СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ Российский патент 1994 года по МПК B22C1/10 B22C1/18 

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления литейных форм и стержней.

Известна смесь для изготовления литейных форм и стержней следующего состава, мас. % : Пассивированный металлургический магнезитовый порошок 1,2. . . 1,6 Ортофосфорная кислота 2,5. . . 3,2 Кварцевый песок Остальное
Эта смесь имеет следующие недостатки: обладает низкой живучестью (около 5 мин), для повышения живучести отвердитель (металлургический магнезит) подвергают пассивированию с применением ПАВ, термических и химических методов, живучесть достигает значения 14. . . 16 мин; обладает пониженной прочностью через 1,0 ч и через 2,0 ч, что не позволяет произвести заливку форм, изготовленных из этих смесей за это время; имеет склонности к разупрочнению и потере прочности и других технологических свойств при повышении влажности окружающей среды.

Эти и другие недостатки ликвидируются введением в состав смеси модификатора.

Предлагаемая смесь, включающая кварцевый песок (или другой наполнитель силикатной природы), металлургический магнезитовый порошок, ортофосфорную кислоту, в качестве модификатора дополнительно содержит продукт синтеза олигооксиметилгидридсилметиленсилоксисилана со смесью продуктов этерификации этиловым спиртом кубовых остатков от прямого синтеза метилхлорсиланов при следующем соотношении компонентов, мас. % :
Металлургический
магнезитовый поро- шок 0,9. . . 1,3 Ортофосфорная кислота 1,8. . . 2,6
Огнеупорный наполни-
тель силикатной природы
в виде кварцевого песка,
зернистого циркона или дистен-силлиманита Остальное
Состав смеси определяется по удельной поверхности наполнителя. Поэтому предельно нижнее содержание компонентов соответствует зернистому циркону, среднее - дистен-силлиманиту, предельно верхнее - кварцевому песку.

Для кварцевого песка: при введении ортофосфорной кислоты в количестве большем чем 2,6 мас. % повышается живучесть смеси, уменьшается скорость твердения, увеличивается ее прилипаемость к оснастке, а также смесь получается не технологичной и не экономичной; при введении ортофосфорной кислоты меньше чем 2,6 мас. % смесь срабатывает в смесителе, и в последующем становится непригодной для использования; при введении магнезитового порошка в количестве, большем чем 1,3 мас. % , смесь обладает очень низкой живучестью и прочностью, кроме того, увеличивается количество пыли, выделяемой при приготовлении смеси, уменьшается газопроницаемость смеси, такая смесь не технологична; при введении меньшего количества магнезитового порошка чем 1,3 мас. % смесь не твердеет.

Оптимальное количество модификатора составляет 12 мас. % от количества ортофосфорной кислоты.

При введении в количестве, меньшем чем 0,3 мас. % , его влияние на свойства смеси не ощущается. Введение большего количества чем 0,3 мас. % экономически не выгодно.

Ортофосфорная кислота в смеси используется 60-70% -ной концентрации.

В качестве отвердителя в смеси используются металлургические магнезитовые порошки удельной поверхностью 250. . . 350 м²/кг.

Модификатором является продукт синтеза олигооксиметилгидридсилметиленсилоксисилана со смесью продуктов этерификации этиловым спиртом кубовых остатков от прямого синтеза метилхлорсиланов. Используется в исходном состоянии.

Промышленное название олигооксиметилгидридсилметиленсилоксисилана - смола 131-28, которая выпускается по ТУ6-02-4-58-85. Смесь продуктов этерификации этиловым спиртом кубовых остатков от прямого синтеза метилхлорсиланов в промышленности называется тампонажным составом, выпускается по ТУ6-02-1294-84. Получение продукта синтеза смолы 131-28 и тампонажного состава осуществляется в 2 этапа.

