…900 МВт/м3.To further improve the physicomechanical properties of the mixture in the manufacture of castings that are particularly complex in configuration, NEMI can process the ABFC binder solution. For this, a copper emitter connected to an NEMI generator with parameters: 1 MW per pulse, field strength 10 5 -10 7 V / m, duration of one pulse 10 -9 -10 -10 s is immersed in an ABFC solution. The specific impulse power is 400 ... 900 MW / m 3 .

Расширение диапазона значений по количеству раствора АБФК в смеси по сравнению с прототипом диктуется, с одной стороны, необходимостью ее упрочнения для изготовления крупногабаритных массивных отливок особо сложной конфигурации (верхний предел), с другой, возможностью уменьшения количества жидкой фазы в смеси при тех же свойствах за счет электрофизической обработки (эффект «разжижения») по экономическим соображениям для отливок неответственного назначения (нижний предел). В связи с расширением диапазона значений по раствору АБФК также изменяется интервал значений по периклазовому порошкообразному отвердителю.The expansion of the range of values for the amount of ABFC solution in the mixture compared to the prototype is dictated, on the one hand, by the need for its hardening for the manufacture of large-sized massive castings of a particularly complex configuration (upper limit), and on the other, the possibility of reducing the amount of the liquid phase in the mixture with the same properties for account of electrophysical processing (the effect of "dilution") for economic reasons for castings for non-essential purposes (lower limit). Due to the expansion of the range of values for ABFC solution, the range of values for periclase powder hardener also changes.

Содержание в предлагаемой смеси АБФК менее 2 мас.% отрицательно сказывается на прочности и осыпаемости готовых форм и стержней, а следовательно, приводит к снижению качества поверхности готовой отливки. Причиной этого является недостаток связующего материала в смеси. Напротив, содержание АБФК более 8 мас.% приводит к ухудшению выбиваемости, а также удорожанию смеси.The content in the proposed mixture ABFC less than 2 wt.% Adversely affects the strength and shedding of the finished molds and cores, and therefore leads to a decrease in the surface quality of the finished casting. The reason for this is the lack of binder material in the mixture. On the contrary, the content of ABFC more than 8 wt.% Leads to a deterioration in knockability, as well as an increase in the cost of the mixture.

Количество периклазового порошкообразного отвердителя в составе смеси 0,8…1,7 мас.% является оптимальным с позиций обеспечения требуемой продолжительности ее затвердевания и живучести. Содержание в смеси периклазового порошкообразного отвердителя менее 0,8 мас.% приводит к чрезмерному увеличению продолжительности затвердевания смеси. Содержание периклазового порошкообразного отвердителя более 1,7 мас.% вызывает существенное снижение живучести смеси.The amount of periclase powder hardener in the composition of the mixture of 0.8 ... 1.7 wt.% Is optimal from the standpoint of ensuring the required duration of its solidification and survivability. A content of periclase powder hardener in the mixture of less than 0.8 wt.% Leads to an excessive increase in the solidification time of the mixture. The content of periclase powder hardener of more than 1.7 wt.% Causes a significant decrease in the survivability of the mixture.

Раствор карбоксиметилцеллюлозы в предлагаемой смеси 1…3 мас.% обеспечивает высокую степень равномерности плакирования частиц кварцевого песка. Если его количество менее 1 мас.%, то не удается равномерно распределить и адгезировать частицы порошкообразного периклазового отвердителя на поверхности зерен песка. В результате - нестабильность свойств смеси и низкое качество отливок. Если количество карбоксиметилцеллюлозы более 3 мас.%, то наблюдается нежелательное комкование при подготовке кварцевого песка.A solution of carboxymethyl cellulose in the proposed mixture of 1 ... 3 wt.% Provides a high degree of uniformity of cladding of particles of silica sand. If its amount is less than 1 wt.%, Then it is not possible to evenly distribute and adhere the particles of powdered periclase hardener on the surface of sand grains. As a result, the instability of the properties of the mixture and the low quality of castings. If the amount of carboxymethyl cellulose is more than 3 wt.%, Then an undesirable clumping is observed during the preparation of quartz sand.

