Связующее для керамической суспензии

 

1.СВЯЗУЩЕЕ ДНЯ КЕРАМИЧЕСКОЙ СУСПЕНЗИИ, используемой при изготовлении литейных форм, включающее этилсиликат, органический растворитель , воду, упрочняющую добавку, отличающееся тем, что, с целью повьшения прочности форм при температурах их прокаливания, связующее в качестве упрочняющей добавки содержит водный раствор бишофита плотностью 1,3 - 1,5 г/см при следующем соотношении ингредиентов , мас.%: Органический раст50 ,0-58,0 воритель Водный раствор бишофита плотнос ,3 1,5- 5,0 тью 1,3 - 1,5 г/см 3,0- 7,0 Вода Остальное Этилсиликат 2. Связующее по п.1, о т л и чающееся тем, что водный раствор бпшофита имеет следующий состав, мас.%: Хлорид магния Хлорид кальция Хлорид натрия Хлорид калия Хлорид лития Бром Бор Вода

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) И1) 4(51) В 22 С 1/16

ОписАние изОБРетени1

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

29,78-45,59

1,11- 1,12

0,76-0,78

0,39- 1,04

0,002-0,008

0,44- 0,8!

0,016-0,043

О ст ал ьное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3550610/22-02 (22) 23.11.82 (46) 23.01.85. Бюл.¹ 3 (72) 10.Ã.Õìåëåâ, О.Ф,Фролов, Ю.И.РУбенчик, Б.Г.Восходов, В.П.Золотов, В.П. Горин, Е.К. Гончаров, Г.M.×óõнин и П.И. Лиманкин (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт технологии химического и нефтяного аппаратостроения и Волгоградский ордена

Трудового, Красного Знамени политехнический институт (53) 621.742.48(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 637!92, кл. В 22 С. 1/00, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР № 900929, кл. В 22 С 1/22, 1982.

3. Авторское свидетельство СССР № 395157, кл. В 22 С 1/00, .1974. (54)(57) !.СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ КЕРАМИЧЕСКОЙ СУСПЕНЗИИ, используемой при изготовлении литейных форм, включающее этилсиликат, органический растворитель, воду, упрочняющую добавку, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения прочности форм при температурах их прокаливания, связующее в качестве упрочняющей добавки содержит водный раствор бишофита плотностью 1,3 — 1,5 г/см у при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Органический растворитель 50,0-58,0

Водный раствор бишофита плотностью 1,3 - 1,5 г/см 1,5- 5,0

Вода 3,0- 7,0

Этилсиликат Остальное

2. Связующее по п.!, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что водный раст- I вор бпшофита имеет следующий состав, мас. 7.:

Хлорид магния

Хлорид кальция

Хлорид натрия

Хлорид калия

Хлорид лития

Бром

Бор

Вода

Изобретение относится к литейному производству, а именно к получению связующего на основе гидролиэованного раствора этилсиликата, применяемого для изготовления керамических форм и стержней по постоянным оделям> а также литейного огнеупорного покрытия краски для песчаных ли.— тейных форм.

Известно связующее, применяемое для изготовления керамических форм, которое содержит ацетон, эпоксиднодиановую смолу, воду, соляную кислоту, этилсиликат (1) .

Недостатком такого .состава является низкая прочность керамики после ее прокаливания. Введение в состав связующего эпоксиднодиановой смолы может повысить прочность керамики только до прокаливания. После прокаливания при 900 С эпоксид нодиановая смола и ее производные выгорают, так как температура ее деструкции 350-400 С и в итоге керамика о, разупрочняется.

Кроме того, данное связующее не обеспечивает прочное литейное покрытие противопригарную краску) на,. песчаных литейных формах и стержнях.

Из вест на смесь для из готовле ния литейных стержней и форм. теплового отверждения, содержащая мочевиноформальдегндное связующее, фенолформальдегидное связующее, водный раствор бишофита, нефтяные масла (дистилят- 35 ные сернокислотной очистки)и огнеупорный наполнитель.

Водный раствор бишофита в составе смеси повышает прочность литейных форм и стержней P) . 4O

Однако в данном составе, предназначенном для получения форм и стержней по горячим ящикам при тепловом отвержцении, применяются мочевиноформальдегидное и фенолформальдегидное связующее, которое в сочетании с водным раствором бишофита с другими компонентами, приведенными в составе смеси, не обеспечивают прочность форм и стержней при высоких темпер - 50 турах (свыше 900 С), так как состав относится к ниэкотемпературным.

Смесь рasмягчается при температурах выше "400 С, а связующее выгорает.

Наиболее близкой по техническому 55 существу и достигаемому результату является смесь, включающая этилсили" кат, органический растворитель, во1135522 3 ду и упрочняющую добавку. Введение в качестве упрочняющей добавки водного раствора поваренной соли в составе гидролизованного этилсиликата обеспечивает повышение прочности керамики во время ее прокалки при

900 С 13 .

Однако наличие в известном составе керамики натрия при 800 С в структуре связующего гидролизованного этилсиликата формирует дисиликат натрия(На О 28» 0), температура размягчения которого 874 С.

Присутствие дисиликата натрия в связующем керамики, т.е. по всей ее структуре и сечению керамического изделия формы или стержня) при температурах заливки последних металлом, нарушает геометрию формы и стержня из-эа низкой их прочности при высоких температурах (выше 900 С).