1-й этап. Разгонка. 42,4% -ный раствор смолы 131-28 в количестве 59,5 мас. % и 56% -ный раствор тампонажного состава в количестве 40,5 мас. % загружаются в колбу Вюрца, которая нагревается с помощью колбонагревателя. Разгонка проводится под вакуумом. По показаниям термометра в приемник отбираются фракции соединений с интервалом температур кипения 10^оС.

2-й этап. Синтез. Отобранные фракции синтезируются в гидролизере, снабженном водяным охлаждением и мешалкой. В гидролизер загружаются вода и этиловый спирт в соотношении 2,3: 3, cверху из капельной воронки подается смесь, состоящая из отобранных фракций изопропилового и этилового спирта в соотношении 1: 1,4: 1. Реакционная смесь перемешивается, при этом максимальная температура синтеза поддерживается не более 40^оС путем регулирования подачи холодной воды в рубашку гидролизера. После гидролиза продукты реакции промывают в делительной воронке 20% -ным водным раствором до рН 6.

Смесь готовят перемешиванием огнеупорного наполнителя силикатной природы с металлургическим магнезитовым порошком в течение 50. . . 60 с. Далее в смесь вводят модификатор и перемешивают 1 мин. В последнюю очередь вводится ортофосфорная кислота и перемешивается еще 1 мин. После этого смесь засыпают в оснастку и уплотняют любым известным способом.

В табл. 1 согласно изобретению приведены составы предложенных смесей и смеси по прототипу, а свойства смесей приведены в табл. 2. Как видно из табл. 2, предлагаемая смесь обеспечивает достижение высокой начальной и конечной прочности. Высокие прочностные свойства достигаются при использовании в составе смеси модификатора. Находясь во влажной среде, смесь не разупрочняется и почти на 30% увеличивает свою прочность, а смесь по прототипу разупрочняется и теряет прочность.

Стержни и формы, изготовленные из предлагаемой смеси, предполагается использовать при изготовлении различных отливок, в том числе стальных отливок с толщиной стенки 100. . . 200 мм в тяжелом машиностроении. (56) 1. Жуковский С. С. Прочность литейной формы. М. : Машиностроения, 1989, с. 288.

2. Жуковский С. С. , Юпович Ю. М. и Невская О. Е. Фосфатные ХТС для производства стальных и чугунных отливок. Литейное производства стальных и чугунных отливок. Литейное производство, N 4, 1987, с. 19-21.

Изобретение относится к литейному производству. Состав смеси содержит, мас. % : ортофосфорная кислота 1,8 - 2,6; отвердитель в виде магнийсодержащего материала (металлургический магнезитовый порошок) 0,9 - 1,3; модификатор, представляющий собой продукт синтеза олигооксиметилгидридсилметиленсилоксисилана со смесью продуктов этерификации этиловым спиртом кубовых остатков от прямого синтеза метилхлорсиланов 0,2 - 0,3; огнеупорный наполнитель силикатной природы в виде кварцевого песка; зернистый циркон или дистенсиллиманит - остальное. За счет содержания в смеси такого модификатора она обладает высокими прочностными свойствами на начальном и конечном этапах ее отверждения и не разупрочняется, находясь во влажной среде. 2 табл.

СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ, содержащая огнеупорный зернистый наполнитель силикатной природы, ортофосфорную кислоту, отвердитель-металлургический магнезитовый порошок, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит модификатор - продукт синтеза олигооксиметилгидридсилметиленсилоксисилана со смесью продуктов этерификации этиловым спиртом кубовых остатков от прямого синтеза метилхлорсиланов при следующем соотношении компонентов, мас. % :
Ортофосфорная кислота 1,8 - 2,6
Отвердитель - металлургический магнезитовый порошок 0,9 - 1,3
Модификатор - продукт синтеза олигооксиметилгидридсилмет
иленсилоксисилана со смесью продуктов этерификации этиловым
спиртом кубовых остатков от прямого синтеза метилхлорсиланов 0,2 - 0,3
Огнеупорный зернистый наполнитель силикатной природы Остальное