Жидкостекольная смесь для изготовления литейных форм и стержней Советский патент 1982 года по МПК B22C1/02 

(5«)- ЖИДКОСТЕКОЛЬНАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ

I

Изобретение относится к литейному производству, в частности, к составам жидкостекольных жидких самотвердеющих смесей {};(СС) для изготовления форм и стержней с огнеупорными наполнителями, имеющими исходную температуру до 80С.

Известны составы смесей на основе огнеупорного наполнителя, связующего, отвердителя, пенообразователя и воды tU.

Указанные составы смесей находят применение для изготовления форм и стержней с огнеупорными наполнителями, имеющими исходную температуру не выше 35°С.

Известна жидкостекольная смесь, включающая в качестве добавки микробный «Ир, нейтрализованный едким натром. Г2. Данная смесь имеет неудовлетворительные физико-механические и технологические свойства .при использовании горячего наполнителя.

Наиболее близка к предлагаемой смесь для изготовления форм и стержней, содержащая огнеупорный наполнитель - кварцевый песок, связующее жидкое стекло, отвердитель - феррохромовый шлак, пенообразователь контакт черный нейтрализованный рафинированный и воду, следующего состава, насс.%:

Феррохромовый шлак 3.7

«О - Иидкое стекло5,5

Контакт черный нейтрализованный рафинированный0,1 Вода ,Э

15 Огнеупорный наполнитель Остальное З Смесь приведенного состава не обеспечивает получения требуемого комплекса физике-механических и тех20нологических свойств в процессе изготовления форм и стержней из ЖСС с огнеупорным наполнителем, имеющим исходную (в процессе приготовления смеси) температуру выше 35°С, а именно: име ет низкую устойчивость пены и связан ные с ней низкие живучесть ,и текучесть. Уменьшение устойчивости пены в смеси при повышенной температуре огнеупорного наполнителя происходит вследствие снижения вязкости раствор пенообразователя и возрастания скоро ти истечения жидкости из пленок пены Действие этих факторов усиливается одновременно испарением дисперсной среды и обезвоживанием пленок пены. Живучесть МСС характеризуется про должительностью времени, в течение к Jroporo смесь сохраняет свойство поДвижности или текучести и с ней можн осуществлять различные технологические операции - транспортировку, разлив в стержневые ящики или опоки и т.п. Способность смеси сохранять ука занные свойства зависит от индукцион ного периода твердения, т.е. времени от момента приготовления смеси до на чала ее затвердевания. Если индукционный период больше устойчиЬости пены, живучесть будет определяться устойчивостью пены, если индукционный период меньше устойчивости пены, живучесть определяется индукционным пе риодом. ЖСС приведенного состава с горя. чим наполнителем имеет низкую устойчивость пены в силу указанных выше при.чин. Кроме того, повышенная темпе ратура огнеупорного наполнителя, а следовательно, и смеси способствует ускорению процессов взаимодействия между двухкальциевым силикатом ферро хромового шлака и силикатами натрия жидкого стекла, уменьшая индукционный период, а следовательно, живучесть и текучесть смеси. Целью настоящего изобретения явля ется повышение текучести и живучести смеси при температуре огнеупорного наполнителя до . Для достижения поставленной цели жидкостекольная смесь, включающая ог неупорный наполнитель, феррохромовый шлак, нейтрализованный черный контак рафинированный, жидкое сте.кло, воду, допрлнительно содержит побочный продукт щелочной рафинации жиров и ма сел-соапсток при следующем соотношений ингредиентов, масс.%: Жидкое стекло .б-б, Феррокромовый шлак1 ,,6 Нейтрализованный черный контакт рафинированный 0,02-0,1 Соапсток П,.1-0,25 l.i-ZJ. Вода Огнеупорный наОстальноеполнитель Соапсток (ТУ 18 РСОСР ) редставляет собой побочный продукт елочной рафинации жиров и масел и редназначается для технических цеей. Общая Формула соапстока RCOO а, где R - обычно - С,-С. По органолептическим и физико-хиическим показателям соапсток должен соответствовать: консистенция при 20°С - от жидкой до мазеобразной , запах - специфический, свойственный соапстоку, полученному из различных масел и жиров; допускается слабый залах разложения продуктов органических веществ, содержание общего жира, I не менее25,0-30,0 содержание жирных кислот, не менее15 0 В общий )хир входят нейтральный жир и жирные кислоты, связанные в виде натриевых солей. Характерной особенностью натриевых солей жирных кислот в интервале температур 0-90°С является увеличение их растворимости с повышением давления внутри пузырьков пены, а также снижение поверхностного натяжения растворов. Эти факторы обусловливают высокую стабилизацию пены при повышенных температурах смеси, одновременно повышая живучесть смеси. Нейтрализованный черный контакт рафинированный (ГОСТ 13302-67) как пенообразователь обладает высокой пёнообразующей способностью и придает смесям сразу после их приготовления высокую текучесть, однако за короткий промежуток времени пена быстро опадает. Это связано с тем, что КЧНР, обладая высокой поверхностной активностью, имеет сравнительно низкое поверхностное натяжение. В предложенном составе смеси соапсток обеспечивает высокую устойчивость пены в смесях с огнеупорными наполнителями при температур1г до . Совместное сочетание пенообразователеи в определенных соотношениях позволяет получать WCC на горячих огнеупорных наполнителях с оптимальной текучестью и живучестью. Соапсток является биологически мягким веществом, не оказывающим на окружаю1цую среду вредного воздействия. В качестве отвердителя смеси могут быть использованы кроме феррохромового шлака нефелиновый шлам и т.п. В качестве огнеупорного наполнителя в составах смеси могут быть использованы песок формовочный по ГОСТ 2138-7, циркон, и т.п. Смесь приготовляют следующим образом. Сначала в специальных мешалках делают жидкую композицию, состоящую из жидких составляющих смесей (пенообразователей, связующего и воды). Для этоге в мешалку заливают расчетное количество пенообразователей (КЧНР и соапстока), затем воду и связующее, которые перемешивают 7-10 мин. Приготовление ЖСС производится известным способом в установках перио дического или непрерывного действия,, jB установках периодического действия в смеситель загружают огнеупорный наполнитель и Феррохромовый шлак, которые перемешивают 1-1,5 мин, после чего вводят расчетное количество жидФеррохромовый шлак 3.21,93,2 5,5it.e5,5 Жидкое стекло Соапсток 0,050,10,17 0,10,10,05 1,852,31,85 Огнеупорный напол89,391,089,13 нитель 91

