[go: up one dir, main page]

RU2238168C1 - Additive for molding sands - Google Patents

Additive for molding sands Download PDF

Info

Publication number
RU2238168C1
RU2238168C1 RU2003110228/02A RU2003110228A RU2238168C1 RU 2238168 C1 RU2238168 C1 RU 2238168C1 RU 2003110228/02 A RU2003110228/02 A RU 2003110228/02A RU 2003110228 A RU2003110228 A RU 2003110228A RU 2238168 C1 RU2238168 C1 RU 2238168C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
additive
sulfate
magnesium
aluminum
urea
Prior art date
Application number
RU2003110228/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003110228A (en
Inventor
Е.Н. Каблов (RU)
Е.Н. Каблов
В.В. Степанов (RU)
В.В. Степанов
И.Ю. Мухина (RU)
И.Ю. Мухина
З.П. Уриди (RU)
З.П. Уридия
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов"
Priority to RU2003110228/02A priority Critical patent/RU2238168C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2238168C1 publication Critical patent/RU2238168C1/en
Publication of RU2003110228A publication Critical patent/RU2003110228A/en

Links

Landscapes

  • Mold Materials And Core Materials (AREA)

Abstract

FIELD: foundry, namely casting of magnesium alloys to sand molds.
SUBSTANCE: additive for molding sands contains boric acid, 14 - 20 mass %; aluminum fluoride, 8 - 18 mass % and urea, the balance. Additive may contain in addition manganese carbonate, magnesium carbonate, copper sulfate, ammonium sulfate, aluminum sulfate or magnesium sulfate in quantity 4 - 8 mass %.
EFFECT: improved protection of magnesium alloys against oxidation and pickup, enhanced sanitary condition at operation.
2 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к литейному производству, а именно к защитной присадке для формовочных смесей, используемых при фасонном литье магниевых сплавов в песчаные формы.The invention relates to foundry, and in particular to a protective additive for molding mixtures used in shaped casting of magnesium alloys in sand forms.

Известные типовые составы формовочных смесей для фасонного литья магниевых сплавов включают песок различных марок, бентонит и защитную присадку.Known typical formulations of molding compounds for shaped casting of magnesium alloys include sand of various grades, bentonite and a protective additive.

Формовочные песчаные смеси служат для наполнения литейных форм, которые заливаются жидкими магниевыми сплавами. Заливаемый в литейную форму жидкий магниевый сплав в воздушной среде полости формы окисляется и поэтому для защиты жидкого магниевого сплава от окисления в формовочную смесь добавляют защитную присадку, которая защищает жидкий металл в литейной форме от окисления и этим предотвращает образование окисных дефектов на поверхности затвердевшей отливки (детали) и пригара.Molding sand mixtures serve to fill foundry molds that are filled with liquid magnesium alloys. The molten liquid magnesium alloy poured into the mold in the air of the mold cavity is oxidized and therefore, to protect the liquid magnesium alloy from oxidation, a protective additive is added to the molding mixture, which protects the molten metal in the mold from oxidation and thereby prevents the formation of oxide defects on the surface of the hardened casting (details ) and burnout.

Принцип защитного действия присадок основан на термическом разложении, гидролизе ее компонентов, образования нейтральных к расплаву магниевых сплавов газов и частичного взаимодействия их с металлом с образованием на поверхности отливок защитных пленок.The principle of the protective action of additives is based on thermal decomposition, hydrolysis of its components, the formation of gases neutral to the melt of magnesium alloys, and their partial interaction with the metal with the formation of protective films on the surface of the castings.

Известна присадка для формовочных смесей, содержащая серный колчедан и борную кислоту в соотношении в мас.% (2,0-9,0):(0,5-3,0) (а.с. СССР № 1228418).Known additive for molding mixtures containing sulfur pyrite and boric acid in the ratio in wt.% (2.0-9.0) :( 0.5-3.0) (AS USSR No. 1228418).

Недостатком этой присадки является вероятность образования сероводорода в процессе заполнения жидким металлом песчаных литейных форм и отсутствие защиты жидкого металла от окисления до момента нагрева пограничного с металлом слоя формовочной смеси до 350-400°С.The disadvantage of this additive is the likelihood of the formation of hydrogen sulfide in the process of filling sand molds with liquid metal and the lack of protection of the liquid metal from oxidation until the sand-borne layer of the sand mixture is heated to 350-400 ° C.

Известна присадка, состоящая из мочевины,, борной и серной кислоты в соотношении 2:1:2 (а.с. СССР № 330899). Она имеет трудоемкую не безопасную из-за наличия кислот технологию приготовления и не нашла промышленного применения.Known additive, consisting of urea ,, boric and sulfuric acid in a ratio of 2: 1: 2 (AS USSR No. 330899). It has a laborious, insecure cooking technology due to the presence of acids and has not found industrial application.

