SU1191167A1 - Смесь для изготовления -литейных стержней и форм и способ ее приготовления. . - Google Patents

Description

Изобретение относится к литейному производству, а именно к углеродистым материалам для изготовления форм и стержней методом горяче-, го прессования при литье титановых 5 сплавов и других химически .активных и тугоплавких металлов.

Цель изобретения - повышение качества стержней и форм за счет улучшения формуемости смеси при 10

горячем прессовании и снижение ее себестоимости.

Сущность изобретения заключается в следующем.

В состав смеси входит термореак- 15 тивный фенолформальдегидный олигомер, титановый порошок, порошок битуминизированного кокса и антифрикционная добавка в виде композиции на основе керосина с содержа- 20 нием .серебристого графита и модельной массы в виде парафина или стеарина. ·

Порошок кокса фракции 001-0315 ₂₅

предварительно битуминизируют путем смешивания его с расплавом битума, прокаливания в автогенерируемой атмосфере при 980-1100^бС в течение 1,0-3,5 ч и размола образующегося спека до фракций 01—063, с последующим последовательным перемешиванием его с титановым порошком в течение 4-6 мин, термореактивным фенолформальдегидным олигомером и антифрикционной добавкой упомянутого ³⁵ типа.

В качестве термореактивного фенолформальдегидного олигомера пред2

почтительно использовать пульвербакелит. ·

В качестве титанового порошка, повышающего инертность форм к расплаву тугоплавких металлов, в целях удешевления смеси предпочтительно использовать мелкие фракции (0,1-0,4) титановой губки.

В качестве коксового порошка могут использоваться молотые литейные или доменные .коксы.

Для приготовления антифрикционной добавки предпочтительно использовать отходы модельных масс марок ПС 50-50 или ПС 70-30.

В процессе приготовления битуминизированного кокса коксовый порошок смешивают .с расплавом битума при их предпочтительном массовом соотношении соответственно 1:(0,040-0,059).

Количество вводимого битума определяется объемом открытой пористости зерен коксовых порошков.

При массовой доле битума менее 1:0,040 не достигается необходимой полноты блокирования пор, - что сказывается в первую очередь на толщине слоя с повышенной микротвердостью на поверхности отливок. .

При увеличении содержания битума сверх массовой доли 1:0,059 наблюдается повышенная слипаемость зерен, что при прокалке приводит к спеканию всей садки порошка.

При содержании порошка битуминизированного кокса менее 72 мас.% не достигается требуемой термостойкости смеси, а при его содержании

3 11

свыше 82 маеД ухудшается формуемость смеси и снижается прочность,

стержней и форм.

Количество антифрикционной добавки менее 2,5Ζ по массе не обеспечивает приемлемой формуемости при горячем прессовании, превышение ее содержания более 10£ увеличивает усадку и снижает прочность форм. Содержание ингредиентов антифрикционной добавки найдено подбором , исходя из ее способности равномерно распределяться в объеме смеси и присутствовать в зонах трения перемещающихся при прессовании зерен.

Выбор фракций порошка кокса (001-0315) произведен с.учетом удобства его битуминизации и последующего спекания.

Выбор режимов прокаливания битуминизированного кокса (980—1ЮО^С, 1-3,5 ч) обусловлен необходимостью получения монолитного спеченного продукта с минимальной газотворной способностью.

Размол образующегося спека до фракций 01-063 обусловлен необходимостью получения стержней и форм с требуемой пористостью.

Продолжительность перемешивания битуминизированного коксового порошка с титановым порошком (4-6 мин) обусловлена необходимостью их равномерного распределения в составе смеси.

Готовую смесь используют для горячего прессования форм и стержней. Хранят смесь в полиэтиленовых мешках.

П р и м е р. Смесь готовили следующим способом. .

Размолотый и просеянный через сито 0315 кокс нагревали вместе с навеской битума до 200°С и смешивали. Плакированный порошок прокаливали в' контейнере в автогенерируемой атмосфере при 980-1100°С в течение 1-3,5 ч. К битуминизированному порошку добавляли навеску порошка титановой губки и перемешивали’

4-6 мин. После этого вводили пульвербакелит и продолжали перемешивание еще 20-30 с.

При операции прокалки в. автогенерируемой атмосфере битум теряет летучие вещества и коксуется. Образовавшаяся наружная коксовая оболочка блокирует включение минераль167 4

ных примесей в порах зерна исходного кокса. В.процессе перемешивания битуминизированного' порошка с титановой губкой, т.е. с металлическими частицами, происходит "окатывание" зерен кокса и уменьшение их угловатости.

Антифрикционную добавку готовили отдельно. В кипящей воде в сосуде нагревали керосин и растворяли в нем модельную массу ПС 50-50 или ПС 70-30, вытопленную из модельных блоков, затем при непрерывном перемешивании вводили серебристый графит. В смесь антифрикционную до-, бавку вводили в виде пасты порциями, перемешивая до равномерного распределения. При такой последовательности введения антифрикционная добавка оказывается на поверхности окатанных зерен и обеспечивает смазывающий эффект.

