Реферат: Анализ методов сокращения пригара на стальном литье

Это позволяет считать, что формовочные смеси с окислительными добавками

обладают такими технологическими свойствами в исходном состоянии, которые применимы для производственных условий.

Промышленные испытания на Челябинском механическом заводе. Опыты проводились на отливках из стали 20Л, весом 30 кг, с толщиной стенки 20-35 мм. Сталь заливали из стопорного ковша при температуре 1460-1500°
С. На отливке, изготовленной из цеховой смеси, образовался сильный пригар.

Составы испытанных облицовочных смесей готовились преимущественно на басьяновском песке, а также на кичигинском и нижнеувельском песках. В качестве связующего использовались бентониты, нижнеувельская огнеупорная глина и каолин (табл.20).

Таблица 20

Химические составы связующих материалов и глинистых составляющих песков, %

Материал	SiO2	Fe2O3	FeO	Al2O3	CaO	MgO	Na2O + К2O
Нижнеувельская огнеупорная глина Биклянскин бентонит Огланлинский бентонит  Каолин Глинистая составляющая кичигинского песка То же, нижнеувельского песка То же, басьяновского песка	53,60 54,60 69,71 46,46 50,19 63,62 49,22	2,23 6,25 1,17 0,78 2,38 2,45 11,95	0,21 0,53 0,21 - 0,32 0,25 0,56	27,94 20,08 11,58 38,80 27,07 23,29 15,84	0,34 1,20 1,86 0,56 0,45 0,77 1,84	0,64 2.15 2,12 - 0,60 0,62 1,70	0,80 2,18 2,86 - 1,69 1,88 3,13

Анализ приведенных в таблице данных показывает, что химический состав материалов изменяется в довольно широких пределах. Содержание Fe2Oз и окислов щелочных металлов в биклянском бентоните и глинистой составляющей басьяновского песка высокое, что способствует образованию легкоплавких силикатов. Учитывая их более высокую окислительную способность и благоприятные условия образования легкоплавких составляющих, применение этих материалов наиболее целесообразно.

Полученные данные показывают, что применение песчано-бентонитовых смесей несколько улучшает чистоту поверхности стальных отливок, по сравнению с цеховой смесью, однако пригар полностью не устраняется. Производственные испытания свидетельствуют, что введение в формовочную смесь (песчано-глинистую или песчано-бентонитовую) окислительных добавок определенного состава заметно улучшает чистоту поверхности стальных отливок. Лучшие результаты показали смеси со следующими окислительными добавками: 1% Fe2(SO4)3; 0,8-0,9% Аl(SO4)з; 0,8-1% FeSO4; 2% МnO2+0,66% Na2SO4;   0,25% VOSO4;   0,7% Na2B4O7+0,35% Fe2O3, 1% Na2SO4+0,35% Fе2Оз. Однако стабильно хорошие результаты показали облицовочные смеси с 1% сульфата натрия и 0,3% гематита (табл.19). Указанные окислительные добавки вводились в смеси на басьяновском, кичигинском и нижнеувельском песках с применением различных связующих: бентонитов, огнеупорной глины и каолина. Опыты показали, что добавки 1% сульфата натрия и 0,35% гематита обеспечивают образование легкоотделимото пригара как при использовании в смесях мелкого К016, так и крупного К0315 песков. Это дает основание считать, что при введении в смесь окислительных добавок определенного состава расширяются возможности применения песков различных марок. Таково немаловажное преимущество смесей с окислительными добавками, позволяющими использовать местные пески с безусловным экономическим эффектом. Однако применение мелких песков, способствующих уменьшению глубины и толщины прожилок металла, создает условия для более быстрого их окисления и поэтому более целесообразно, с точки зрения снижения пригара.

Кроме того, опыты показали, что вид связующего при использовании эффективных окислительных добавок не является главным фактором, определяющим чистоту поверхности отливок. Чистые отливки были получены как при использовании в качестве связующего бентонитов, так глины и каолина. Вместе с тем уменьшение количества связующего в смеси само по себе способствует образованию более качественной поверхности. Поэтому бентонитам, безусловно, необходимо отдать предпочтение.