0, Искажение геометрии керамических форм и стержней повышенной |I-П) группы сложности обеспечивает значительный их брак (10-12X)..

ЧаЛичие в структуре керамики силиката натрия, являющегося активным соединением по отношению к жидкому металлу, приводит к образованию по поверхности отливок пригара (в основном химического) и ухудшает чистоту поверхности отливок до1» =40..2

60 мкм.

Цель изобретения — повышение прочности форм при температуре их прокаливания.

Указанная цель достигается тер», что связующее для керамической суспензии, используемой при изготовлении литейных форм, включающее этилсиликат, органический растворитель, воду, упрочняющую добавку, в качестве упрочняющей добавки содержит вод-. ный раствор бишофита плотностью

1,3 — 1,5 г/см при следующем соотношении ингридиентов, мас.X:

Органический растворитель 50,0-58,0

Водный раствор бишофита плотностью

1 3 - 1,5 г/см 1,5- 5 0

Вода 3,0- 7,0

Зтилсиликат Остальное

При этом раствор бишофита имеет следующий состав,мас.X:

Хлорид магния 29,78-45,59

Хлорид кальция 1, 11- I 12

Хлорид натрия 0,76- 0,78

I I 35 ас.Х, в составе

Основа

Этилсиликат

Основа

57-58

Основа Основа

Ацетон

Органический растворитель

58.

7-8Х-ный Водный раствор поваренной соли

16-18

Хлорид калия О, 39- 1,04

Хлорид лития 0,002- 0,008

Бром 0,44- 0,81

Бор 0,016- 0,043

Вода ..Остальное

Связующее приготавливают следующим образом.

В гидролизатор заливают предварительно смешанный органический растворитель (например, ацетон) с водой. 10

Включают гидролизатор и порциями добавляют этилсиликат-40. Перемешивание проводят в течение 1 ч при вращении винта со скоростью 2500 об/мин.

Далее добавляют водный раствор бишофита и продолжают гидралиэ до 1,5 ч.

Связующее используют сразу для изготовления как керамических смесей, так и для литейного противопригарного покрытия. 20

В табл. 1 приведены предлагаемые (2 — 4) и известный,(1) составы связующих.

Керамическую суспензию со связующим приготаливают следующим образом.

В мешалку заливают расчетное количество связующего (25 мас.%) и включают ее. Порциями вводят составляющие смеси: пылевидный кварц ПКI (45 мас.Х) и кварцевый песок IК0315 (30 мас.%). Перемешивание проводят

30 при вращении винта 11=2000 об/мин . в течение 10-15 мин. При получении однородной консистенции вводят геле-. образователь, например полиметилсилазан, в количестве 0,5 мас.Х и эа- ЗЗ ливают смесь в форму до ее затвердевания.

В табл.2 приведены физико-механические и технологические характеристики керамической смеси. Водный раст-40

522 4 вор бишо ита имеет плотность 1,3—

1,5 г/см, основными соединениями в составе бишофита являются MgC12 и СаС12. Участие данных веществ в гидролиэе этилсиликата и последующем формировании структуры связующего в керамике при высоких температурах (выше 900 С) через их раэло0 жение и последующий синтез с кремне.— земом образует в структуре сложные соединения типа MgO SiO или СаО ИдО»

%2SiOg.

Образование в структуре связующего термостойких соединений типа

Mg0 CiOiSiO или MgOiSiOg обеспечивает высокую термохимическую устойчивость связующего в керамике к расплавленному металлу в контактном слое металл - форма и повышает качество поверхности отливок с g =40z=

60 мкм до О< =10-30 мкм (табл.2/.

Кроме того, кислый характер химических соединений водного раствора бишофита обеспечивает активный процесс гидролиэа этилсиликата и исключает общепринятый для этого катализатор — кислоты (соляная, серная и т.д.) ° Это упрощает процесс получения и приготовления связующего и улучшает санитарно-гигиенические условия труда.

Таким образом, применение предлагаемого позволяет увеличить прочность керамических форм и стержней при вы соких температурах (выше 900 С)в

1,2 — 1,7 раз, сократить брак керамических форм и стержней с 10-12 . до 1-3Х, повысить чистоту поверхности отливок и сократить время технологического процесса..

Таблиц а l

1135522

Продолжение табл. 1

Количественное содержание, мас. Х, в составе

I l

Ингредиенты

Соляная кислота

1,0-0,5

Вода

1,5

Таблица2.

«ф те ств отл

Прочность керамики на изгиб, МПа, при температуре, С

1300

Размя гченное

7,5-. 8,3

5,4-5,7

6,2-6,7 состоянйе

4,8-5 2

900

1,0

1,0

2,0

1,5

Время гидролиза, ч

Дефект отливок от керамических стержней (брак), 7. 10-12

2,5-3,0 1,5-2,6

1,0-1,5

Качество отливок шероховатость), мкм

20-10

20-10

40-60

20-39

Составитель И. Куницкая Редактор А.Мотыль Техред N.Ãåðãåëü Корректор Г,Решетник

Заказ 10147/5 Тираж 746 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1)3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Водный раствор бишофита плотностью 1,3 — 1,5 г/см

3 4 ойств при использовании составов