Состав для пропитки пористых материалов

 

1. СОСТАВ ДЛЯ ПРОПИТКИ ГЮРИСШХ МАТЕРИАЛОВ, например отливок . включающий жидкое стекло, дисперсный минеральный материал, неорганический пигмент, добавку, концентрирующуюся в поверхностном слое состава, отличающийся тем что, с целью предотвращения его растрескивания путем уменьшения усадки при одновременном сокращении продолжительности отверждения, а также снижения себестоимоЬти, состав в качестве дисперсного минерального материала содержит кремнегель отход производства суперфосфата при следующем соотношении ингредиентов , мас.%: Кремнегель - отход производства суперфосфата (в пересчете на сухое) 1,0-5,0 Неорганический пигмент (в пересчете на сухое)0,5-4,0 Добавка, концентрирукнцаяся в поверхностном слое состава (в пересчете на сухое)0,02-0,5 Жидкое стекло Остальное 2.Состав по п. 1, о т л и ч аю щ и и с я тем, что в качестве добавки, концентрирующейся в по (Л верхностном слое, он содержит алюминиевую пудру и/или высокодисперсНЫ& углерод. 3.Состав по п. 1,отличаю щ и и с я тем, что, с целью повывхения егостойкости к расслаиванио и вибрации, он дополнительно содержит бентонит и/или тонкоизмельел ченный асбест в количестве 1,0Ф 4,5 мас.%. 00 4.Состав по шт. 1 и 3, о т л иО чающийся тем, что, с целью улучшения смачивания гидрофобных металлических поверхностей, он дополнительно содержит перманганат или хромат калия в количестве 0,010 ,05 мас.%.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ соцИАлистичесних

РЕСПУБЛИК (19) (! I) А г

4()) В 22 С 3/00; С 09 J 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ н aB TDPCkQMV СВИДЕТВВСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ ТИЙ (2i) 3571900/22-02 (22) 08.02.83 (46) 23.05.85. Вюл. Н 19 (72) Е.И. Еремеев, Б.И. Щепачев, А.А. Семененко, В.И. Кошелев, А.И. Пимпов н П.Я. Хоменко (53) 621.747.581(088.8) (56) 1. Патент США В 32 14287, кл. 117-49, опублик. 1965.

0,5-4,0

2. Еремеев E.È и др. Пропитывание пористых алюминиевых отливок жидкостекольными зидкостями. — "Литейное производство", 1978, Р 8, с. 30-31. (54)(57) 1. СОСТАВ ДЛЯ ПРОПИТКИ

ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ, например отливок ° включающий жидкое стекло, дисперсный минеральный материал, неорганический пигмент, добавку, концентрирующуюся в поверхностном слое состава, отличающийся тем, что, с целью предотвращения его растрескивания путем уменьшения усадки при одновременном сокращении продолжительности отверждения, а также снижения себестоимости, состав в качестве дисперсного минерального материала содержит кремнегель— отход производства суперфосфата при следующем соотношении ингредиентов, мас.X:

Кремнегель — отход производства суперфосфата (в пересчете на сухое) 1,0-5,0

Неорганический пигмент (в пересчете на сухое)

Добавка, концентрирующаяся в поверхностном слое состава (в пересчете на сухое) 0,02-0,5

Жидкое стекло Остальное

2. Состав по п. 1, о т л и ч аю щ н и с я тем, что в качестве добавки, концентрирующейся в поверхностном слое, он содержит алюминиевую пудру и/или высокодисперсный углерод.

3. Состав по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения его стойкости к расслаиванию и вибрации, он дополнительно содержит бентонит и/или тонкоизмельченный асбест в количестве 1,04,5 мас.X.

4. Состав по пп. 1 и 3, о т л ич а ю шийся теи, что, с целью улучшения смачивания гидрофобных металлических поверхностей, он дополнительно содержит перманганат или хромат калия в количестве р,р10,05 мас.X.

1156809

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам, используемым для восстановления герметичности пористых отливок из черных и цветных металлов, и может быть применено для различных материалов, в которых требуется устранить пористость.

Для восстановления герметичности литых деталей, забракованных иэ"за сквозной пористости, их подвергают пропитке специальными составами органического или неорганического происхождения.

Известен пропиточный состав 13 на основе жидкого стекла, содержащий следующие компоненты, мас ° %:

Жидкое стекло 97

Сульфат алюминия 1,2

Сульфат бария 0,15

Фт о ро с или кат натрия 0,25

Окись марганца 0,3

Окись кобальта 0 15

Окись висмута 0.1

Карбонат натрия . 0,6

Окись сурьмы 0,25

В рецептуру этого состава введен фторосиликат натрия как ускоритель эатвердевания.