Наиболее близкой по составу и назначению, взятая за прототип, является присадка ВМ, имеющая следующий химический состав в мас.%:The closest in composition and purpose, taken as a prototype, is a VM additive having the following chemical composition in wt.%:

Борная кислота 13-17Boric acid 13-17

Кристаллогидрат сернокислого алюминия 15-19Aluminum sulphate crystalline hydrate 15-19

Мочевина ОстальноеUrea Else

(Магниевые сплавы II. Справочник “Технология производства и свойства отливок и деформированных полуфабрикатов”. Москва, “Металлургия”, 1978 г., стр.109).(Magnesium alloys II. Reference “Production technology and properties of castings and deformed semi-finished products.” Moscow, Metallurgy, 1978, p. 109).

Недостатком известной присадки являются невысокие защитные свойства особенно в интервале температур 100-300°С пограничного с металлом слоя формовочной смеси, содержащей защитную присадку.A disadvantage of the known additive is its low protective properties, especially in the temperature range 100-300 ° C of the boundary layer of the sand mixture containing the protective additive with the metal.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание присадки для формовочных смесей литейных форм магниевого литья, надежно защищающей в литейной форме жидкие магниевые сплавы от окисления - горения и пригара в широком диапазоне температур литейной формы (150-700°С).The technical task of the invention is the creation of additives for molding mixtures of casting molds of magnesium casting, which reliably protects molten magnesium alloys in the mold from oxidation - burning and burning in a wide temperature range of the mold (150-700 ° C).

Решение поставленной задачи достигается тем, что предложена присадка для песчаных литейных форм магниевого литья, включающая мочевину, борную кислоту, которая дополнительно содержит фтористый алюминий при следующем соотношении компонентов в мас.%:The solution to this problem is achieved by the fact that the proposed additive for sand foundry forms of magnesium casting, including urea, boric acid, which additionally contains aluminum fluoride in the following ratio of components in wt.%:

Борная кислота 14-20Boric acid 14-20

Фтористый алюминий 8-18Aluminum fluoride 8-18

Мочевина ОстальноеUrea Else

Присадка может дополнительно содержать один компонент из группы, включающей углекислый марганец, углекислый магний, сернокислую медь, сернокислый алюминий, сернокислый аммоний, сернокислый магний при следующем соотношении компонентов в мас.%:The additive may additionally contain one component from the group comprising carbonic manganese, magnesium carbonate, copper sulfate, aluminum sulfate, ammonium sulfate, magnesium sulfate in the following ratio of components in wt.%:

Борная кислота 14-20Boric acid 14-20

Фтористый алюминий 8-18Aluminum fluoride 8-18

Один компонент из группы, включающей:One component from the group including:

Углекислый марганецManganese Carbon

Углекислый магнийMagnesium carbonate

Сернокислая медь 4-8Copper sulfate 4-8

Сернокислый алюминийAluminum sulfate

Сернокислый аммонийAmmonium sulfate

Сернокислый магнийMagnesium Sulfate

Мочевина ОстальноеUrea Else

Отличием предлагаемого состава присадки от состава-прототипа является введение фтористого алюминия, который может иметь не более 3 молекул кристаллизационной воды, тогда как содержащийся в присадке-прототипе сернокислый алюминий имеет 18 молекул воды, а весовые соотношения этих двух компонентов в присадках примерно равны. По этой причине и по присущей этому веществу гигроскопичности присадка-прототип увлажняется в процессе транспортировки и хранении. Повышенная влажность присадки отрицательно влияет на качество отливок, получаемых литьем в песчаные формы, так как загрязняет поверхность и сечения отливок окислами и шлаками.The difference between the proposed additive composition and the prototype composition is the introduction of aluminum fluoride, which can have no more than 3 molecules of crystallization water, while the aluminum sulfate contained in the prototype additive has 18 water molecules, and the weight ratios of these two components in the additives are approximately equal. For this reason, and due to the inherent hygroscopicity of this substance, the prototype additive is moistened during transportation and storage. High humidity additives adversely affects the quality of castings obtained by sand casting, as it pollutes the surface and sections of the castings with oxides and slags.

Содержащиеся в предлагаемой присадке фтористый алюминий не гигроскопичен, а частичное его взаимодействие с жидким магнием образует на поверхности отливок пленку фтористого магния, которая оказывает положительное действие на чистоту поверхности отливок и их коррозионную стойкость.The aluminum fluoride contained in the proposed additive is not hygroscopic, and its partial interaction with liquid magnesium forms a film of magnesium fluoride on the surface of the castings, which has a positive effect on the surface cleanliness of the castings and their corrosion resistance.

