Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
САМОТВЕРДЕЮЩАЯ СМЕСЬ
САМОТВЕРДЕЮЩАЯ СМЕСЬ

САМОТВЕРДЕЮЩАЯ СМЕСЬ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в литейном производстве для изготовления литейных форм и стержней. Сущность изобретения: смесь содержит огнеупорный наполнитель, материал на основе оксида магния, соль металла и воду, в качестве материала на основе оксида магния используется частично обожженный мелкодисперсный магнезит при следующем соотношении ингредиентов, мас. ч: огнеупорный наполнитель 50,0 . . . 99,0; частично обожженный мелкодисперсный магнезит 1,0 . . . 50,0; вода 2,0 . . . 35,0. В качестве частично обожженного магнезита она содержит порошкообразный материал (Sуд>150 м2/кг), включающий в свой состав оксид магния (MgO) 75,0 . . . 87,0 мас. ч, а также углекислый магний (MgCO3) 2,0 . . . 30,0 мас. ч. Смесь дополнительно содержит 0,1 . . . 15,0 мас. ч. соль серной или соляной кислот одно- и/или двух-, трех- валентного металла. 1 з. п. ф-лы, 2 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2008997
Класс(ы) патента: B22C1/18
Номер заявки: 5029248/02
Дата подачи заявки: 22.11.1991
Дата публикации: 15.03.1994
Заявитель(и): Научно-производственное объединение по технологии машиностроения "ЦНИИТМАШ"
Автор(ы): Ренжин И.П.; Игнаткина О.И.; Бекназаров А.Б.; Перцовский В.Н.; Колесников В.С.; Медведев Л.И.; Пичинкин Д.И.
Патентообладатель(и): Игнаткина Ольга Ивановна
Описание изобретения: Изобретение относится к литейному производству, а именно к самотвердеющим смесям для изготовления литейных форм и стержней.
Известно магнезиальное связующее - магний-оксихлоридный цемент, названный по имени его изобретателя цементом Сореля. Цемент Сореля приготавливается путем перемешивания порошкообразного оксида магния с концентрированными растворами хлорида магния; цемент нашел распространение главным образом в производстве строительных и огнеупорных материалов.
Известно связующее для формовочных и стержневых масс, состоящее из хлористого магния или другой хлористой соли и обожженного магнезита. В качестве последнего применен так называемый металлургический магнезит, т. е. обожженный при 1500оС магнезитовый порошок.
Недостатком этой связующей композиции является медленное затвердевание при обычных температурах. Затвердевает указанное связующее только в случае нагрева, поэтому смесь для изготовления литейных форм и стержней на основе указанного связующего не является самотвердеющей.
Наиболее близкой к заявляемой по технической сущности и достигаемым результатам является самотвердеющая смесь для изготовления литейных форм и стержней, содержащая огнеупорный наполнитель, мас. % : (кварцевый песок, хромомагнезит, хромит и др. ) 65-97; окись магния 1. . . 15; сульфат магния 0,5-5; вода 1,5-15.
К недостаткам этой смеси следует отнести медленное твердение на воздухе и невысокие противопригарные свойства.
Самотвердеющая смесь по изобретению для изготовления литейных форм и стержней с магнезиальным связующим содержит, мас. ч:
Огнеупорный напол- нитель 50,0. . . 99,0
Частично обожженный
мелкодисперсный маг-
незит с удельной по-
верхностью >150 м2/кг,
содержащий оксид маг-
ния 75,0. . . 87,0 мас. ч. и
углекислый магний 2,0. . . 30,0 мас. ч. 1,0. . . 50,0 Вода 2,0. . . 35,0
Кроме того, самотвердеющая смесь для ускорения затвердевания дополнительно содержит 0,1. . . 15,0 мас. ч соли серной или соляной кислот одно- и/или двух-трехвалентных металлов.
Содержание в составе смеси частично обожженного мелкодисперсного магнезита в количестве менее 1,0 мас. ч не приводит к повышению противопригарных свойств смеси, а введение его в количестве, большем 50,0 мас. ч. , существенно снижает газопроницаемость смеси и затрудняет выбиваемость форм и стержней.
Жидкой фазой в составах самотвердеющих смесей служат вода и водные растворы солей металлов. Из последних используются соли одно- и/или двух-, трехвалентных металлов, в основном хлориды и сульфаты, такие как хлорид калия (КСl), хлорид натрия (NaCl), хлористый магний (МgCl2), хлористый кальций (CaCl2), хлористое железо (FeCl2), хлористый цинк (ZnCl2), хлорное железо (FeCl3), хлористый алюминий (AlCl3), сульфат натрия (Na2SO4), сульфат меди (CuSO4), сернокислый магний (MgSO4), cернокислый алюминий (Al2(SO4)3 и другие, а также природные соединения бишофит (MgCl2x6H2O) и карналлит (KMgCl3x3H2O).
Менее 2,0 мас. ч. воды не дает равномерного распределения жидкой фазы по частицам мелкодисперсного магнезита и не обеспечивает смачивания зерен огнеупорного наполнителя. Более 35,0 мас. ч. воды приводит к резкому замедлению твердения самотвердеющих смесей на начальных стадиях, повышает влажность смеси, что потребует дополнительной тепловой сушки.