Недостатки этого ппопиточного состава — многокомпонентность, дефицитность и дороговизна компонентов-добавок.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является.пропиточный состав (2), включающий, мас.%:

Дисперсный минеральный материал 3,4-3,5

Неорганический пигмент (железоокисный) 0,7-0,75

Добавка, адсорбируемая поверхностньи слоем состава (графит коллоидный) 0,03-0,05

Жидкое стекло Остальное

Этот состав не содержич дорогих и дефицитных материалов и их количество значительно сокращено.

Недостатком известного состава является длительность его затвердевания в порах отливки, составляющая 24-36 ч. Для ускорения затвердевания этого состава в порах отливки можно прибегнуть к нагреву, который, однако, нельзя интенсифицировать во избежание вытеснения жидкого состава из пор пузырьками водя. ного пара.

0,5-4,0

С. целью улучшения смачивания состава гидрофобных металлических

50 поверхностей состав дополнительно содержит перманганат или хромат калия в количестве 0,01-0,05 мас.%.

Кремнегель — отход производствасуперфосфата содержит, мас.%: окись

$f алюминия (А020 ) 5-6„ окись железа (F 0 ) 0,7-0,8, Фтористый алюминий

Ag rFy;) 2-3, диоксид кремния {810) остальное.

Кроме того, для состава характер5 на значительная усадка при эатвердевании, что приводит к растрескиванию отвержпенного состава и к нарушению адгезии его к стенкам пор.

Целью изобретения является пре1р дотвращение растрескивания состава для пропитки путем уменьшения усадки при одновременном сокращении продолжительности отверждения, а также снижения себестоимости.

Цель достигается тем, что состав для пропитки пористых материалов, например отливок, включающий жидкое стекло, дисперсный минеральный материал, неорганический пигмент, добавку, концентрирующуюся в поверхностном слое состава, в качестве дисперсного минерального материала содержит кремнегель — отход производства суперфосфата при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Кремнегель — отход производства суперфосфата (в пересчете на сухое) .1,0 — 5,0

Неорганический пигмент (в пересчете на сухое)

Добавка, концентрирующаяся в поверхностном слое состава (в пересчете на сухое) 0,02-0,5

Жидкое стекло Ост ально е

При этом состав в качестве до— бавки, концентрируемой поверхностным слоем, содержит алюминиевую пудру и/или высокодисперсный углерод.

Кроме того, с целью повышения стойкости к расслаиванию и вибрации состав дополнительно содержит бен тонит и/или тонкоизмельченный асбест в количестве 1,0-4,5 мас.%.

1156809

В качестве неорганического nm мента в предлагаемом состан исполь-зуется окись свинца или окись титана, а в известном — пигмент желеэоокисный. S

Бентонит изменяет реологические свойства суспенэии, придает ей тиксотропность, что является важным при периодическом режиме установки при пропитке. В то же время бентонит, увеличивая вязкость суспенэии после прекращения перемешивания, повышает стойкость состава к расслаиванию и тем самым стабилизирует его на несколько часов или суток.

Тонкаизмельченный асбест .стабилизирует суспенэню на непродолжительное время (до нескольких часон), тормозя осаждение твердой фазы вследствие своей волокнистой структуры ..

В случае осаждения твердых добавок асбест препятствует уплотнению осадка, делает его рыхлым и тем. самым облегчает перевод его но взвешенное состояние.

В ходе отверждения состава проявляются упрочняющие свойства этих добавок, причем волокна асбеста армируют отвержденный состав, благо- 30 даря чему растет прочность, особенно по отношению к ударным нагрузкам и вибрации.

Бентонит, благодаря загущающему действию предотвращает вытекание состава из крупных пор непосредственно после TIpGnHTKH В ходе отверждения бентонит проявляет функцию связующего.

Причем коллоидные частицы бенто- 40 нитовой глины в присутствии растворимых силикатов и алюминатов щелочных металлов выполняют роль центров кристаллизации, что приводит к образованию в конечном счете проч- 45 ного цеолитового каркаса. Перманганат и хромат калия являются окислителем масложироной пленки на поверхности отливок (например, после механической обработки) 50 для улучшения смачивания металла жидкостекольным составом и облегчения проникновения его вглубь пор.

Кремнегель может быть введен в состав н виде тасты с содержанием 55 влаги до 70 мас.7. Это исключает гыление и улучшает условия труда обслуживающего персонала, а предприятию-поставщику кремнегеля облегчает вопрос его поставки, поскольку не потребуется каких-либо затрат на придание кремнегелю товарного вида.

Состав приготавливают путем смещения укаэанных материалов и механической мешалке в течение не менее 1 ч до получения однородной массы плотностью 1470-1700 кг/м .

Для приготовления состава применяют натриевое жидкое стекло с силикатным модулем 2,6-3,0 и плотностью

1470-1500 кг/м . Перед пропиткой состав разбавляют водой до плотности 1200-1300 кг/мз и подогревают до 60-65 C.