Для улучшения технологических характеристик присадки и формовочных смесей при получении особо ответственных деталей авиакосмической техники в ее состав вводят одно вещество из группы: углекислый марганец, углекислый магний, сернокислая медь, сернокислый алюминий, сернокислый аммоний, сернокислый магний.To improve the technological characteristics of the additive and molding mixtures, when obtaining critical parts of aerospace engineering, one substance from the group is introduced into its composition: manganese carbonate, magnesium carbonate, copper sulfate, aluminum sulfate, ammonium sulfate, magnesium sulfate.

Каждое из этих веществ имеет различные температуры разложения и эффективнее защищают поверхность отливки от образования окислов и пригара в процессе заполнения и кристаллизации жидкого металла в литейной форме.Each of these substances has different decomposition temperatures and more effectively protect the surface of the casting from the formation of oxides and burns during the filling and crystallization of liquid metal in the mold.

Предлагаемые составы присадки и формовочные смеси, включающие ее, опробованы в лабораторных и заводских условиях. В бегунах-смесителях готовилась типовая формовочная смесь в количестве 40-400 кг из песков с добавлением в нее присадки одного из составов, приведенных в таблице 1, в которой по порядковому номеру 1-9 указаны предлагаемые составы, а под номером 10 состав присадки-прототипа. Присадка ко всем составам формовочной смеси добавлялась в количестве 6% от общего веса формовочной смеси. Всего было приготовлено девять составов формовочной смеси с различными составами присадок (таблица 2).The proposed additive formulations and molding compounds, including it, have been tested in laboratory and factory conditions. In runners-mixers, a typical molding mixture was prepared in an amount of 40-400 kg from sand with the addition of one of the compounds listed in table 1, in which the proposed compositions are listed by serial number 1-9, and the composition of the prototype additive under number 10 . Additive to all formulations of the molding sand was added in an amount of 6% of the total weight of the molding sand. In total, nine compositions of the molding mixture with various additives were prepared (table 2).

Изготовленные литейные песчаные формы заливались жидким магниевым сплавом МЛ5 и после их охлаждения из них извлекались металлические фасонные отливки и образцы.The manufactured sand casting molds were poured with ML5 liquid magnesium alloy and, after cooling, metal shaped castings and samples were extracted from them.

По чистоте поверхности отливок и образцов производилась оценка защитных свойств применяемых составов формовочной смеси и защитных присадок. Из данных таблицы 2 следует, что все опробованные составы защитных присадок позволяют получать лучшее качество по чистоте (окисным включениям) поверхности отливок по сравнению с защитной присадкой-прототипом, что подтверждает повышенные защитные свойства предлагаемых присадок. Количество дефектных отливок уменьшается примерно в 2-4 раза. За исключением состава присадок № 7, 8 все они не содержат сернокислого алюминия, который из-за содержания в нем 18 молекул воды сильно увлажняют присадку и при контакте с жидким металлом возможно выделение сероводорода. Однако состав присадок № 7, 8 содержит сернокислого алюминия меньше, чем состав прототипа и поэтому возможное выделение сероводорода также меньше.The surface properties of castings and samples were evaluated for the protective properties of the used molding sand compositions and protective additives. From the data of table 2 it follows that all tested compositions of protective additives allow you to get the best quality in cleanliness (oxide inclusions) of the surface of the castings compared with the protective additive prototype, which confirms the increased protective properties of the proposed additives. The number of defective castings is reduced by about 2-4 times. With the exception of additives No. 7, 8, all of them do not contain aluminum sulfate, which, due to the content of 18 water molecules in it, greatly moisturizes the additive and, in contact with liquid metal, hydrogen sulfide may be released. However, the composition of additives No. 7, 8 contains aluminum sulfate less than the composition of the prototype and therefore the possible release of hydrogen sulfide is also less.

При применении присадок составов № 1, 2, 3, 4 сероводород не выделяется и этим улучшает санитарно-гигиенические условия труда и экологию окружающей среды.When using additives of compositions No. 1, 2, 3, 4, hydrogen sulfide is not released and this improves sanitary and hygienic working conditions and the environment.

Количество дефектных образцов при их применении по сравнению с присадкой-прототипом уменьшается в 2-4 раза, что позволит получать экономический эффект.The number of defective samples during their use in comparison with the additive prototype is reduced by 2-4 times, which will allow to obtain an economic effect.

