Жидкая самотвердеющая смесь для изготовления литейных форм и стержней Советский патент 1987 года по МПК B22C1/02 B22C1/10 

1

Изобретение относится к литейному производству и может быть использова- н® для изготовления литейных форм и стержней, из жидких самотвердеющих смесей с жидкостекольным связующим. Цель изобретения - регулирование скорости затвердевания смеси, ее живучести, снижение остаточной лрочно- ,сти и улучшение санитарно-гигиенических условий труда.

Предлагаемая смесь содержит квар- цевьй песок в качестве огнеупорного наполнителя, связующее - жидкое стекло с силикатным модулем 2,6-3,0 и плотностью 1,46-1,50 г/см , анионак- тивный пенообразователь, в качестве которого используется некаль (НБ), пеногаситель - нейтрализованный чер- ный контакт (НЧК) и отвердитель. В качестве последнего в составе смеси использован комплексный продукт, состоящий из 8-10%-ной ортофосфорной кислоты (ЬЦРОф)5 натриевой соли карб- оксиме.тилцеллюлозы (На -КМЦ) и серно- кислого эфира целлюлозы (Н-СЭЦ).

Комплексный отвердитель готовят следующим образом.

В водньй раствор ортофосфорной кислоты 8-10%-ной концентрации (рН 2,2-2,15) вводят расчетное количество порошкообразной натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы со степенью замещения 25-50 и степенью полимериза-. ции 250-500, небольшими порциями при непрерывном перемешивании в течение 30-90 с до получения однородной суспензии. При этом допускается образование небольших хлопьев и нераствот- рившихся остатков Wa-КМЦ. После вве- дения порошкообразной Ка-КМЦ образуется целлюлозогликолевая кислота, поэтому следует проконтролировать величину рН полученного раствора, которая должна находиться в пределах 2,6-2,9.

Использование в составе ЖСС 8-10%- ной , частично нейтрализованной солью Na-КМЦ с выделением коллоидной целлюлозогликолевой кислоты Н-КМЦ, позволяет достичь цели изобретения - производить оптимизацию длительности индукционного периода твердения смеси, т.е. ее живучести.

Однако полученный коллоидный раст- вор Н-КМЦ в остаточной ортофосфорной кислоте характеризуется низкой седи- ментационной устойчивостью, что предопределяет необходимость введения в

152

раствор дополнительного стабилизатора - полиэлектролита, например, сернокислого эфира целлюлозы (Н-СЭЦ), повьш1ающего устойчивость частиц -. Н-КМЦ.Кроме того, поскольку водные растворы Н-СЭЦ также являются отвер- дителями растворов жидкого стекла, то введение Н-СЭЦ в состав комплексного отвердителя позволяет повысить сырую прочность смеси за счет повышения эффективности процесса отверждения связующего. Кроме того, наличие в составе отвердителя нетоксичных легкоудаляемых при нагреве органических добавок позволяет снизить ос- таточнзто прочность ЖСС и улучшить санитарно-гигиенические условия труда в литейном цехе.

В результате последовательных технологических операций таким образом получают водный раствор комплексного отвердителя, имеющего в своем составе три реагента: ортофосфор- ную кислоту, а также целлюлозогли- колевую и целлюлозосульфонатную кисло-; ты (Н-СЭЦ), что позволяет при варьи- рввании процентным соотношением ингре- диентов отвердителя и смеси в целом оптимизировать и управлять процессом отверждения ЖСС.

Приготовление жидкой самотвердеющей смеси осуществляют следующим образом. Кварцевый песок перемешивают с жидким стеклом, в котором предварительно растворяют поверхностно-активное вещество (некаль НБ). После этого в полученную смесь вводят предварительно приготовленный комплексный отвердитель, состоящий из 8-10%-ной ортофосфорной кислоты, натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы, сернокислого эфира целлюлозы н пеногасителя (НЧК). После введения отвердителя в смесь песка и жидкого стекла через 15-20 с она переходит в жидкоподвижное состояние, и компоненты смеси перемешивают в течение 1,5-2 мин . После этого смесь заливается в опоку или стержневой ящик.

