Связующее для формовочных смесей
СОНИ СОВЕТСКИХ
И
РЕСПУБЛИК (g1)g В 22 С 1/18
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
К ASTOPCHOMV СВЩДТЕЛЬС1 ВУ
ГОСУДДРСТВЕННЦИ КОМИТЕТ
OO ИЗОЬРЕТЕНИЯЬГ И ОЧНРЫТИЯМ
ПРИ fHHY СССР (21) 3285769/02 (22) 04,05,81 (46) 23.05 ° 92. Бюл. 11 19 (71) Научно-исследовательский институт специальных способов литья (72) Б.С. Линецкий, С.Б. Кантор, Р,Л. Снежной, И.Б, Куманин, И.В. Матвеенко и Г.П. Галкин (53) 621.742.486 (088,8) (56) П.П. Берг "Формовочные материалы", Москва.: Машиностроение, 1963, с. 65.
Заявка Японии Н 54-35974, 11А, опубл. 12.08.75
Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам связующих для формовочных смесей. . Известно использование в качестве связующего для формовочных смесей жидкого стекла. Оно обеспечивает высокие технологические характеристи" ки смесей при низкой себестоимости.
Однако существенным недостатком таких смесей является низкая текучесть.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае" мому эффекту является связующее, coc" тоящее из жидкого стекла, воды и фосфата натрия или калия. Это связую" щее, представляющее собой кристаллогидрат, твердое при комнатной температуре, плавится в собственной гидратной влаге при нагреве до 323-338 К.
„„5U „„1026360 À1
2 (54) (57) СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ ФОРМОВОЧНЫХ
СМЕСЕЙ, включающее жидкое стекло, .Фосфат калия или натрия и воду, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения живучести связующего, оно дополнительно содержит гидрофильное вещество с коэффициентом влагопоглощения I-II при следующем соотношении ингредиентов, мас.Ф: фосфат калия или натрия 30-50,0; гидрофильное вещество с коэффициентом влагопоглощения I-II 1,0-1,8; вода 18-10, жидкое стекло остальное.
Использование такой композиции позвоМ ляет обеспечить высокую текучесть смеси при сохранении технологических свойств, присущих влажным жидкостекольным смесям. О
Однако указанное связующее харак- Я теризуется тем, что теряет влагу при ( хранении за счет ее выветривания. (1
Сокращение влагосодержания приводит 0 к потере прочностных свойств смеси.
Целью изобретения является увеличение живучести связующего.
Для достижения поставленной цели : Ъ связующее для формовочных смесей, включающее жидкое стекло, фосфат калия или натрия и воду, дополнитель-, но содержит гидрофильное вещество с коэффициентом влагопоглощения I-II при следующем соотношении ингредиентов, мас.Ф:
1026360
Фосфат калия или натрия 30,0-50,0
Гидрофильное вещество с коэффициентом влагопоглощения I-II 1,0-1,8
Вода 18-10
Жидкое стекло Остальное
Использование в составе связующего гидрофильного вещества, удерживающего влагу, предупреждает ее выветривание при хранении связующего и увеличивает живучесть связующего.
Гидрофильное вещество с коэффициl5 ентом влагопоглощения I-II выделяют в влагу при температуре 323-393 С, благодаря нагреву связующего, и обеспечивает прочность отвержденных образцов.
Количество гидрофильного вещества определяет общее равновесное влагосодержание связующего при хранении и выбирается в интервале значений
1,0"183 в зависимости от свойств гидрофильной добавки. Использование ее в количестве более 18> нецелесообразно вследствие загустевания связующего и падения прочности смеси.
Ввод менее 1,03 не оказывает существенного влияния на изменение влагосодержания связующего и прочности смеси при хранении. При использовании добавки с коэффициентом влагопоглощения менее l количество влаги, удерживаемое в связующем, недостаточно, что приводит к падению прочности. смеси до 3,5 кгс/смз, приготовленной с использованием связующего, хранившегося 14 дней. Прочность смеси со свежеприготовленным связующим соста- 40 вила 8,0 кгс/см .
Ввод добавки с коэффициентом влагопоглощения более 1 приводит к резкому загустению связующего.
При вводе добавок с коэффициен- 45 том влагопоглощения 1, например Формовочной глины, их оптимальное количество Составляет 13-153. В случае использования добавок с коэффициентом влагопоглощения 2-3, например $9 литейного бентонита, его оптимальное содержание 7"103. Ввод добавок с коэффициентом .влагопоглощения 3-6, например активного бентонита, желателен в пределах 4-63. Использовайие у же веществ с коэффициентом влагопоглощения 6-11; например крахмалита..
3КР-1, оптимально.в количестве 1,0" . З,И.
Количество вводимого фосфата натрия или калия определяет скорость перехода смеси в сыпучее состояние.
Ввод его менее 303 от общей массы связующего приводит к удлинению процесса, а введение более 503 приводит к мгновенному отверждению связующеI го, препятствует распределению noc-< леднего по зернам наполнителя, сни" жая прочность смеси, и поэтому может быть рекомендовано только при
"горячем" или "теплом" плакировании.
При использовании в качестве фосфата натрия или калия двенадцативодного тринатрийфосфата оптимальным является его содержание в пределах 43-483.
Содержание жидкого стекла выбирается из соображений получения опти" мальной прочности отвержденных образцов.
Количество вводимой влаги в приводимых примерах связующего не должно превышать 183, так как дальнейшее ее увеличение приводит к росту продолжительности перехода смеси в cy" хое состояние и снижению текучести готовой смеси.
