Суспензия для изготовления многослойных оболочковых форм Советский патент 1983 года по МПК B22C1/18 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к изготовлению литья н монослойных оболочковых формах, получаемых по вьишавпяемым моделям.р

Известна суспензия на алюмохромофосфатном связующем (ДХФС Jследующего состава, мас.%: Алюмохромфос фа т н ое связующее4,0-16,0

Хлористый барий 1,0-5,0 Поверхностноактивное вещество0,01-0,03 Вода 18,0-36,0 Огнеупорный наполнитель Остальное l Эта суспензия обладает следующими недостатками: выплавление модельного состава и горячей воде из форм, наготовленных из такой 20 суспензии, невозможно, так как хлористый барий не вызывает необратимого отверждения АХФС. Кроме того, являясь солью растворимой в воде, хлористый барий, растворяясь разупроч25 няет формы, в связи с .чем последние . разрушаются, в процессе обжига и заливки в формах образуется легкоплавкая эвтектика, которая приводит к получению неудовлетворительного 30 Качества литья /по чистоте поверхности и размерной точности) .

Наиболее, близкой к предлагаемой суспензии является суспензия, используемая для изготовления многослой- 35 ных оболочковых форм по выплавляемым моделям, которая содержит, ас.%:

Алюмохромфосфатное связукнцее7,5

40

Жидкое стекло9,3

Вода11,3

Серная кислота 2,3 Огнеупорный наполнительОстальное 2 Суспензия этого состава не име- 5 ет стабильных прочностных свойств з-за малой живучести и быстрой потери прочностных свойств (после 4-х ч выстаивания, что не дает возможности использовать формы для 50 х выплавки в горячей воде.

Целью изобретения является стабиизация прочностных свойств формы а счет повышения живучести суспензии.

Цель достигается тем, что суспен- 55 зия для изготовления многослойных болочковых форм по выплавляемым оделям, включающая алюмохромфосфатую связку, огнеупорный наполнитель а основе окиси кремния, воду, от- 60 ердитель, содержащий жидкое стекло, еорганическую кислоту, согласно изобретению отвердитель дополнительно содержит органический растворитель в соотношении с неорганической 5

кислотой, жидким стеклом, соответственно 0,02-31,0):(0,5 0,45):1, а суспензия содержит анионоа1 тивное , соединение при следугацем соотношении ;ингредиентов , мас.% Алюмохромфосфатная связка 2,0-10,О Анионоактивное

соединение0,03-0,05

Вода-.5,0-10,0

Комплексный отвердитель указанного состава, 6,0-35,0

Огнеупорный наполнитель на основе окиси кремния Остальное.

При этом комплексный отвердитель в качестве органического растворите содержит ацетон или одноатомный спи

А в качестве неорганической кислты комплексный отвердитель содержит серную или соляную, или ортофосфорную, или их смеси в соотношении 1:1

Согласно изобретению комплексный отвердитель готовят отдельно из жидкого стекла плотностью 1,35-1,5 г/.см модуля 2,65-3,4, неорганической кислоты и органического растворителя, а затем его вводят в водный раствор АХФС плотностью 1,55-1,6 г/см ti только после этого замешивают огнеупорный наполнитель на основе окиси кремния, например пылевидный кварц, За 5 мин до окончания перемешивания вводят анионоактивное соединение .

Это дает возможность получить более тонкодисперсную кислоту, повысить стабильность химико-физических свойств суспензии, что, в свою очередь, приводит к стабилизации физико-механических свойств полученной оболочковой форьм,

В качестве анионоактивного соединения используют контакт Петрова, сульфонол.

Комплексный отвердитель для.достижения поставленной цели можвх быть введен в суспензию в количеств 6,0-35,0 мае,% и при условии, что со.цержание в нем органического растворителя неорганической кислотой я жидкого стекла должны соответствовать соотношению, соответственно (0,02-31,0): (0,5-0,.