Обработка плакированного песка в кипящем слое с температурой 50…80°С ускоряет процесс его подготовки. Если температура менее 50°С, то не удается обеспечить существенного уменьшения продолжительности подготовки плакированного кварцевого песка. Если температура больше 80°С, то нарушается целостность плакирующего слоя на частицах кварцевого песка в результате его разрыхления из-за испарения влаги с высокой скоростью.Processing of clad sand in a fluidized bed with a temperature of 50 ... 80 ° C speeds up the process of its preparation. If the temperature is less than 50 ° C, then it is not possible to provide a significant reduction in the duration of preparation of clad quartz sand. If the temperature is more than 80 ° C, then the integrity of the cladding layer on the particles of quartz sand is broken as a result of its loosening due to evaporation of moisture at high speed.

Для изготовления особо сложных по конфигурации тонкорельефных отливок рекомендуется удельная импульсная мощность НЭМИ в пределах 400…900 МВт/м3 для обработки раствора АБФК с целью повышения когезионной прочности и текучести смеси. При удельной импульсной мощности НЭМИ менее 400 МВт/м3 не удается существенно повлиять на физико-механические свойства смеси, а при превышении уровня 900 МВт/м3 неоправданно возрастают энергетические затраты.For the manufacture of particularly complex configurations of high-relief castings, a specific pulsed power of NEMI in the range of 400 ... 900 MW / m 3 is recommended for processing the ABFC solution in order to increase the cohesive strength and fluidity of the mixture. When the specific pulsed power of the NEMI is less than 400 MW / m 3, it is not possible to significantly affect the physicomechanical properties of the mixture, and when the level of 900 MW / m 3 is exceeded, the energy costs unnecessarily increase.

Предлагаемые состав смеси для изготовления литейных форм и стержней и способ ее приготовления иллюстрируются следующими примерами.The proposed composition of the mixture for the manufacture of foundry molds and cores and the method of its preparation are illustrated by the following examples.

Пример 1. Готовят плакированный кварцевый песок марки 5К3О203 (ГОСТ 2138-91) с использованием раствора карбоксиметилцеллюлозы (ТУ 6-15-1077-92) и периклазового порошкообразного отвердителя марки (ТУ 2149-215-10964029-2004) в кипящем слое с продувкой теплым воздухом (температура 60°С). Затем вводят раствор АБФК (ТУ 113-08-606-87) в плакированный песок, перемешивают ингредиенты и изготавливают образцы форм с последующим их испытанием.Example 1. Prepare clad quartz sand grade 5K 3 O 2 03 (GOST 2138-91) using a solution of carboxymethyl cellulose (TU 6-15-1077-92) and periclase powder hardener brand (TU 2149-215-10964029-2004) in boiling a layer with a purge of warm air (temperature 60 ° C). Then the ABFC solution (TU 113-08-606-87) is introduced into the clad sand, the ingredients are mixed and samples of the molds are made, followed by their testing.

Параллельно для получения сравнительных данных осуществляют приготовление смеси согласно прототипу. Составы смесей приведены в табл.1.In parallel to obtain comparative data, the mixture is prepared according to the prototype. The compositions of the mixtures are given in table 1.

Таблица 1Table 1 Составы смесейMixtures Наименование ингредиентовName of ingredients Количество ингредиентов, мас.%, в смесяхThe number of ingredients, wt.%, In mixtures прототипprototype 1one 22 33 4four 55 Раствор АБФКABFC Solution 4four 22 55 88 55 55 Периклазовый порошкообразный отвердительPericlase Powder Hardener 1,51,5 1,21,2 1,21,2 1,21,2 0,80.8 1,71.7 Раствор карбоксиметилцеллюлозыCarboxymethyl cellulose solution -- 22 22 1one 22 33 Кварцевый песокQuartz sand ОстальноеRest ОстальноеRest

Результаты испытаний смесей приведены в табл.2. Номера составов смесей соответствуют приведенным в табл.1.The test results of the mixtures are given in table.2. The numbers of the mixtures correspond to those given in table 1.

