Состав пропитки для герметизации пористых отливок Советский патент 1987 года по МПК B22C3/00 

1

изобретение относится к лите1П1о- му производству, а именно к пропиточным составам, предназначенным дл герметизации пористых отливок из чуг уна и цветных сплавов, используемых в различных отраслях народног хозяйства. Состав может быть использован для исправления поверхнос Г ных дефектов отливок и -заготовок после механической обработки.

Цель изобретения - повышение герметизирующей способности состава пропитки за счет снижения его вязкости.

В предлаг аемый состав пропитки входят жидкое стекло, по 5ошкообраз- ный асбест, смазка АГ-1 , марг анцово кислы11 калий, железосодержащий материал, вода и красный шлам.

Жидкое стекло является основным связующим и пропитывающим компонентом герметизирующего состава./

В качестве жидкостекольного свя- зугошег о для пропитки чуг унных отливок используется натриевой жидкое стекло с модулем 3,0-3,1 и плотностью 1370-1А10 кг /м ,апри пропитке алюминиевых отливок предпочтительно применение смеси натриевог О жидког О стекла и калиевог о стекла при их соотношении 30:1.

Перманганат калия KltnO является окислителем, улучшает смачиваемость состава с поверхностью отливок.

Смазка АГ-1 представляет собой коллоидно-г рафитовый препарат и содержит следующие компоненты, мае.%: Графит15-25

Х-порид алюминия 0,2 - 0,8 Хлорид натрия 0,01 - 0,1 Сульфат натрия 0,065 - 0,05 Водный раствор аммиака1,5 - 3,5

Сульфанол 0,05 - 0,5 ВодаОстальное

Асбест выполняет функцию арматуры и препятствует растрескиванию затвердевшего состава, а также повышает его жаропрочность.

Железосодержащий материал применяется как мелкодисперсный наполнитель, повышающий меха}1ическую проность затвердевшего состава.

Вода добавляется для разведения марганцовокислого калия.

Красный шлам является отходом пр производстве боксита и направляется в отвалы. Красный пшам иь-еет следу22

н)ЩиГ1 состав, мае . % : оксид железа 39,0-43,0; оксид алюминия 17,0-19,0; оксид кремния 5,0-11,0; оксид натрия (калия) 4,2-7,0; оксид ванадия 0,3- 0,5, оксид серы 3,0-6,0; оксид кальция остальное. Плотность сухого шлама составляет 2600-2800 кг/м .

Красный шлам в заданном массовом соотношении вступает во взаимодейст- вие с жидким стеклом и образует сложное полимероподобное соединение в виде КОЛЛОИДНО1-О геля. I

Содержащиеся в красном шламе окис- лы металлов, соединяясь с адсорбидо- нанной водой жидкого стекла, образуют силикагели и оказывают на смесь разжижающее воздействие. При этом снижение вязкости раствора вызывает повышение текучести и проникающей способности состава при увеличенной объемной доле дисперсной фазы.

Раствор гидроокиси и силикатов, образованный при взаимодействии красного шлама и жидкого стекла, после затвердевания в порах дефектных отливок, приобретает плотную структуру и высокую механическую прочность благодаря повышенному содержа- нию твердых составляющих.

Пропиточный состав,готовят следующим образом.

В смеситель с мешалкой рамного типа заливают жидкое стекло и при по- стоянном перемешивании добавляют порошкообразный красный шлам, затем смазку АГ-1. После перемешивания в течение 1 ч добавляют перманганат калия, растворенный в указанном ко- личестве горячей воды (60-70 С).

Перемешивание продолжают до получения однородной консистенции плотностью 1460-1510 кг/м.

В табл. 1 приведены примеры вы- полнения изобретения.

Основные свойства составов приведены в табл. 2.

Испытуемыми составами были пропитаны партии алюминиевых отливок ти- па стакан и корпус топливного фильтра с диаметром пор 5 - 600мкм методом вакуум-давление при давлении 0,6-0,65 МПа. Гидроиспытания пропитанных отливок проводили после выдержки отливок в течение 24 ч при комнатной температуре. Бьшо установлено, что при испытаниях под давле- 1,2-1,5 МПа выход годных отли- нок пропитанных известным составом

313

составляет 80-81%, предлагаемым - 92-96%. Пропитываемость алюминиевых отливок повысилась на 11-15%.

