Отвердитель для самотвердеющих смесей,используемых при изготовлении литейных стержней и форм

 

ОТВЕРЛИТЕЛЬ ДЛЯ САМОТВЕРДЕЮЩЙХ СМЕСЕЙ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ЛИТЕЙНЫХ СТЕРЖНЕЙ И ФОРМ, в виде гидрограната кальция состава ЗСаОАС20 Х 5102уН О, о т л и а ющ и и с я тем, что, с целью увеличе;ния живучести смеси и повышения прочности стержней и форм, на завершающем этапе затвердевания гидрогранат кальция содержит «Oj и HjO в следующих количествах, моль: X 0,27-1,00; 0,5-1,2.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11)

4(S1) В 22 С 1/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 1

К ABTOPCHOMQ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2922324/22-02 (22) 22.02.80 (46) 23.01.85 Бюл. № 3 (72) А.И.Алексеев, В.Я .Абрамов, Ю.Ф. Боровский, В.А. Баранов, В. С. Одинец, В.Н.Смирнов и А.С.Ковалев (53) 621.742 ° 4(088.8) (56). 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 343506, кл. В 22 С 1/10, 1971

2. Авторское свидетельство СССР № 668156., кл. В 22 С 1/10, 1976. (54) (57) ОТВЕРДИТЕЛЬ ДЛЯ САМОТВЕРДЕЮЩИХ СМЕСЕЙ, ИС ОЛЬЗУИЫХ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ЛИТЕЙНЫХ СТЕРЖНЕЙ И ФОРМ, в виде гидрограната кальция состава

ЗСаО А1 0 . xeiog уН О, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличе-. ния живучести смеси и повышения прочности стержней и форм, на завершающем этапе затвердевания гидрогранат кальция содержит э10 и Н О в следующих количествах, моль:

=0 27-1,00; =0,5-1,2.

1 109419

Изобретение относится к области литейного производства, а именно к составам отвердителей, используемых для самотвердеющих стержневых и фор.мовочных смесей со связующим, преимущественно на основе водорастворимых лигносульфонатов.

Известен отвердитель для самотвердеющих смесей со связующими на основе водорастворимых лигносульфонатов, 1D содержащий безводный трехкальциевый алюминат, силикат кальция, алюмоферритную фазу и пятикальциевый триалюминат (1) .

Данный отвердитель синтезируется (5 . иэ известняка и различных глиноземсодержащих материалов (технического глинозема, боксита, алунита, каолинитовой глины и т.п.) путем высокотемпературного обжига гранулирован- 2D ной и хорошо перемешанной шихты при температуре 1400-1500 С. о Однако такой отвердитель нестабилен по составу (содержание трехкальциевого алюмината в нем колеблется 2S в весьма широких пределах — от 25 до 98 по массе), дорогостоящ ввиду необходимости упомянутого высокотемпературного обжига и не обеспечивает высоких прочностных характерис- ЗО тик стержней и форм.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо му результату является отвердитель, для самотвердеющих смесей, используе

35 мых при изготовлении литейных стержней и форм, в виде гидрограната кальция состава ЗСаО А3 0 xg» 0 УН<0, где 11 = 0,01-0,25 и Y =1,3-1-7 (в молярных долях). (2) .

Из приведенных соотношений следует, что в качестве гидрограната используется кристаллогидрат со средним содержанием воды 1,5 моль.

Живучесть самотвердеющих смесей со связующим на основе водорастворимых лигносульфонатов и с указанным отвердителем составляет 5-12 мин, что не всегда оказывается достаточным при изготовлении крупных стержней и форм. Кроме того, нуждаются в дальнейшем улучшении прочностные характеристики стержней и форм на завершающем этапе их затвердевания.

Целью изобретения является увели- 55 чение живучести смеси, повышение . прочности стержйей и форм на завершающем этапе затвердевания.

2 з

Для достижения поставленной цели отвердитель. для самотвердеющих смесей, используемых при -изготовлении литейных стержней,и форм,в виде. гидрограната кальция состава ЗСаО "А1 0 °: 5» О . Y Н О содержит g» О и Н О в

2 -2 следующих количествах, мол:

Х =0,27-1,00;

=0,5-1,2

IIpH молярном содержании 5»0g H

Н О (Х и 11) ниже нижних обусловлен2. ных пределов не достигается требуемых повышения живучести и прочности смесей, а при молярном содержании их выше верхних обусловленных пределов наблюдается снижение гидравлической активности отвердителя, в результате чего не отмечается дальнейшего нарастания прочности смесей.

