SU757244A1 - Жидкоподвижная смесь холодного отверждения для литейных форм и стержней 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к литейному производству, в частности к изготовлению стержней и форм из жидкоподвижных холоднотвердеющих (ЖСС) смесей в серийном, мелкосерийном и индивидуальном производстве отливок из чугуна, стали и цветных сплавов.

В литейном производстве известно изготовление стержней и форм из холоднотвердеющих смесей на основе цемента в сочетании с меляссой, которые могут быть перезедены в жидкоподвижное состояние введением небольшого количества поверхностно-активного вещества (ПАВ) [1].

Недостатками этих смесей являются медленная скорость твердения их в оснастке без свободного доступа воздуха и неравномерность затвердевания по объему (твердение происходит от поверхности к центру), что значительно снижает производительность труда и ухудшает качество стержней (форм) и отливок.

Известно применение в составе уплотняемых холоднотвердеющих смесей сочетания мелиссы с водорастворимыми соединениями шестивалентного хрома, используемых в качестве отвердителя [2].

2

Такие смеси интенсивно отверждаются в оснастке и обеспечивают получение качественных отливок с толщиной стенки до 40 мм, однако из-за недостаточной термостойкости они также не могут быть использованы ₅ при изготовлении крупного толстостенного литья. Кроме того повышенный расход соединений шестивалентного хрома в составе смеси (0.5—10%) ухудшает санитарно-гигиенические условия труда работающих.

¹⁰ Наиболее близкой к заявляемой по.технической сущности и достигаемому результату при ее использовании является жидкоподвижная цементно-мелассная смесь, выравнивание скорости схватывания которой

₁₅ по объему при одновременном ускорении процесса твердения происходит при введении добавки полифосфата натрия [3].

Недостатком данной смеси является малая термостойкость для изготовления крупного и тяжелого литья с толщиной стенки

20 более 50 мм.

Цель изобретения — повышение скорости твердения смесей и термостойкости, что

значительно улучшает качество отливок и

возможную область использования смесей.

3

757244

4

Указанная цель достигается тем, что жидкоподвижная смесь холодного отверждения для литейных форм и стержней, включающая кварцевый песок, цемент, мелассу, ПАВ, воду и активатор, в качестве активатора содержит водорастворимые соединения шестивалентного хрома при следующем соотношении ингредиентов, вес. %:

Цемент 4—10

Меласса 2—4

Водорастворимые соединения шестивалентного хрома 0,1-0,4

Поверхностно-активное вещество 0,1—0,4

Вода 2—3,5

Песок кварцевый Остальное

В качестве водорастворимых соединений

шестивалентного хрома могут быть использованы бихроматы калия или натрия, хромовый ангидрид и др., вводимые преимущественно в виде концентрированных водных растворов.

В составе смеси ускоренное объемное затвердевание обеспечивается комплексным трехсторонним взаимодействием составляющих — цемента, мелассы и соединений шесгивалентного хрома. Одновременно в объеме смеси при затвердевании протекают сложные процессы взаимодействия между цементом, мелассой и соединениями шестивалентного хрома, соединениями шестивалентного хрома и цементом, цементом и водной смесью, что приводит к ускоренному объемному затвердеванию смеси. Независимо от объема (массы) стержня его извлечение из стер жневого ящика может быть осуществлено через 15—30 мин после изготовления.

С другой стороны, образующиеся в результате этого сложного взаимодействия όριό гано-минеральные и полимерные нерастворимые комплексные соединения (на базе монои полисахаратов, коагулированных гидросиликатов, гидроалюминатов, гидрохроматов кальция различной степени замещенности и других соединений) обеспечивают значи¹⁵ тельное увеличение термостойкости смеси, что позволяет с ее использованием получать качественные отливки весом до 70 т с толщиной стенки до 200 мм.

