Суміш для виготовлення ливарних форм і стрижнів

Реферат: Суміш для виготовлення ливарних форм і стрижнів. Суміш містить, мас. %: вогнетривкий наповнювач 100, понад 100 %: зв'язувальну речовину у вигляді розчиненого в живичному скипидарі полістиролу 2-3 та вогнетривку глину 2-3. Винахід підвищує міцність ливарних форм і стрижнів. UA 102624 C2 (12) UA 102624 C2 UA 102624 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Винахід належить до ливарного виробництва і може бути використаний при приготуванні формувальних і стрижньових сумішей. Відомі суміші для виготовлення ливарних форм і стрижнів, що містять вогнетривкий наповнювач - кварцовий пісок і речовину, що пов'язує, у вигляді розчинених в живичному скипидарі відходів полістиролу [див. патент України № 77105, МПК В22с 9/10, опубл. в офіційн. бюл. "Промислова власність" 2006, № 10]. Маючи достатньо високу міцність на розрив в сухому стані (до 1,9 МПа), дані суміші практично не мають сирої міцності. Відомо, що, якщо міцність сумішей в сирому стані дуже низька - менше 0,01 МПа, то це вимагає застосування спеціального додаткового оснащення драйєрів для термічної обробки з метою отримання необхідної технологічної міцності, та оснащення для переміщення виготовленого виробу на драйєр і подальшого транспортування, що здорожує виробництво і збільшує технологічний цикл виготовлення виливків. Відомі суміші для виготовлення ливарних форм і стрижнів, що містять вогнетривкий наповнювач - кварцовий пісок, речовину, що пов'язує, у вигляді розчину полістиролу і бутилацетат з уайт-спіритом [див. А.С. СРСР № 271733, МПК В22с 1/16, опубл. в бюл. "Открытия, изобретения, промышленные образцы, товарные знаки" 1970, № 18]. Як і суміші з попереднього прикладу, дані суміші мають дуже низьку міцність в сирому стані. Найближчим аналогом винаходу запропонована суміш для виготовлення ливарних форм і стрижнів, що містить вогнетривкий наповнювач - кварцовий пісок і речовину, що пов'язує у вигляді розчинених в живичному скипидарі відходів полістиролу в перерахунку на кількість полістиролу від 2 до 3 %. У суміш додатково введено рідке скло в кількості 1,0-1,5 % [див. Шинський О.І., Дорошенко B.C., Стрюченко А.О. Піщані суміші на основі пінополістиролу для ливарних форм і стрижнів з підвищеною сирою міцністю на стискання. Литво-2008: Тез. доп. - К.: Редакція журналу "Процеси лиття", 2008. - С. 193-194]. Після набивання сумішшю до відкриття оснащення отриманий стрижень продувають протягом 1 хв. СО2. Після цього стрижень вільно вручну витягають з оснащення, що свідчить про його достатню сиру міцність. Недоліком даної суміші є необхідність виконання додаткової операції технологічного процесу виготовлення стрижнів - продування вуглекислим газом в стрижньовому ящику ущільненої суміші, і як наслідок - використання спеціального оснащення для цього. В основу винаходу поставлено задачу створення суміші для ливарних форм і стрижнів, для виготовлення якої не треба додаткових операцій, що надають їй міцності в сирому стані. Для вирішення поставленої задачі суміш для ливарних форм і стрижнів, що містить вогнетривкий наповнювач, речовину, що пов'язує, у вигляді розчиненого в живичному скипидарі полістиролу, відповідно до винаходу, додатково містить вогнетривку глину при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: вогнетривкий наповнювач 100, понад 100 %: розчин полістиролу в живичному скипидарі (в перерахунку на суху речовину) 2-3 вогнетривка глина 2-3. Введення в суміш вогнетривкої глини тільки в кількості 2-3 мас. % забезпечує міцність суміші в сирому стані більше 0,01 МПа без додаткових технологічних операцій; задача винаходу буде досягнута; при зменшенні вмісту вогнетривкої глини менше 2 мас. % міцність суміші в сирому стані буде менше 0,01 МПа, а при збільшенні вмісту вогнетривкої глини понад 3 мас. % забезпечується міцність суміші в сирому стані більше 0,01 МПа, але при цьому суттєво зменшиться газопроникність суміші і погіршає її вибиваність. Як вогнетривкий наповнювач сумішей для виготовлення ливарних форм і стрижнів при литті нелегованих або низьколегованих сталей, чавунів або кольорових сплавів використовують кварцовий пісок; при литті високолегованих сталей і чавунів - хромітовий пісок. Це обумовлено високою реакційною спроможністю оксиду кремнію по відношенню до легуючих домішок, особливо, до марганцю, нікелю тощо. У лабораторії кафедри технології і комп'ютеризації ливарного виробництва ПДТУ були проведені досліди, що підтвердили ефективність технічного рішення відповідно до даної корисної моделі. У лопатевий змішувач вводили сухі компоненти суміші - кварцовий пісок і порошкоподібну глину Часов-Ярського родовища. Кількість глини, що вводиться, в першому, другому і третьому дослідах (суміш № 1, № 2 і № 3) відповідало її оптимальним значенням (2,0; 2,5; 3,0 мас. %). У четвертому (суміш № 4) - менш оптимального значення - 1,0 мас. %. У п'ятому (суміш № 5) 1 UA 102624 C2 5 10 більше оптимального значення - 4,0 мас. %. Наступні досліди проводили з використанням хромітового піску як вогнетривкого наповнювача. Кількість глини, що вводиться, в шостому, сьомому і восьмому дослідах (суміш № 6, № 7 і № 8) відповідало її оптимальним значенням (2,0; 2,5; 3,0 мас. %). У дев'ятому (суміш № 9) - менш оптимального значення - 1,0 мас. %. У десятому (суміш № 10) - більше оптимального значення - 4,0 мас. %. Сухі компоненти перемішували протягом 5 хвилин. Не вимикаючи змішувач, вводили 40 % розчин полістиролу в живичному скипидарі. Кількість розчину відповідала 2,5 мас. % сухого полістиролу. Перемішували протягом 10 хвилин. З готової суміші на лабораторному копрі моделі 2М030 готували стандартні зразки для випробування суміші в сирому стані на універсальному приладі моделі 05070А. Таблиця Умови проведення і результати дослідів Вміст компонентів, мас. % Кварцовий пісок Хромітовий пісок Вогнетривка глина (понад 100 %) Рідке скло (понад 100 %) 40 % розчин полістиролу в скипидарі (понад 100 %, в перерахунку на суху речовину) Властивості сумішей Сира міцність на стиснення відразу після приготування, МПа Сира міцність на стиснення після продувки СO2 протягом 1 хв., МПа Суха міцність на розрив, МПа Газопроникність, умови, од. 15 20 Суміші для нелегованих і Суміші для Найбнизьколегованих чавунів, високолегованих чавунів і лижчий сталей та кольорових сталей аналог сплавів № 1 № 2 № 3 № 4 № 5 № 6 № 7 № 8 № 9 № 10 100 100 100 100 100 0 0 0 0 0 100 0 0 0 0 0 100 100 100 100 100 0 2,0 2,5 3,0 1,0 4,0 2,0 2,5 3,0 1,0 4,0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 0,012 0,013 0,015