Интервал содержания соли одно-, и/или двух-, трехвалентного металла - 0,1. . . 15,0 мас. ч. Содержание соли более 15,0 мас. ч. способствует росту конечной прочности смесей, но при этом наблюдается "высаливание" избыточной соли. Введение в состав смеси соли в количестве менее 0,1 мас. ч. не дает эффекта ускорения твердения.
В качестве огнеупорного наполнителя может использоваться любой огнеупорный материал, применяемый в литейном производстве, например кварцевый песок.
Смеси готовят следующим образом.
Огнеупорный наполнитель перемешивают в лабораторном лопастном смесителе периодического действия с частично обожженным мелкодисперсным магнезитом. Время перемешивания 1,0-2,0 мин. Далее вводят воду и/или водные растворы солей одно- и/или двух-, трехвалентного металла. Продолжают перемешивание в течение 1,0 мин.
Из полученной смеси известными способами набивали стандартные образцы диаметром и высотой 50 мм для определения технологических свойств: прочности на сжатие, остаточной прочности. По величине остаточной прочности образцов, нагретых до различных температур и охлажденных затем до комнатной температуры оценивали выбиваемость смесей.
Составы смесей представлены в табл. 1, их свойства - в табл. 2.
Из результатов испытаний следует, что противопригарная легковыбиваемая самотвердеющая смесь с магнезиальным связующим отличается повышенными противопригарными свойствами, хорошей выбиваемостью.
Смесь также испытывалась в сталефасонном цехе ПО "Уралмаш" при изготовлении стальных отливок массой 0,3-30,0 т. из углеродистой и марганцовистой стали 110Г13Л с толщиной стенки 30-200 мм. Из смесей изготавливались внутренние стержни. Одновременно испытывались известные смеси.
Испытания показали, что предложенная смесь с магнезиальными связующими отличается повышенными противопригарными свойствами в сравнении с пластичными смесями на основе жидкого стекла, холоднотвердеющими смесями на основе синтетических смол, самотвердеющими смесями с жидким стеклом, а также самотвердеющими смесями для литейных форм и стержней, содержащими окись магния и сульфат магния (прототип). Кроме того, смесь отличается хорошей выбиваемостью, основная масса смеси удаляется на выбивных решетках.
Повышение противопригарных свойств может быть связано с использованием частично обожженного мелкодисперсного магнезита, включающего в свой состав не только высокоогнеупорный тугоплавкий материал - оксид магния (температура плавления 2800оС), но и углекислый магний, разлагающийся по мере прогрева смеси при заливке металла с выделением углекислого газа и образованием MgO, обладающего свежеобразованной высокоактивной поверхностью, что, по-видимому, способствует усилению процессов растворения огнеупорного материала в продуктах окисления стали, приводит к снижению скорости окислительного процесса и предотвращаем образование пригара на поверхности.
Предпочтительнее в качестве ускорителей затвердевания смеси использовать хлориды, которые в отличие от сернокислых соединений обладают более высокими противопригарными свойствами и обеспечивают лучшую поверхность. Применение в качестве ускорителя затвердевания в прототипе только MgSO4 снижает противопригарные свойства смеси.
Сочетание оксида магния и углекислого магния в частично обожженном мелкодисперсном магнезите, а также продукты химического взаимодействия между оксидом магния и жидкой фазой (водой и/или водным раствором соли одно- и/или двух-, трехвалентного металла) - гидрат оксида магния и гидратированные оксисоли магния, очевидно, оказывают благоприятное влияние на выбиваемость. Разложение MgCO3 при температурах прогрева смеси более 400оС способствует значительному облегчению выбиваемости смеси из отливок. Начиная с температуры прогрева 300оС, происходит резкое снижение остаточной прочности предлагаемой самотвердеющей смеси практически до полного разупрочнения в температурном интервале 600-1000оС (табл. 2).
Противопригарная легковыбиваемая самотвердеющая смесь с магнезиальными связующими рекомендуется в первую очередь для изготовления стержней и форм крупных стальных и чугунных отливок. (56) Авторское свидетельство СССР N 73444, кл. В 22 С 1/18, 1946.
Авторское свидетельство ЧССР N 246936, кл. В 22 С 1/18, 1987.
Формула изобретения: 1. САМОТВЕРДЕЮЩАЯ СМЕСЬ для изготовления литейных форм и стержней, включающая огнеупорный наполнитель, материал на основе оксида магния, воду, отличающаяся тем, что в качестве материала на основе оксида магния она содержит частично обожженный мелкодисперсный магнезит с удельной поверхностью больше 150 м2/кг, содержащий оксид магния 75,0 - 87,0 мас. ч. и углекислый магний 2,0 - 30,0 мас. ч. при следующем соотношении компонентов, мас. ч. :
Огнеупорный наполнитель 50 - 99
Частично обожженный мелкодисперсный магнезит 1 - 50
Вода 2 - 35
2. Смесь по п. 1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит 0,1 - 15,0 мас. ч. соли серной или соляной кислот одно- и/или двух-, трехвалентных металлов.