Необходимо отметить, что в случае попадания в облицовочную смесь с окислительными добавками углеродистых материалов (например, не удален с поверхности графит) наблюдалось сильное увеличение пригара. Этот факт свидетельствует о недопустимости загрязнения окислительной смеси мазутом, графитом, смолой и т. д. На основании проведенной работы в цехе Челябинского механического завода был отработан и рекомендован для широкого опробования следующий состав облицовочной смеси:

1. Песок КО 16                 - 100%

2. Биклянский бентонит         - 10%

(или огнеупорная глина)      - 18%

3. Водный раствор сульфата натрия (в пересчете на сухой материал)     -   1 %

4. Гематит                      -0,35%

Промышленные испытания на Челябинском тракторном заводе им. В. И. Ленина

Испытания подтвердили ранее проведенные исследования о значительном улучшении чистоты поверхности стальных отливок, изготовленных в формовочных смесях с окислительными добавками. Вместо химически чистого гематита опробовали гематитовую руду. В опытах применялся химически чистый сульфат натрия.

После выбивки, ломки прибылей и литниковой системы беспригарная площадь в %:

1. Верхняя часть отливок,            - 40-50

опытные нижняя часть отливок  - 20-40

2. Верхняя часть отливок,            - 10-20

рядовые нижняя часть отливок     - 0-10

На опытных отливках пригарная корка во время обрубки легко отделялась. После дробеочистки ступица была на 85-95% чистой от пригара, тогда как у рядовых отливок на 85-100% покрыта трудноотделимым слоем пригара.

Положительные результаты опытов дали возможность перейти к более широким испытаниям новой облицовочной смеси с окислительными добавками технического сульфата натрия, с содержанием Na2SО4 = 98,8% и молотой гематитовой рудой следующего химического состава: Fе2Оз = 86,7%, SiО2 =5,48%, р== 0,025%.

Наряду с этим были проведены лабораторные опыты для определения возможности уменьшения количества сульфата натрия в облицовочной смеси. Опыты на отливках из стали 20-35Л показали, что снижение содержания сульфата натрия до 0,5-0,7% положительно сказывается на чистоте поверхности стальных отливок. Дальнейшее уменьшение количества Na2SО4 заметно увеличивает пригар, что объясняется повышением температуры плавления силиката, увеличением вязкости и снижением его реакционной способности.

Полученные результаты позволили рекомендовать для длительного опробования в условиях конвейерного производства стальных отливок следующий состав облицовочной смеси  в %

1. Песок кичигинский К0315- 100 (или соотношение песков К0315 : К01 =2:1)

2. Нижнеувельская огнеупорная глина - 18-20

3. Сульфат натрия технический       - 0,5-0,7 ГОСТ 1363-47 (в растворе)

4. Гематитовая руда молотая         - 0,4-0,5 ТУ АК-477

 

Таким образом, при вводе в формовочную смесь окислительных добавок происходит окисление проникших прожилок металла и за счет этого образуются рыхлые окислы позволяющие получить легкоотделимый пригар. При этом происходит прямая потеря металла за счет его окисления. Следовательно, окислительные добавки будут эффективны для крупных стальных отливок.

3.8. Применение противопригарных красок.

К радикальным мерам борьбы с пригаром можно отнести нанесение на поверхность формы краски, паст и натирок[11,13,10,1]. Высокоогнеупорные порошки, нанесенные на поверхность в виде красок или паст, изолируют зерна кварцевого песка от контакта с залитым металлом и не допускают проникновения его в поры формы. Этим предотвращается химическое взаимодействие кварца с окислами железа и образование пригара. Важным критерием свойств противопригарных материалов является степень их смачивания жидким металлом и его окислами.

Для предотвращения пригара зерновую основу покрытий выбирают такой, чтобы она не смачивалась жидким металлом и, по возможности, его окислами. Она должна соответствовать заливаемому сплаву и материалу формы; основные окислы сплава нельзя сочетать с кислой зерновой основой покрытия и наоборот. Недопустимо применение в составе краски двух наполнителей, которые могут вступать между собой в химическое взаимодействие. Огнеупорность наполнителя краски должна быть выше температуры заливаемого сплава. Поэтому многие производства применяют краски из высокоогнеупорных материалов, несмотря на их дороговизну, так как повышенные расходы на приготовление высококачественных покрытий окупаются за счет повышения товарного вида отливок и снижения затрат на их очистку.  

К связующим предъявляются следующие требования: максимальное сохранение прочности при высоких температурах заливки (термостойкость); тер-мопластичность при температурах просушки и заливки форм; чтобы предотвратить отслаивание и растрескивание покрытия; минимальная газотворность.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16