Таким образом, применение предлагаемого изобретения позволит получать качественные отливки из различных магниевых сплавов, снизить трудовые и энергетические затраты по устранению дефектов в отливках (деталях) и улучшить санитарно-гигиенические условия.Thus, the application of the invention will allow to obtain high-quality castings from various magnesium alloys, reduce labor and energy costs to eliminate defects in the castings (parts) and improve sanitary conditions.

Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000001
Figure 00000002

Claims (2)

1. Присадка для формовочной смеси литейных форм магниевого литья, включающая мочевину, борную кислоту, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит фтористый алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.%:1. Additive for the molding mixture of casting molds of magnesium casting, including urea, boric acid, characterized in that it additionally contains aluminum fluoride in the following ratio, wt.%: Борная кислота 14-20Boric acid 14-20 Фтористый алюминий 8-18Aluminum fluoride 8-18 Мочевина ОстальноеUrea Else 2. Присадка по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит один компонент из группы, включающей углекислый марганец, углекислый магний, сернокислую медь, сернокислый аммоний, сернокислый алюминий, сернокислый магний, при следующем соотношении компонентов, мас.%:2. The additive according to claim 1, characterized in that it additionally contains one component from the group comprising carbonic manganese, magnesium carbonate, copper sulfate, ammonium sulfate, aluminum sulfate, magnesium sulfate, in the following ratio, wt.%: Борная кислота 14-20Boric acid 14-20 Фтористый алюминий 8-18Aluminum fluoride 8-18 Один компонент из группы: углекислыйOne component from the group: carbon dioxide марганец, углекислый магний,manganese, magnesium carbonate, сернокислая медь, сернокислый аммоний,copper sulfate, ammonium sulfate, сернокислый алюминий, сернокислый магний 4-8aluminum sulfate, magnesium sulfate 4-8 Мочевина ОстальноеUrea Else
RU2003110228/02A 2003-04-10 2003-04-10 Additive for molding sands RU2238168C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003110228/02A RU2238168C1 (en) 2003-04-10 2003-04-10 Additive for molding sands

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003110228/02A RU2238168C1 (en) 2003-04-10 2003-04-10 Additive for molding sands

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2238168C1 true RU2238168C1 (en) 2004-10-20
RU2003110228A RU2003110228A (en) 2004-12-20

Family

ID=33537848

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003110228/02A RU2238168C1 (en) 2003-04-10 2003-04-10 Additive for molding sands

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2238168C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2696803C1 (en) * 2019-02-28 2019-08-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" Additive for molding mixtures

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Магниевые сплавы. Справочник. ч. 2. Технология производства и свойства отливок и деформированных полуфабрикатов. - М.: Металлургия, 1978, с.109. КОЛОБНЕВ И.Ф. и др. Справочник литейщика. Цветное литье из легких сплавов. - М.: Машиностроение, 1974, с.250. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2696803C1 (en) * 2019-02-28 2019-08-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" Additive for molding mixtures

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101474668B (en) Method for casting aluminium alloy
RU2564656C2 (en) Moulding sands containing carbonate salts and their use
RU2551335C2 (en) Salt-based rod and method of its production
TW201506373A (en) Sampler for molten iron
CN105316513B (en) A kind of aluminium alloy sodium-free refining agent of the erbium of yttrium containing cerium
RU2238168C1 (en) Additive for molding sands
JPS5964135A (en) Ceramic core based on non-silica for casting and casting me-thod
US3501320A (en) Die casting core
US1960712A (en) Method of casting magnesium
CN106929721A (en) A kind of high intensity Al Cu alloys of low hot cracking tendency and preparation method thereof
US2818620A (en) Method of improving foundry sand cores
JPS5844945A (en) Mold coating material for prevention of carburization and sulfurization used for organic self-hardening mold
JP6876693B2 (en) Molding materials for non-ferrous castings
RU2221668C1 (en) Parting additive for molding sand
JP4584682B2 (en) Method for removing oxide from casting aluminum alloy
RU2579841C2 (en) Method of casting precise casts
US1290010A (en) Process of making castings of rare-earth metals and their alloys.
US2399104A (en) Process for producing castings of aluminum-beryllium alloys
US2380201A (en) Manufacture of castings
SU1614884A1 (en) Self-hardening sand for making moulds and cores when casting magnesium alloys
SE447549B (en) SET FOR TERMIT WELDING FORMS OF AUSTENITIC MANGANES
Herrero-Dorca et al. Analysis of different inhibitors for magnesium investment casting
SU703963A1 (en) Self-solidifying mixture for manufacturing casting moulds and cores
JP3331408B2 (en) A method for measuring magnesium content in molten aluminum alloy
JP4359882B2 (en) Water-soluble core for light alloy casting, method for removing water-soluble core, and method for molding water-soluble core