Снижение содержания влаги ниже
104 приводит к снижению прочности смеси вследствие затрудненного распределения связующего по зернам наполнителя.
В качестве огнеупорного наполни теля в экспериментальных составах смесей использовали песок марки .
К 016А. В составах связующего применяли жидкое стекло плотностью 1,461,48 г/см при модуле 2,6-2,8, в качестве фосфата использовали тринатрийфосфат двенадцативодный, в качест-.: ве гидрофильных добавок - литейный и активированный бентониты производства НРБ, молотую глину Дружковского карьера марки ДИ-2, крахмалсодержащие продукты (крахмалит ЭКР-1).
Связующее готовили следующим образом.
Гидрофильную добавку смешивали с нагретой водой и выдерживали до полного набухания. Оптимальным является нагрев до 333-363ОС при использовании органических добавок и до 353-368 К при вводе неорганических. Далее после охлаждения до 333-348 К при постоянном перемешивании вводят нагретое до той же температуры жидкое стекло и затем Фосфат натрия или калия.
Для иллюстрации изобретения приготавливали смесь с содержанием свя"
10 зующего в пересчете на жидкое стекло бь.
Составы применяемого связующего,, иллюстрирующие изобретение и соответствующие им физико-механические и технологические свойства смесей, приведены соответственно в табл.1 и 2.
Живучесть .связующего оценивали по прочности на разрыв отвержденных образцов, изготовленных из смесей на изобретенном связующем.
Как следует.из табл.1 и 2, при использовании связующего по изобретению возможно использование связующего, хранившегося две недели, без отрицательного влияния на прочностные свойства смесей.
Полученное связующее может быть использовано сразу после приготовления и введено непосредственно в смеситель в жидком состоянии, Наполни.тель может быть нагрет. Возможно охТа бли ца1
Содержание ингредиентов в связующем, мас.4 связующих фосфат натрия или калия жидкое стекло вода (8
8
8
8 ,8
0,5
14
18
0,5
8
18
0,5
;1
3
5
7
9
11
12
13
14
l5
16
17
18
19
21
22
23
45 .39
37
33
29
27
53
48
33
28
23
40,5
27
23
22
40,5
33.
23
22
40,5
10 45
8 45
10 45
14 45
18 45
20 45
14 25
14 30
14 45
14 50
14 55
14 "45
14 45
1.4 45
14 45
14 45
14 45
14 45
14 45
14, 45
14 45
14 . 45 . 14 45
14 45
6 лаждение, размельчение связующего и хранение его в порошкообразном виде.
Для приготовления смеси его будет необходимо расплавить перед введением в смесеприготовительный агрегат, куда уже загружен нагретый либо хо-. лодный наполнитель. Возможно введение связующего в смеситель в тверО дом, порошкообразном виде, тогда на" полнитель необходимо нагреть до температуры не менее 323 K.
Внедрение состава взамен сухих смесей на синтетических смолах позво15 лит улучшить санитарно-гигиенические условия труда за счет исключения токсичных материалов при литье в оболочковые формы и облицованные кокили.
Предполагаемый экономический эф"
2О фект от использования связующего по изобретению взамен смолы Сф015 при литье в оболочковые формы и облицованные кокили составит не менее
5 руб. на 1 т отливок. гидрофильное вещество коэффициент водопоглощения
2"3 3-6 6-11
102%330
Продолжение табл.
Содержание ингредиентов в мас.Ф связующем, связующих гидрофильное вещество коэФфициент водопоглощения вода
Фосфа.т натрия или калия жидкое стекло
3-6 6-11
1-2 2-3
23
22
4.0, 5
39
23
18
19.
14 45
14 45
14 45
14 45
14 Ю5
14 45
14 . 45
26
27
28
29
0,5
2
18
19 Таблица2
Физико-механические и технологические свойства смеси связующих соотСкорость перехода смеси в сыпучее состояние
Текучесть
Прочность на разрыв образцов кг/см2 отвержденных ветстчерез 14 дней после изготовления связу" ющего в день изготовления связующего венно табл. 1
3
5
10,0
3,0
8,0
13,0 .
14,0
15,0
3,0
3,0
8,0 .13,0
12,0
12,0
8
11
12
13
14
16
17
18
19
21
22
23
24
26
27
12,0
12,0
13,0
9,0
4,0
9,0
9,5
7,5
4,0
3,0
9,0
9,5
13,0
4,0
2,5
9,0 .-..1 О, 5
11
4,0
2,0
9,5
ll 11,0
12,0
13,0
9,0
4,0
3,0
5,5
6,5
4,0
3,0
3>5
5,0
13,0
4,0
2,5
4,0
6,5
11
4,0
2,0
4,0
8„0
26оо
3200.
3200
19
6
14
22
26
28
22
14
21 .
19
16
3
19
16
14
5
17
13
8
16
10
1026360
Продолжение табл.2
Физико-механические и технологические свойства смеси
ЮЮЮЮ»Ю»
Прочность на разрыв образцов кг/смз отвержденных
Текучесть в день изготовления связующего
29
Редактор О. Филиппова Техред N,HopreHTa Корректор.й. Самборская
Заказ 2439 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, 1осква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 связующих соответственно табл.1
12
4,0
2,0 через 14 дней .после изготовления связующего
° а °
12:
4,0
4,0
3200
Скорость перехода смеси в сыпучее состояние
9
