Жидкостекольная смесь холодного отверждения Советский патент 1993 года по МПК B22C1/18 B22C1/02 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к составам жид- костекольных смесей холодного отвержде- ния с жидкими отвердителями - ацетаты этиленгликоля, диацетата полиэтиленглико- ля, пропиленкарбонати др.

Известна жидкостекольная смесь холодного отверждения с пропиленкарбрна- том, содержащая мас.%: жидкое стекло 2,0-7.0; пропиленкарбонат 0,1-1,0; огнеупорный наполнитель остальное.

Недостатком смеси является повышенная хрупкость, что приводит к поломкам стержней при извлечении их из оснастки, а также затрудненная выбивка смеси из отливок.

Известна жидкостекольная смесь холодного отверждения с отвердителем на основе продукта этерификации отходов производства кумарина на основе уксусной кислоты, содержащая, мас.%: жидкое стекло 1,5-6,0; отвердитель 0,08-1,8; огнеупорный наполнитель остальное, Недостатком смеси является затрудненная выбивка смеси из отливок, хрупкость стержней, ограниченная живучесть смеси и др.

Известны смеси с жидкими отвердителями - сложными эфирами ацетатов этилен- гликоля четырех марок. Однако все эти смеси, как указывает автор, имеют определенные недостатки - пониженную водостойкость, затрудненную выбивку и высокую хрупкость.

4 00

VI

сх

Для регулирования остаточной прочности смесей с жидкими отвердителями на основе ацетатов этиленгликоля, т.е. улучшения выбивки смеси из отливок, рекомендуют в состав жидкого стекла вводить триполифосфат натрия в количестве 1-3% от массы жидкого стекла.

К недостаткам смесей на основе модифицированного ТПФН жидкого стекла и от- вердйтелей АЦЭГ является высокое значение остаточной прочности после прогрева 800-1 ооо° с. -,-..; . ;

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является состав жидкостекольной смеси холодного отверждения с жидкими отвердителями для литейных стержней и форм, содержащий, мас.%: жидкое стекло 3-5, пропиленкарбонат 0,05-0,1; фуриловый спирт 0,05-0,15; .едкий натр 0,05-0,1; кварцевый песок ос- тальное. ...

Недостатком смеси, выбранной в качестве прототипа, является высокая остаточная прочность после прогрева в области высоких температур (800-1000° С) и, как следствие;, затрудненная выбивка в особенности крупных стальных и чугунных отливок, низкая водостойкость, препятствующая возможности использования вод- ных противопригарных покрытий, нестабильность физико-механических свойств - низкая живучесть и повышенная осыпаемость, а также введение фурилового спирта резко ухудшает санитарные условия и экологию окружающей среды, кроме того, дополнительное введение в смесь едкого натра снижает температуру плавления силиката натрия и его в большей степени затрудняет выбивку отливок и повышает брак по ужиминам и коржам.

Цель изобретения. - стабилизация фи- зико-механических свойств смеси - снижение хрупкости, повышение общей и поверхностной прочности на всех этапах твердения, повышение водостойкости, а также кардинальное решение проблемы выбивки.

Поставленная цель достигается за счет дополнительного введения мазута и каолиновой глины при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Жидкое стекло 2,5-3,5 Жидкий отвердитель 0,25-0;4 Мазут 0,5-1,0 Каолиновая глина 0,5-1,0 Кварцевый песок 96,25-94,1 Каолиновая глина вводится с целью улучшения процесса выбивки стержней из отливок, однако без мазута ее ввести нельзя, т.к. снижается поверхностная прочность

стержней. При снижении каолиновой глины меньше нижнего предела затрудняется выбивка смеси, а при увеличении больше-верхнего предела увеличивается сырая прочность и запыленность окружающей среды,

При снижении мазута меньше нижнего предела повышается сырая прочность и снижается текучесть смеси, что затрудняет набивку стержней, а также снижается общая и поверхностная прочность стержней, повышается их хрупкость и понижается водостойкость, а при увеличении больше верхнего предела повышается газотворность смеси.

Жидкий отвердитель вводится с целью обеспечения оптимальных режимов отверждения, при снижении меньше нижнего предела снижается скорость твердения, а при увеличении больше верхнего предела снижается живучесть смеси.

При снижении жидкого стекла меньше нижнего предела прочность стержней становится недостаточной, а при увеличении больше верхнего предела слишком высокой, что экономически нецелесообразно.

Жидкое стекло использовали плотностью 1,43-1,50 г/см3 с модулем 2,40-2,50 (ГОСТ 130-78-81), каолиновую глину по ТОСТ 21285-75, жидкие отвердители слож- ноэфирного типа, пропиленкарбонат - сложный циклический эфир пропиленглико- ля и угольной кислоты, ацетаты этиленгли- коля, диацетзт полиэтиленпшколя и др., мазут марки - 100. Кварцевый песок обогащенный или карьерный.

Смесь приготавливается в бегунах, перемешивая вначале глину с песком в течение 2-3 мин, затем следует ввести мазут и пропиленкарбонат и еще перемешать 3 мин, в последнюю очередь вводят жидкое стекло и необходимо перемешать 1,0-1,5 мин.

Составы жидкостекольных смесей приведены в табл. 1, физико-механические свойства - в табл;2.

Водостойкость определяли в процентах путем измерения глубины разупрочнения поверхности образца стержня 350x800, после его твердения в течение 3 ч и нанесения покровного слоя водной противопри- гарной краски.

Хрупкость определяли измерением площади поврежденной поверхности ажурного стержня, после извлечения его из модельной оснастки через 40 мин твердения при прочности смеси на сжатие 1,0-1,2 МПа.

Как видно из табл.1,2, заявленный состав смеси имеет стабильные физико-механические свойства. Общая и поверхностная

про ность на всех этапах твердения выше, чем у прототипа о 1,5-2,2 раза, осыпаемость ниже в 3 раза, полностью отсутствует хрупкость и влагопоглощение у стержней с пред- ложенными добавками. Кардинально решается проблема выбивки смеси из отливок. Остаточные прочности смеси после прокалки при 800-1000° С равны нулевым значениям, а при 400 -600° С легко удаляется из отливки на выбивной решетке. Формула изобретения Жидкостекольная смесь холодного от- верждения, включающая кварцевый песок, жидкое стекло, жидкий отвердитель и органическую добавку, отличающийся тем,

что, с целью стабилизации физико-механических свойств смеси за счет снижения хрупкости, повышения общей и поверхностной прочности на всех этапах твердения, повышения водостойкости, а также коорди- нального улучшения выбиваемости смеси, в качестве органической добавки она содержит мазут и каолиновую глину при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Жидкое стекло2,5-3,5 Жидкий отйердитель 0,25-0,4 Мазут 0,5-1,0 Католиновая глина 0,5-1,0 Кварцевый песок Остальное.

Изобретение относится it литейному производству, в частности k составам жид- костекольных смесей холодного отвержде ния с жидким огвердйтелем. Сущность изобретения: смесь содержит, мас.%: жидг кое стекол 2,5-3,5; жидкий отвердитёль 0,25-0,4iC); маэуУ 0,5-1,0; каолиновая глина 0,5-1,0; кварцевый песок остальное. Содер; жэние в жидкостекольной смеси с жидким отвердителем совместно мазута и каолиновой глины позволит стабилизировать физи- ко-механические смеси - снизить хрупкость, повысить водостойкость, общую и поверхностную прочность на всех этапах твердения, а также кардинально решить проблему выбивки. 2 табл. « г Ј

Физико-механические свойства смесей

Таблица 1

Таблица 2