Таблица 1 компоненты пекои композиции, и ремешивают еще 2-3 мин, после чего смесь подается по назначению. В установках непрерывного дейстВИЯ огнеупорный наполнитель и отвердитель подаются непрерывно в смеситель в заданной пропорции, где перемериваются с жидкой композицией, которая также подается непрерывно в заданной пропорции. Составы и свойства смесей приведены соответственно в табл. 1 и 2. Для приготовления ХСС применялся огнеупорный наполнитель, нагретый до при более низких температурах свойства смеси не ухудшаются, так как при этих температурах для проявления оптимальных физико-механических и технологических свойств создаются более благоприятные условия. Как следует из табл. 2, устойчивость пены, текучесть и живучесть предлагаемых составов смесей NW 2- при температуре наполнителя значительно выше, чем прототипа. Смесь N° 1, в которой соапсток содерй(ится меньше нижнего предела, имеет устойчивость пены, текучесть и живучесть, а смесь 5, в которой соапсток содержится больше верхнего предела, имеет повышенные устойчивость пены и живучесть, но низкую текучесть. k,6 3,23,7 6.Ц 5,55,5 0,25 0,3 0,02 0,010,1 I, 1,851,9 37,33, 89,1488,8 Устойчивость пены, 5,07,0 мин 179,0139,0 Текучесть, Па ,06,0 Живучесть, мин Прочность при сжатии, Па, 10 через: 2,52,3 ««,63,8 9,8,7 Газопроницаемость,ед. через:

Следовательно, оптимальными составами МСС с наполнителем, имеющим температуру до , следует считать составы Wr 2-i.

Составы смесей по изобретению могут быть использованы при изготовлении чугунных, стальных отливок и отливок из цветных сплавов. Усадка у смесей практически отсутствует.

По качеству поверхности отливки, полученные на предлагаемом составе смеси, не отличались от отливок, полученных с применением известной смеси. По визуальному наблюдению выбиг ваемость также была идентичной.

Применение огнеупорного наполнителя, имеющего температуру до 80С, дает возможность исключить необходимость охлаждения песков после сушки, сократить и упростить технологический процесс изготовления отливок.

Таблица 2

Оормула изобретения

Жидкостекрльная смесь для изготовления литейных форм и стержней, включающая огнеупорный наполнитель, феррохромовый шлак, нейтрализованный черный контакт рафинированный, жидкое стекло, воду, отличающаяся тем, что, с целью повышения текучести и живучести смеси при температуре огнеупорного наполнителя до 80С, смесь дополнительно содержит побочный продукт щелочной рафинации жиров и масел-соапсток при следующем соотношении компонентов, нас.%:

Жидкое стекло ,6-6,k Феррохромовый шлак 1,9-4,6 Нейтрализованный черный контакт рафинированный 0,02-0,1 Соапсток0,1-0,25 910123 1«42,0158,0189,0182,0 8,09,011,02,0 2,2,62,22,3 i+,,73,63,5 9,211,17,57,2

9 91030510

Вода 1,,32. Авторское свидететство СССР

Огнеупорный напол- N 530lf97, кл. В 22 С 1/10, 1975.

нитель Остальное.

Источники информации, 3 Инструкция по примене 1в по-

принятые во внимание при экспертизе : еерхностнр-активных веществ-замеии1. Технологические свойства жид-телей ДС-РАС в жидких самотвердеюцих

ких самотвердеющих формовочных сме-смесях, Л., бПТИлитпром 1977

.сей. М., Наука, 19б7.(р. 7. .,