Таблица 2table 2 Результаты испытаний смесейMixture Test Results ПоказателиIndicators Результаты испытаний смесей по составамTest results of mixtures by composition прототипprototype 1one 22 33 4four 55 1. Продолжительность затвердевания, мин1. The duration of solidification, min 30thirty 1010 15fifteen 20twenty 2222 1212 2. Живучесть, мин2. Vitality, min 66 20twenty 2525 30thirty 4040 2828 3. Прочность при разрыве, МПа:3. The tensile strength, MPa: а) через 1 час;a) after 1 hour; 0,150.15 0,150.15 0,450.45 0,470.47 0,410.41 0,380.38 б) через 24 часаb) after 24 hours 1,01,0 1,51,5 1,91.9 1,71.7 1,721.72 1,61,6 4. Выбиваемость (остаточная прочность), МПа4. Knockout (residual strength), MPa 0,200.20 0,080.08 0,090.09 0,120.12 0,100.10 0,090.09 5. Осыпаемость, %5. Shedding,% 0,060.06 0,040.04 0,010.01 0,0120.012 0,0190.019 0,010.01

Пример 2. Готовят аналогично примеру 1 смесь состава 2 (см. табл.1), показавшего наиболее рациональное сочетание служебных свойств (см. табл.2). При этом перед введением раствора АБФК осуществляют его обработку НЭМИ в течение 15 мин. Для этого в раствор вводится излучатель, подсоединенный к генератору НЭМИ (RU №2030097, МКИ Н03К 3/33, КЗ/45. Формирователь наносекундных электромагнитных импульсов. Белкин B.C., Шульженко Г.И. Заявл. 17.01.92). Влияние НЭМИ на свойства смеси представлено в табл.3.Example 2. Prepare analogously to example 1, a mixture of composition 2 (see table 1), which showed the most rational combination of service properties (see table 2). In this case, before the introduction of the ABFC solution, it is treated with NEMI for 15 minutes. To do this, an emitter connected to the NEMI generator (RU No. 2030097, MKI N03K 3/33, KZ / 45. Shaper of nanosecond electromagnetic pulses. Belkin B.C., Shulzhenko GI, application. January 17, 1992) is introduced into the solution. The influence of NEMI on the properties of the mixture are presented in table 3.

Таблица 3Table 3 Влияние обработки НЭМИ на свойства смесейThe effect of NEMI processing on the properties of mixtures ПоказателиIndicators Обработка НЭМИ с удельной импульсной мощностью, МВт/м3 Processing NEMI with specific pulse power, MW / m 3 400400 600600 900900 1. Продолжительность затвердевания, мин1. The duration of solidification, min 1212 99 88 2. Живучесть, мин2. Vitality, min 2626 2424 20twenty 3. Прочность при разрыве, МПа:3. The tensile strength, MPa: а) через 1 час;a) after 1 hour; 0,730.73 0,750.75 0,630.63 б) через 24 часаb) after 24 hours 2,62.6 2,82,8 2,32,3 4. Выбиваемость (остаточная прочность), МПа4. Knockout (residual strength), MPa 0,080.08 0,060.06 0,050.05 5. Осыпаемость, %5. Shedding,% 0,010.01 0,010.01 0,0120.012

Воздействие НЭМИ открывает возможность дополнительно улучшить физико-механические свойства смеси, в частности уменьшить продолжительность затвердевания смеси, существенно упрочнить ее при затвердевании с сохранением приемлемого диапазона значений улучшенных по сравнению с прототипом осыпаемости и выбиваемости литейных стержней и форм.The impact of NEMI opens up the possibility of further improving the physicomechanical properties of the mixture, in particular, reducing the duration of the solidification of the mixture, significantly strengthening it during solidification, while maintaining an acceptable range of values of casting cores and molds improved in comparison with the prototype crumbling and knockability.