Смесь по изобретению на основе компо25 зиции меласса — водорастворимые соединения шестивалентного хрома может быть осуществлена в уплотненном варианте. При этом из состава смеси исключается ПАВ составами и свойствами. Изобретение иллюстрируется составами и свойствами, которые

²⁵ приведены в табл. 1 и 2

Таблица 1

Компоненты	1	Составы	смесей,	вес.	О. о
2	1 з	1 4	5	1 6 |	7	8	1 9
Цемент	8	8	8	8	8	8	8	8	6
Меласса	3	3	3	3	3	3	3	3	3,5
Бихромат калия	0,05	0,1	0,3	0,4	-	-	-	-	0,3
Бихромат натрия	-	-	-	-	0,1	-	-	-	-
Хромовый ангидрид	-	-	-	-	-	-	-	0,2	-
ПАВ	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	-
Вода	3	3	3	3	3	3	3	3	1,0
Полифосфат натрия	-	-	-	-	-	-	0,4	-	-
Песок кварцевый	85,75	85,7	85,5	85,4	85,7	85,8	85,4	85,6	89,2

757244

Таблица 2

Физикомеханические и технологические свойства смеси

Составы смесей

Текучесть, мм 3 60

Живучесть,

мин 12-15

Предел прочности при сжатии,кг/см кг/см, после выдержки образцов в оснастке в течение :

30 мин 0,15

1ч 0,7

2 ч 2,0

24 ч 7,0

Остаточная прочность при растяжении образцов, прокаленных при Т 800°С 5 мин, кг кг/см*-

2	3	4	5	6	7	8	9
350	345	335	350	365	345	350	-
8-10	10-12	10-12	5-8	15	12-13 13-	14 20
1,0	Х,2	1,5	1,6	0,1	1,0	2,0	1,5-2,0
3,5	4,0	4,5	5,0	0,3	3,0	5,5	5,0-6,0
7,0	7,5	8,0	8,2	0,5	7,0	9,0	8-10
8,5	9,5	10,0	10,0	1,0	9,5	12,0	10-12
	0,5				1,5

Свойства смесей определяют по известным, принятым для ЖСС методикам.

Термостойкость смесей характеризуется остаточной прочностью при растяжении образцов («восьмерок»), прокаленных в муфельной печи при температуре 800°С в течение 5 мин.

Оптимальное содержание в смеси водорастворимых соединений шестивалентного хрома 0,1—0,4% (составы 3—5,8). Меньшее их содержание дает малую скорость твердения смеси (состав 1), большее — ухудшает санитарно-гигиенические условия работы со смесями, значительно не сказываясь на дальнейшем ускорении процесса твердения смеси.

Свойства смеси с добавкой хромового ангидрида в качестве водорастворимого соединения шестивалентного хрома (состав 8)сравнимы со свойствами смесей с добавкой

бихромата калия или бихромата натрия при большей активности хромового ангидрида.

Скорость твердения составов смесей (составы 3—5) сравнима со скоростью твердения известного состава смеси с добавкой полифосфата натрия (состав 7) и значительно выше скорости твердения цементномелассной смеси без добавок (состав 6), термостойкость смеси по изобретению более чем в 3 раза превышает термостойкость известной.

Смесь в соответствии с изобретением обладает повышенной скоростью твердения и термостойкостью, что позволяет значительно улучшить качество отливок я расширить область применения смеси для изготовления отливок весом до 70 т с помощью стенок до 200 мм.

757244

Claims (3)

1. Формула изобретения

   1. Жидкоподвижная смесь холодного отверждения для литейных форм и стержней, включающая кварцевый песок, цемент, меляссу, поверхностно-активное вещество, воду и активатор, отличающаяся тем, что, с целью повышения скорости твердения и термостойкости, в качестве активатора она содержит водорастворимые соединения шестивалентного хрома при следующем соотношении ингредиентов, вес. %:

   Цемент

   Меласса

   Водорастворимые соединения шестивалентного хрома

   Поверхностно-активное вещество Вода

   Песок кварцевый

   10

   4—10
2. 2—4

   0,1-0,4

   0,1-0,4

   2—3,5

   Остальное

   8

   2. Смесь по π. 1, отличающаяся тем, что в качестве водорастворимого соединения шестивалентного хрома используется бихромат калия или бихромат натрия.
3. 3. Смесь по π. 1, отличающаяся тем, что в качестве водорастворимого соединения шестивалентного хрома используется хромовый ангидрид.