Исходным материалом для получения гидрограната описываемого состава служит трехкальциевый гидроалюминат

ЗСаО A8Z0 6Н О, который, в свою очередь, получают путем взаимодействия окиси кальция и гидроокиси алюминия, растворенной в водном растворе гидроокиси натрия, причем молярное соотношение оксидов кальция и алюминия подбирают равным 3:1.

Далее путем обработки трехкальцие. вого гидроалюмината в алюминатном растворе, содержащем 10Х по массе оксида натрия, 10Х по массе оксида алюминия, 0,3 по массе двуокиси кремния и остальное до 100Х по массе — вода, получают промежуточный гидрогранат состава ЗСаО АЗ<0 1(6»Э

° (6-2х,)Н О, причем реакцию получения указанного гидрограната проводят при умеренном нагреве (не более 100 С).. о

Гидрогранат с составом по изобретению получают из промежуточного гидрограната путем его термообработки в температурном интервале 320410 С (ниже 320 С гидрогранаты кальция требуемого состава не образуются, а выше 410 С разлагаются с получейием инертных оксидов кальцйя и алюминия).

Отвердитель по избретению целесообразно использовать в составе самотвердеющих смесей, содержащих в качестве связующего водорастворимые лигносульфонаты, например концентра= ты сульфитно-дрожжевой бражки.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

Трехкальциевый гидроалюминат (ЗСаО A/<0 . 6Н О) в количестве 1 кг

192

Таблица 1

Т емперату- Содержание

pa Oc в отвердиСодержание

SiO в промежуточном гидрогранате кальция соста ва ЗСа0 А1 0 " к SiO (6-2х), 0

Ii O, мольные доли теле состава ЗСа0

° А1 0 s Si02 (1 5-x)H,O,мольные доли

340

0,18

0,27

0,54

360

0,37

380

0,79

0,58

410

0,71

1,0

3 1094 обрабатывают 10 л алюминатногo щелочного раствора, содержащего 100 г/л оксида алюминия, 100 г/л оксида нат- рия 3 г/л двуокиси кремния (остальЭ о ное - вода), в течение 3 ч при 95 С.

В результате получают промежуточные гидрогранаты кальция, которые подвергают термообработке в зависимости от содержания двуокиси кремния в гидрогранатах кальция. !О

Промежуточные гидрогранаты кальция и полученные на их основе отвердители в виде гидрогранатов требуемо-. го состава (по изобретению) показаны в табл. 1. 15

Для оценки эффективности отвердителей по изобретению приготавливали формованные самотвердеющие смеси и с использованием кварцевого песка

1КО16А и концентрата сульфитно-дрожжевой бражки с кальциево-натриевым варочным основанием и с плотностью

1,24-1,28 г/см.

Составы смесей 1-4 с отвердителем по изобретению и составы смеси 9 5 и 6 с отвердителем согласно известному техническому решению (2) приведе-. ны в табл. 2.

Песок формовочный и частично дегидратированные гидрогранаты кальция перемешивают в смесителе в течение

2 мин, затем вводят концентраты сульфитно-дрожжевой бражки и все компоненты перемешивают в течение 1,5 мин.

Результаты испытаний смесей 1-6 приведены в табл. 3.

Сравнивая результаты, полученные при испытаниях сходных по составу смеси l (с отвердителем по изобретению) и смеси 5 (с отвердителем по прототипу), а также смесей 2-4 (с отвердителем по изобретению) и смеси 6 (с отвердителем по прототипу), видим, что отвердитель по изобретению обеспечивает получение самотвердеющих смесей с повышенной живучестью, а также с существенно более высокой прочностью на завершающем зтапе затвердевания (через 24 ч). Это позволяет улучшить качество стержней и форм и соответственно качество отливок. !

1094192

Та блица 2

Наименование ингредиентов с отвердителем по

Кварцевый песок 1КО-16А

Сульфитно-дрожжевая бражка

Отвердитель в виде гидрограната кальция с содержанием SiO (х) и

Hzo (у): х=0,37; у=1,13

3 .. 5 х=0,58; y=0,92 х 0,71; y=0,79

:х=0,13; у=1,5 (по прототипу) 3 5.

Таблица 3

Показатели свойств для смесей 9N-". с отвердителем по прототипу

5 (6

8.15-17 22-25 25-35 35-45 5

Живучесть, мин

Прочность на сжатие, кгс/см, через:

1 ч

10

18

3 ч

24 ч

17

26

018 005 005 0,11

Нет данных

Осыпаемость, Ж: 1НЮШВ Заказ 123/3 Тираж 746 дод йисыое

Патент", г.Ужгород, уа,дроектная, 4

Свойства смесей

Содержание ингредиентов, вес.ч. в смесях

100 100 100 100 100 100

5 7,5 7,5 7,5 3,5 8,5

1! 2 3 4