Отвердитель керамической суспензии с этилсиликатным связующим Советский патент 1980 года по МПК B22C1/10 

Изобретение относится к области литей ного производства, а именно к формовочным материалам для керамических литейных форм по постоянным моделям с п{зй менением отвердителей суспензии. Известные отвердители керамической суспензии с этиж;иликатным связующим представляют собой растворы щелочей, амины и ок{{слы щелочноземельных металлов 1 Наиболее близким к изобретени10 по теснической сущности и достигаемому эффекту является отвердитель керамической суспензии, включающий окислы щелочнозё мепьных металлов и борную кислоту в качестве стабилизатора водородного показателя 2. Окись магния () в качестве отвер дителя может использоваться только в виде разбавленных водных растворов. Исполь зование порошка окиси Магния и окиса кал ПИЯ (, СаО) для отверждения суспензий невозможно ъ виду их высокой актиб- ности. Связующие без органических растворителей при использовании в качестве : твердителей растворов необходимо приготавливать более концентрированными (часть воды для приготовления связующих расходуется на приготовление отвердителя), что значительно снижает их стойкость и живучесть. Такие связующие могут храниться т м1ько 5-16 ч. Все это усложняет технолсяический процесс, Целыр изобретения является упрощение технологического процесса при снижении стоимости отвердителя и сохранении технологических свойств керамики. Указанная цель достигается .тем, в качестве вещества на основе окислов щёлочноземельных металлов отвердитель Содержит шлак феррохромового производгства при следующем соотнощении ингредиентов, вес.%: шлак феррохромового производства 60-70, борная кислота 30-40. Окись кальция и окись магния (СаО и MCfO), входящие в состав шлака феррохромового производства, не являются чистымй веществами, а входят в состав минералов. В связи с этим они имеют более низкую активность по сравнению с чистыми веществами СаО и MpfO. Это обеспечивает более плавное огелевание связующего, а затвердевание происходит во всем объеме равномерно, без образования сгуст. ков геля, В присутствии FeO, Сг 0, родящих в состав шлака, во время прокаливания при 9ОО-950°С, связующее переходит в кристаллическое состояние и образует высокотемпературную модификацию - тридиМит. После охлаждения форм связующее остается в виде тридимита. За счет образования тридимита происходит упрочнение форм после прокалки./ Кроме того, FeO и , вступая во взаимодействие с при прокаливании, образуют соединения, способствую- 20 щие Повышению прочностных свойств форм, особенно в горячем состоянии. Изменение содержания 21О2И А Ej О в составе шлака не оказывает влияния на процесс затвердевания и прочностные свойства форм. 25 Отвердитель по изобретению, состоящий из феррохромового шлака и борной кислоты, позволяет стабилизировать длительность твердения форм за счет образования буферных систем щелочного характера в водных растворах, причем величина рН раствора постоянна и равна 11-12. При введении в такой раствор ионов Н или ОН степень диссоциации борной кислоты или окислов, входящих в состав фёррохромового шлака, изменяется и рН раствора остается постоянной. Таким образом, отверждение суспензии, скорость которого определяется величиной рН среды, протекает в условиях постоянного водородного показателя и вре,мя твердения керамической масжы не изменяется при отклонениях в дозировании исходных компонентов. В табл. 1 показаны примерьг вьтолнения с применением известного отвердителя (состав 1) и отвердителя по изобретению (состав 2), :Таблица 1 К От Ню но ва Вр Пр 40 из Пр ра Пр 45 сж Га Га но

Отвердитель по изобретению готовят путем перемешивания фёррохромового шлака и борной кислоты в размалывающих бегунках в течение 10-15 мин.

Керамическую fviaccy готовят путем перемешивания связующего (гидролизованного раствора этилсиликата) с наполнителем (пылевидным кварцем, кварцевым песПродолжение табл. 1 ерамическая суспензия: Связующее22,02О,0 Кварц пилевидный5О,О56,0 Песок кварцевый18,О20,0 Керамическая крошка1О,О4,0 вердитель: . Окись магния (4%-ный раствор) 2 . - (от веса суспензии) Шлак феррохромового произ6О-70водства (от веса отвердите- ля) . 1,0-3,0 ЗО-4О Борная кислота (от веса (от веса отсуспен- вердителя) зии) ке приведены техлогические свойстсуспензии1 2 емя отверждения, мин 8-96-9 едел прочности при гибе, кгс/см 6,1-7,6 5,15-6,0 едел прочности при стяжении, кгс/см 2,0-2,6 1,5-2,5 едел прочности при атии, кгс/см 28-37 30-35 18-29 зопроницаемость, ед отворная способ1,0-2,5 1,0-3,0 ть, CMvr 57 ком, керамической крошкой и другим) в тихоходной лопастной мешалке в течение 5 мин с последующим вводом отвердите- ля в количестве 11О-150 г на 1 л связующего. В табл. 2 показано изменение длите ности твердения керамической суспензии в зависимости от количества отвердителя и соотношения феррохромово17О шлака и борной кислоты в его составе. Т а б л и Как видно из приведенньтх примеров, длительность твердения керамической ма сы в зависимости от колебания состава отвердителя и его колггчества в керамической массе в указанных пределах существенно не Изменяется. Применение отвердителя по изобретению позволяет значительно упростить про 9 цесс изготовления керамических форм по постоянным моделям за счет стабилизации проаесса отвержаения керамической суспензии при введений порошкообразного отвердителя без ухудшения технологических свойств форм; позволяет снизить CTXV имость отвердителя:, поскольку шлак феррохромового производства в 24 раза де- щевле окиси магния. Формула изобретеиия Отвердитель керамической суспензии с этилсиликатным связуюшн, включающий окислы щелочноземельных металлов и борную кислоту в качестве стабилизатора водородного показателя, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологического процесса при сннжеиии стоимости отвердителя и сохранении технологических свойств керамики, в качестве вещества на основе окислов щелочноземельных металлов отвердитега. содержит щлак феррохромового производства при следующем соотношении ингредиентов, вес.%: щлак феррохромового производства 6О-7О, борная кислота ЗО-4О. Источники информации, принятые во внимание при 1.Иванов В. Н., Зарецкая Г. М., Литье в керамические формы по постоянным моделям. М., Мащиностроение, 1975, с. 41. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2488023/22-О2, кл, В 22 С 1/10, 1977.