В табл. 1, 3 и 5 представлены составы для пропитки отливок и их свойства, где состав 1 — известный, а составы 2-7 предлагаемые. В табл. 1 н качестве неорганического пигмента взят пигмент железоокисный, н табл. 3 н качестве пигмента — окись титана, в табл. 5 — окись свинца.

Исходя иэ данных табл. 2, 4 и 6, оптимальным с точки зрения уменьшения усадки пленки при затвердевании и сокращении продолжительности эатвердевания является состав 5.

С увеличением или уменьшением процентного содержания кремнегеля и других твердых добавок в составе выше или ниже указанных пределон приводит к ухудшению. свойств состава или незначительному их улучшению.

По сравнению с базовым объектом, за который принят состав 2 пропиточной жидкости, предлагаемый состав обеспечивает уменьшение усадки, ускорение г!роцесса затвердевания в

t,5-2 раза.

Кроме того, применение кремнегеля как отхода производства позволит расширить сырьевую базу для получения пропиточных составов для восстановления герметичности пористых материалов.

Реализация пропиточного состава в производство позволит ускорить поступление деталей на механическую обработку и сборку, нагрев пропитанных деталей в печах можно исключить, процент брака по негерметичности значительно снизится и улучшатся санитарные условия труда.

ЗкономическьФ эффект от внедрения состава н производство составит

143,4 тыс. руб.

1156809

Содержание ингредиентов в смеси; мас.Е

2 3 4 5 6

Ингредиент, Кремнегель

0,5

Пигмент желеэоокисный 0,8

05 01 002

Алюминиевая пудра

Высокодисперсный углерод

0,1 0,05

0,05 0,02, 0,05

Асбест тонкоиэмельче..ный

1,7 2,5

1,8 2,0

1,5

1,0

Бентонитовая глина

0,01

0,03 0,05

0,02

95,62 93,85 94,5 95,7 94,4 94,42 95,42

Т а б л и ц а 2

Количественные покаэатели составов, приведенных в табл. 1

1 2 3 4 7

Свойства

5 6

Скорость эатвердевания, ч

24 20

18 17

Адгеэия, балл по

ГОСТ 15140-78

Растворимость s масле

Растворимость в бенэине

Смываемость водой с поверхности детали, с

30 30

30 30

Усадка пленки при эатвердевании, Й

Перманганат калия

Хромат калия

Жидкое стекло

1,0 3,0 5,0 1,5 2,0

4в0 018 0 ° 5 3вО 2в0

Не растворимы

Не растворимы

1156809

Таблица 3

Ингредиенты

Алюминиевая аудра

Высокодисперсный углерод G 05 0 1 0 05

0 05 0,02

2,5

Асбест тонкоизмельченный

t 7

1,5

Бентонитовая глина

2,0

1,8

1,0

0,02

0,01

0,03 0,05

Перманганат калия

Таблица 4

Свойства

Скорость затвердевания, ч

34 24

10!

8 17

1 1

Адгеэия, балл но

ГОСТ 15140-78

Не растворимм

Не растворимы

Смаваемость водой с поверхности детали, с

30 30

30 30 30 30

Усадка пленки при затвердевании, 7

8 6

Кремне гель

Окись титана

Хромат калия

Жидкое стекло

Растворимость в масле .

Растворимость в бензине

Содержание ингредиентов в смеси, мас.й ! I 1 L Г1

8 9 10 11 12 13 14

1,0 1,0 3,0 5,0 1,5 2,0

0,8 0,5 4,0 0,8 0,5 . 3,0 2,0

0,5 О,1 0,02

95 ° 62 93,85 94,5 95,7 95,4 94,42 . 94,46

Количественные ноказатели составов, приведен-, ных. э табл. 3

8 9 10 11 12 13 14

t I 56809 е

Т аблица 5

Ингредиенты

Алюминиевая пудра

05 01 002

Высокодисперсный углерод

0,05 0,02

0,05 0,1 0,05

Асбест тонкоизмельченный

1,5

1,0

Бентонитовая глина

0,01

Перманганат калия

0,02

Хромат калия

Жидкое стекло

Таблица 6

Свойства

Скорость затвердевания,.

Ч 36 24

10 18 17

20

Адгезия, балл по

FOCT 15140-28

Не растворимы.Растворимость в масле

Растворимость в бензине

Не растворимы

Смываемость водой с по" верхности детали, с

30 30 30

30 30 30 30

Усадка пленки при затвердевании, Ж

ВНИИПИ Заказ 3863/11 ТиРак 747 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4

Кремне гель

Окись свинца

Содержание ингредиентов в смеси; мас.X

1 1 I

15 16 17 t8 19 20 21

1э0 1 «О Зе0 5э0 tý,5 2э0

08 05 40 08 05 30 20

1,7 2,5

1,8. 2,0

0,03 0,05

95э 62 93,85 94 ь5 95э7 95 ю4 94 э42 94 46

Количественные показатели для составов, приведенных в табл.. 5

15 16 17 18 19 20 21