Составы смесей и их технологические свойства приведены в таблице.

Как следует из анализа таблицы, : полученные смеси характеризуются регулируемой длительностью индукдаонно- го периода твердения и устойчивостью пены в широком диапазоне, достаточном для заполнения япщков различного разми показателями для смесей в сьфом состоянии и сравнительно низкой прочностью после прогрева смеси до 1000 С. Высокая газопроницаемость смесей обеспечивает получение отливо без газовых раковин.

Компоненты, входящие в состав отвердителя, недороги, недефицитны и практически безвреднй. Например, ор- тофосфорная кислота в больших количествах используется для получения фосфорных удобрений и отличается наиболее мягким воздействием на организм человека по сравнению с другими минеральными кислотами. Эфиры целлюлозы также безвредны и используются в целом ряде отраслей промышленности для регулирования свойств буровых растворов, для улучшения свойств синтетических моющих веществ, при .флотационном обогащении руд и т.д.

Таким образом, жидкая самотвердею- 25 сернокислый эфир целлюлозы при сле

щая смесь, в которой в качестве отвердителя применен комплексный отвердитель на базе 8-10%-ной орто- фосфорной кислоты, выгодно отличается от известной, так как улучшаются санитарно-гигиенические условия труда, отпадает необходимость в применении дорогостоящих нержавеющих сталей для емкостей, насосов и трубопрово-i . дов, контактирующих с ), уменьшаются трудозатраты на очистные операции литья после прогрева форм и стержней до 1000 С, уменьшается опасность возникновения горячих трещин в отливках, так как смеси с выгорающей добавкой эфиров целлюлозы отличаются

опасность возникновения поверхностных дефектов, так как осыпаемость и склонность к образованию ужимин и за- соров у разработанных составов смесей меньще, чем у известных.

Формула изобретения

Жидкая самотвердеющая смесь для изготовления литейных форм и стержней, содержащая кварцевый песок, жидкое стекло, отвердитель, анионактивньШ пенообразователь и нейтрализованный черный контакт, отличающаяся тем, что, с целью регулирования скорости затвердевания смеси,.ее живучести, снижения остаточной прочности и улучшения санитарно-гигиенических условий труда, она содержит в качестве отвердителя 8- 10%-ную ортофосфорную кислоту, натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы и

0

0

дующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Жидкое стекло

Анионактивный

5

пенообразователь Нейтрализованный черный контакт 8-10%-ная орто- фосфорная кислота

Натриевая соль карбоксиметилцеллюлозыСернокисльй эфир целлюлозы Кварцевый песок

5,5-6,5 0,1-0,15 0,06-0,10

1,6-2,2

0,3-0,45

0,08-0,16 Остальное

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления литейных форм и стержней из жидких самотвердеющих смесей с жидкостекольным связующим. Цель изобретения - регулирование скорости затвердевания смеси. ее живучести, снижение остаточной прочности и улучшение санитарно-гигиенических условий труда. Это достигается за счет введения в состав смеси комплексного отвердителя, содержащего раствор ортофосфорной .кислоты, натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы и сернокисльй эфир целлюлозы. Смесь содержит, мас.%: жидкое стекло 5,5-. 6,5; анионактивный пенообразователь 0,1-0,15; нейтрализованный черный контакт 0,06-0,10; 8-10%-ную орто- фосфорную кислоту 1,6-2,2; натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы 0,3-0,45; сернокислый эфир целлюлозы 0,08-0,16. Введение в состав смеси комплексного отвердителя, представляющего собой жидкость; позволяет улучшить сочетаемость жидкого стекла с отвердителем и тем самым обеспечить регулирование скорости затвердевания, живучести, а его органическая часть обеспечивает улучшение выбиваемости. 1 табл. с S (Л со ел