В целом, результаты испытаний показывают, что по сравнению с прототипом заявленный состав смеси и способ ее приготовления позволяют ускорить цикл формообразования, повысить прочность форм и стержней более чем в 2 раза, в особенности на ранних этапах формообразования, практически исключить осыпаемость форм и стержней, облегчить выбиваемость отливок. Это позволило значительно улучшить качество поверхности сложнопрофильных, тонкорельефных отливок из черных и цветных сплавов.In general, the test results show that, in comparison with the prototype, the claimed composition of the mixture and the method of its preparation allow to accelerate the shaping cycle, increase the strength of molds and rods by more than 2 times, especially in the early stages of shaping, practically eliminate the crumbling of molds and rods, facilitate knockability of castings. This has significantly improved the surface quality of complex, thin-relief castings from ferrous and non-ferrous alloys.

Смесь и способ ее приготовления прошли промышленные испытания на ЗАО "Уральская бронза" (г.Челябинск) и ОАО «AЗ Урал» (г.Миасс). Учитывая улучшенный комплекс зафиксированных технологических свойств смеси, ее универсальный характер, заявленный состав смеси и способ ее приготовления могут быть использованы практически на любых отечественных предприятиях, применяющих ХТС.The mixture and the method of its preparation passed industrial tests at CJSC Ural Bronze (Chelyabinsk) and OJSC AZ Ural (Miass). Given the improved set of recorded technological properties of the mixture, its universal nature, the claimed composition of the mixture and the method of its preparation can be used in almost any domestic enterprises using CTS.

Claims (3)

1. Смесь для изготовления литейных форм и стержней, включающая раствор алюмоборфосфатного концентрата, периклазовый порошкообразный отвердитель и кварцевый песок, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит раствор карбоксиметилцеллюлозы при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
раствор алюмоборфосфатного концентрата 2-8 периклазовый порошкообразный отвердитель 0,8-1,7 раствор карбоксиметилцеллюлозы 1-3 кварцевый песок остальное
1. A mixture for the manufacture of foundry molds and cores, including a solution of aluminum phosphate concentrate, periclase powder hardener and quartz sand, characterized in that it additionally contains a solution of carboxymethyl cellulose in the following ratio of ingredients, wt.%:
solution of aluminoborphosphate concentrate 2-8 periclase powder hardener 0.8-1.7 carboxymethyl cellulose solution 1-3 quartz sand rest
2. Способ приготовления смеси для изготовления литейных форм и стержней, включающий введение в кварцевый песок раствора алюмоборфосфатного концентрата, отличающийся тем, что перед введением раствора алюмоборфосфатного концентрата осуществляют плакирование кварцевого песка предварительно подготовленной суспензией из раствора карбоксиметилцеллюлозы и периклазового порошкообразного отвердителя с последующей обработкой плакированного песка в кипящем слое теплым воздухом с температурой 50-80°С.2. A method of preparing a mixture for the manufacture of foundry molds and cores, comprising introducing a solution of aluminum phosphate concentrate into quartz sand, characterized in that prior to introducing a solution of aluminum phosphate concentrate, quartz sand is plated with a previously prepared suspension of a solution of carboxymethyl cellulose and periclase powder hardener followed by treatment of the clad sand fluidized bed with warm air with a temperature of 50-80 ° C. 3. Способ приготовления смеси для изготовления литейных форм и стержней по п.2, отличающийся тем, что перед введением раствора алюмоборфосфатного концентрата его обрабатывают наносекундными электромагнитными импульсами с удельной импульсной мощностью 400-900 МВт/м3. 3. The method of preparing the mixture for the manufacture of foundry molds and cores according to claim 2, characterized in that before the introduction of a solution of aluminum phosphate concentrate it is treated with nanosecond electromagnetic pulses with a specific pulse power of 400-900 MW / m 3 .
RU2011122902/02A 2011-06-06 2011-06-06 Mix for making casting moulds and cores and method of its production (versions) RU2469813C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011122902/02A RU2469813C1 (en) 2011-06-06 2011-06-06 Mix for making casting moulds and cores and method of its production (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011122902/02A RU2469813C1 (en) 2011-06-06 2011-06-06 Mix for making casting moulds and cores and method of its production (versions)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2469813C1 true RU2469813C1 (en) 2012-12-20