При содержании в суспензии комплексного отвердителя менее 6 мас.% не обеспечивается необратимое твердение АХФС, а при содержании комплексного отвердителя более 35 мас.% суспензия становится не технологичной, то.же самое наблюдается при содержании в комплексном отвердителе жидкого стекла менее или более указанного соотношения с органическим отвердителем и неорганической кислотой. Если соотношение в отвердителе органического растворителя к жидко му стеклу нарушено, то не будет по чена требуемая живучесть суспензии а также качественное покрытие. Введение неорганической кислоты нейтрализует избыток щелочи, находящейся в жидком стекле, и поддерживает системы (комплексный отверд тель и суспензию с его участием) в стабильном кислом состоянии. Твердение обусловлено образованием активной кремневой кислоты и уплотнением геля этой кислоты ч фосфата алюминия, а также близость структур кристаллических фосфатов и силикатов. Образование активной кремневой кислоты обеспечивается вводом органического растворителя, Ортокремиевая кислота, образующаяся в начальный момент, очень неустойчива и немедленно полимеризуется до образования крупных мицелл .поликремневых кислот, вплоть до образования коллоидных частиц/ а затем геля кремневой кислоты. Это процесс происходит в течени приготовления суспензии и ее использования и хранения, что сказывается на физико-химических и технологических свойствах суспензий, а также на. физико механических свойствгис форм. С целью предотвращения образова ния коллоидных частиц SiOj,a также с целью згшедления этого процесса при выполнении технологических операций в отвердитель вводится ор ганический растворитель, который адсорбируясь на крршевой кислоте S.i(OH)jj замедляет образование поликремневых кислот большого моле кулярного веса. При введении органического растворителя во время об разовани.я Si(OH)4 происходит не то ;ко адсорбция на поверхности кюлекул {а также возможно образование химической связи между органическим растворителем и кремневой кислотой, которая более прочная, чем физическая (адсорбция), что также положительно влияет на вышеописанные свойства. Составы и свойства суспензий приведены в табл. 1 и 3, причем состав комплексного отвердителя (табл. 2) выражен в мас.% и его составляющие указаны в составе суспензии с соблюдением соотношения между органическим растворителем, неорганической кислотой и жидким стеклом, соответственно (0,02-31,0):(0,5 0,45):1 Порядок приготовления суспензий согласно изобретению следующий. В бак с перемешивающим устройством вливают воду, АХФС и перемешивают в те.чение 3-5 мин, - Отдельно готовят комплексный отверлитель:органический растворитель вводят в неорганическую кислоту и при непрерывном перемешивании вливают жидкое стекло. Затем приготовленный комплексный отвердитель вливают в приготовленный водный раствор АХФС, замешивают пылевидный кварц и производят перемешивание в течение 20-30 мин. Зд 5 мин до окончания перемешивания вводят, например контакт Петрова. Условная вязкость готовой суспензии должна находиться в .-пределах 50-60 с по ВЗ-4 при температуре суспензии 22-. 240с. Из табл. 2 следует, что суспензия по изобретению имеет высокую живучесть и сохраняет первоначальные прочностные свойства более Длителвное время, т.е. имеет место стабилизация прочностных свойств, что позволяет удсшять модели из форм в горячей воде и заменить дорогостоящий этилсиликат на ЯХФС с получением при этом качественных форм. Экономическая эффективность на ,1 т годного литья составляет. 84 руб. Таблица 1

1. СУСПЕНЗИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ по выплавляекшм модел51М, включающая алюмохромфосфатную связку, огнеупорный наполнитель на основе окиси кремния, воду, отвердитель, содержащий жидкое стекло, неорганическую кислоту, отличающаяся тем, что, с целью стабилизации прочностных свойств форчиы за счет повьшения живучести суспензии, отйердит ель дополнительно содержит органический растворитель в соотношении . с неорганической кислотой, жидким стеклом, соответственно

7,5 2,0 7,75: 10,0 .Комплексный отверчитель5,0 6,0. 15,0 35,0

15,0 4,,015/0 5,0

Вода 0,05 0,03|0,05 -0,05

Контакт Петрова

Сульфонол Яьшевидный квар1 ,,,2.5

11,3

5,0 5,0 0,05 0,Р5 0,05

0,05 10,5 7,5 10,57,5 10,5 36,011,55 36,0 48/43 .

14,0 15,0 34,0 6870,014

Жидкое стекло

Спирт: этиловый

82,0 и 3 олропиловый

Ацетон

79,0 56,0 10

Кислота: серная

4,0 6,0 - 22

10,0 соляная

ортофосфорн ая

Смесь серной и ортофосфорной кислоты в соотношении ()

Эфироапьдегщ1ная фракция

45-50 45-50 45-50 45-50

45-50

30-40 30-40 30-40 30-40

с 8-10 8-10 8-10 8-10 8-10

Таблица 2

9,3

68

6,0

11,8

2,3 4,0

24

12+12

0,82

45-50 45-50

45

30-40 30-40 30 8-10 8-10 1,5-2