Размолом кусочков кокса при изготовлении порошка до фракции мельче 0315 достигали относительно большего вскрытия пор и блокирования их расплавом битума. Отсевом более крупной фракции размолотого спека (меньше 063) сохраняли блокированные битумом участки зерна от раздробления.

В табл. 1 приведены составы смесей . ·

Из указанных смесей приготовили плоские образцы 170-65-ТО мм прессованием верхней модельной плитой в оснастке, нагретой до 180°С. Образцы прокаливали по обычной технологии.

Свойства смесей 1-4 показаны в табл. 2.

Из данных табл. 2, что за счет введения антифрикционной добавки формуемость заметно улучшается, что способствует существенному повышению качества форм. Что. касается снижения общей прочности форм и некоторого повышения их усадки после прокаливания (по сравнению с прототипом) , то эти показатели остаются на достаточном для нормального осуществления технологии уровне и удовлетворяют требованиям производства.

Снижение себестоимости смеси достигается за счет использования относительно дешевых компонентов: литейного или доменного кокса, воз5

1191167 6

вратов модельных масс, отсевов тйтановой губки, стоимость которых значительно меньше стоимости ποροωδ

ков пековых коксов, графита, чистых стеарина и парафина, кондиционных титановых порошков.

Таблица 1

Содержание ингредиентов, мас.Х в смесях

Ингредиенты	-~--т	2	3	4 (по прототипу)
Порошок кокса, плакированный 5 мас.Х битума ...	81,95	79,45	74,45	-
Порошок неплакированного кокса '			-	84,5 ·
Титановая губка (порошок)	5,55	5,55	5,55	5,5
ПульвербакеЛит	10	10	10 .	10
Антифрикционная добавка	2,5	5	10	-

* Состав антифрикционной добавки, мас.Х: керосин 50, серебристый графит 20, вытопленная из модельных блоков масса на основе парафина или стеарина 30.

Таблица 2

Показатели

Смеси

4 (по прототипу)

Физико-механические свойства стержней й форм при горячем прессовании:

прочность на изгиб, МПа	2,8	2,0	1,45	4,6
усадка после прокалки, %	0,32	0,38	0,46	0,30
Характеристика	Качество	Качество	Качество	Кромки
формуемости смеси	кромок и	кромок	кромок	и углы не-
при горячем '	углов	и углов	и углов	пропрессо-
прессовании	удовлетво-	хорошее,	отличное,	вываются,
	рительное,	осыпае-	осыпае-.	имеет место
	осыпае-	мость	мость от-	осыпаемость
	мость от-	отсут-	сутствует
	сутствует	ствует

Claims (4)

1. Смесь для изготовления литейных стержней и форм преимущественно методом горячего прессования при литье титановых сплавов, включающая термореактивный фенолформальдегидный олигомер, порошок титана и углеродсодержащий огнеупорный материал; отличающаяся тем, что, с целью повышения качества форм за счет улучшения формуемости смеси при горячем прессовании и снижения ее себестоимости, смесь содержит в качестве углеродсодержащего огнеупорного материала порошок битуминизированного кокса и дополнительно содержит антифрикционную добавку в виде композиции на основе керосина, содержащей серебристый графит и модельную массу в виде парафина или стеарина, при следующем соотношении ингредиентов, Мас.%:

8-18

5,55-6,75

Термореактивный фенолоформальде гидный олигомер Порошок титана

Антифрикционная добавка упомянутого типа Порошок

битуминизированного кокса

2. Сме сь по п. 1,'

ю щ а я с я тем, что антифрикционная добавка имеет следующий состав, мае.

2,5-10,0

72-82

т л и ч аКеросин 40-60

Серебристый

графит 15-25

Модельная

масса в виде

парафина

или стеарина 25-32

3. Способ приготовления смеси для

изготовления литейных стержней и форм преимущественно методом горячего прессования при литье титановых сплавов, включающий перемешивание термореактивного фенолоформальдегидного олигомера, порошка титана и углеродсодержащего огнеупорного материала, отличающийся тем, что, с целью повышения качества стержней и форм за счет улучшения формуемости смеси при горячем прессовании и снижения ее себестоимости, в качестве углеродсодержащего огнеупорного материала используют порошок кокса фракции 001-0315, который

1191167

предварительно бутиминизируют путем смешивания его с расплавом битума, прокаливания в автогенерируемойатмосфере при 980-1100^еС в течение 1-3,5 ч и размола образующегося спека до фракций 01-063, с последующим последовательным перемешиванием его с порошком титана в течение

4-6 мин, термореактивным фенолформальдегидные олигомером и антифрикционной добавкой следующего состава, мас.Х:

Керосин ' 40-60

Серебристый

графит 15-25

Модельная

масса в виде

парафина

или стеарина 25-32

1