Family

ID=49256450

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011122902/02A RU2469813C1 (en) 2011-06-06 2011-06-06 Mix for making casting moulds and cores and method of its production (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2469813C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2760139C1 (en) * 2021-04-26 2021-11-22 Акционерное общество «ОДК-Авиадвигатель» Method for manufacturing ceramic rods in investment casting using self-hardening mixtures (options)
RU2760460C1 (en) * 2021-04-26 2021-11-25 Акционерное общество «ОДК-Авиадвигатель» Method for manufacturing of nonfired ceramic rods in castings using self-hardening mixtures (variants)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6061138A (en) * 1983-09-12 1985-04-08 Aisin Seiki Co Ltd Production of collapsible core
SU1766577A1 (en) * 1990-07-10 1992-10-07 Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола Method for preparation of granular materials for production of ceramic forms and rods
RU2281830C2 (en) * 2004-06-21 2006-08-20 Закрытое акционерное общество "ФК" Sand for making casting molds and cores
RU2385782C1 (en) * 2008-10-20 2010-04-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" Mix for manufacturing of shapes and rods in precision casting and method of its manufacturing

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6061138A (en) * 1983-09-12 1985-04-08 Aisin Seiki Co Ltd Production of collapsible core
SU1766577A1 (en) * 1990-07-10 1992-10-07 Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола Method for preparation of granular materials for production of ceramic forms and rods
RU2281830C2 (en) * 2004-06-21 2006-08-20 Закрытое акционерное общество "ФК" Sand for making casting molds and cores
RU2385782C1 (en) * 2008-10-20 2010-04-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" Mix for manufacturing of shapes and rods in precision casting and method of its manufacturing

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2760139C1 (en) * 2021-04-26 2021-11-22 Акционерное общество «ОДК-Авиадвигатель» Method for manufacturing ceramic rods in investment casting using self-hardening mixtures (options)
RU2760460C1 (en) * 2021-04-26 2021-11-25 Акционерное общество «ОДК-Авиадвигатель» Method for manufacturing of nonfired ceramic rods in castings using self-hardening mixtures (variants)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104107875B (en) A kind of furan resin self curing sand and preparation method thereof
JP6193884B2 (en) Coated sand, method for producing the same, and method for producing a mold
CN103302232A (en) Modified phosphate casting binder and preparation method and application thereof
RU2427442C1 (en) Method of adding modifier and alloying agents in cavityless casting
Ünlü et al. Development and evaluation of a new eco-friendly sodium silicate-based binder system
CN102179471B (en) Inorganic casting bonding agent based on phosphate
CN104428082A (en) Salt-based cores, method for production thereof and use thereof
RU2469813C1 (en) Mix for making casting moulds and cores and method of its production (versions)
Yadav et al. Effect of process parameters on mechanical properties of the investment castings produced by using expandable polystyrene pattern
CN102861870A (en) Sand mould and process for using sand mould to produce steel casting piece
RU2385782C1 (en) Mix for manufacturing of shapes and rods in precision casting and method of its manufacturing
RU2612864C1 (en) Surface alloying method for iron-carbon alloy castings
EP1752235B1 (en) Process for manufacture of core or mould
RU2383410C1 (en) Moulding filling sand with increased gas permeability for production of casts out of non-ferrous alloys
EP2204246B1 (en) Foundry core with improved gutting properties I
RU2612476C1 (en) Casts surface alloying method for iron-carbon alloys
RU2427441C1 (en) Fluid mix with increased thermochemical stability for pattern casting 3d moulds
CN111250647B (en) Binder for casting and application thereof
Xia et al. A new compound phosphate heat-cured foundry binder
RU2580584C1 (en) Method for surface alloying of iron-carbon alloy ingots
CN110614342B (en) Regenerative casting precoated sand using waste sand as raw material and preparation process thereof
RU2763701C1 (en) Method for making cores and molds
RU2214314C1 (en) Method for making cores and molds with use of gypsum binder at making castings of ferrous and non-ferrous alloys
RU2613244C1 (en) Manufacturing method of casts by gasified models
RU2576289C1 (en) Cold-hardening mix for production of moulds and cores

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130607