Из данных табл. 2 видно, что по сравнению с известными составами при одинаковой плотности предлагаемый состав имеет пониженную вязкость (на 10-20%),что способствует повышенной проникаемости состава и улучшению эффективности пропитки.

Усадка при затвердевании предлагаемого состава составляет 12,0-16,2% что ниже по сравнению с прототипом на 24-43%. Водостойкость пропиточного состава улучшилась в 3-4 раза.

Оптимальными составами являются составы, полученные по примерам 1-6.

Таким образом,введение красного шлама в пропиточный состав на основе жидкого стекла способствует поньште- нию эффективности пропитки, снижению процента негерметичности пористых отливок после обработки предлагаемг 1м составом. Это достигается благодаря содержащемуся в составе красного шла ма комплексу окислов и их взаимодействию с жидким стеклом и образованию плотной структуры герметизирующей пленки в порах отливки.

Образовавшаяся пленка при отверде вании переходит в нерастворимое или малорастворимое, при повторном воздействии воды и влаги, состояние без внутренних напряжений.

Отсутствие внутренних напряжений в герметизируияцем объеме или порах способствует снижению усадки пропиточного состава и исключает появление усадочных трещин и неплотностей.

Предлагаемый пропиточный состав обладает хорошей адгезией к алюминиевым сплавам и отливкам из черных металлов, не растворяется в маслах и бензине. Незатвердевший состав удовлетворительно смьшается водой с поверхности де талей.

Применение водостойкого пропиточного состава для восстановления гер15

П0924

метичности пористых отливок позволяет сократить процент неустранимого брака литья за счет повышения надежности закупорки дефектов. 5 К преимуществам предлагаемого

технического решения относится также снижение себестоимости приготовления состава за счет снижения расхода жидкого стекла и использования отхо- 10 дов производства, которые отправляются в большом количестве в отвал.

Сочетание жидкого стекла и красного шлама придает герметизирующей закупорке после твердения более высокую термостойкость по сравнению с известными.

Формула изобретения

Состав пропитки для герметизации пористых отливок, включающий жидкое стекло, асбест порошкообразньд, марганцовокислый калий, коллоидно-гра фитовую смазку, железосодержащий материал и воду, отличающий- с я тем, что, с целью повышения герметизирующей способности состава пропитки за счет снижения его вязкости, он дополнительно содержит понизитель вязкости жидкого стекла в виде отхода алюминиевого производства при выщелачивании бокситового спёка - красный шлам - при следующем соотношении инг редиентов, мас.%: Жидкое стекло 81,9-93,5 Асбест порошкообразный1,5-1,8 Коллоидно-графитовая смазка О,1-0,15 Марганцовокислый калий 0,1-0,15 Железосодержащий материал 0,3-0,5 Вода 0,5-1,0 Отход алюминиевого производства при выщелачивании бокситового спека - красный шлам 3,5-15,0

25

30

35

40

45

Жидкое стекло

Смазка АГ-1

Перманганат калия

Вода

Красный шлам

Асбест порошкообразный

Окись железа

Свойства

Плотность,кг/м Вязкость условная, с Жизнеспособность, ч

Усадка при затвердевании, %

Водостойкость (потеря массы состава в

Таблица 1

84,7

0,15

0,15

1.0

12,0

81,90 О, 15 0,15 0,5 15,0

1,81,61,8

0,30,40,5

Таблица2

Состав

148015001510

272626

444240

13,812,212,0

Изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано для герметизации пористых отливок из чугуна и цветных сплавов. Цель изобретения - повышение герметизирующей способности состава пропитки за счет снижения его вязкости. Состав пропитки включает, мас.%: жидкое стекло 81,9 - 93,5; асбест порошкообразный 1,5 - 1,8;коллоидно-графитовая смазка 0,1 - 0,15; марганцовокислый калий 0,1 - 0,15; железосодержащий материал 0,3 - 0,5; вода 0,5 - 1,0, красный шлам - от- хрд алюминиевого производства при вьш1елачивании бокситовог-о спека 3,5- 15,0. Содержащиеся в красном шламе окислы металлов,соединяясь с адсорбированной водой жидкого стекла,образуют силикагели и оказывают на состав пропитки разжижающее действие. При этом снижается вязкость пропитки, повышается текучесть и проникающая ее способность. Растворы образующихся гидросиликатов приобретают плотную структуру и высокую механическую прочность. 2 таб. с СЛ