Холоднотвердеющая смесь для изготовления литейных форм и стержней
СОЮЗ СОВЕТСКИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК щ 4 В 22 С 1/02 1/18
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ С8ИДЕТЕЛЬСТВУ
2,0-6, 0
Остальное ; а
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР.
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ1Ф (2!) 3777934/22-02 (22) 03.08.84 (46) 23.06.86. Бюц. В 23 (71) Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова (72) И. E. Илларионов, Г. П. Королев, А. И..Тибекин, Н. Л. Емельяненко, А. Г. Смоляков и Л. И. Куданкин
-(53) 621.742.4(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР
У 956130, кл. В 22 С !/00, 1981.
Авторское свидетельство СССР !! 959888, кл. В 22 С 1/18, 1981.
Авторское свидетельство СССР !! 952407, кл. В 22 С !/18, 1981.
Авторское свидетельство СССР !! 339091, кл. В 22 С 1/00, 1970.
Авторское свидетельство СССР
9. 8654?6, кл. В 22 С I/10, 1979.
„„SU„„1238879 А1 (54) (57) ХОЛОДНОТВЕРДЕЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ
ИЗГОТОВЛЕНИЯ 11ИТЕЙНЫХ ФОРМ .И СТЕРЖНЕЙ, включающая огнеупорный наполнитель на основе двуокиси кремния, материал на основе окислов железа и ортофосфорную кислоту, о т л и ч а— ю щ а я.с я тем, что, с целью снижения осыпаемости смеси и увеличения ее прочности, она дополнительно содержит -аминопропилтриэтоксисилан при следующем соотношении ингредиентов, мас.й:
Материал на основе окислов. железа 2вО 8э0
Ортофосфорная кислота
g-Аминопропилтриэтоксисилан 0,01 0,06
Огнеупорный наполнитель на основе двуокиси кремния
1238879
С Н5ОН зн,:-(сн,д,—.врос,н,,+нро, --Йо
Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при изготовлении форм и стержней из холоднотвердеющих фосфатных смесей. 5
Цель. изобретения — снижение осыпаемости смеси и увеличение ее прочности.
Предлагаемая смесь содержит материал на основе окислов железа, орто- 1О фосфорную кислоту, аминосилан и огне- упорный наполнитель.
В качестве материала на основе окислов железа используют железную окалину, включающую Fe>0< 90 — 1002, FeO — следы, примеси — остальное; крокус, содержащий, Ж: Fe O — 80-90, Ре0 10-20; отход электросталеплавильного производства, содефкащий, .X: Fe 0 49-51, Si0 28-30, NgO 4-6, щ
СаО 1-3, NnO 6-8, А) 0 2-3 порошок магнитный черный, содержащий, Х:
;Pe<0> 92-100, FeO 0-8;. жЬУ езорудный .
1магнетитовый концентрат, содержащий, Ж: Fe 60-70, FeO 20-30, примеси †. 25 остальйое .
В качестве аминосилана используют g -аминопропилтриэтоксисилан марки
АГИ-9.
В качестве огнеупорного наполните- Зо 7 ля можно использовать кварцевый пе сок, дистен-силлиманит, циркон ит.п.
Смеси (табл. 1) готовят следующим образом.
В песок вводят необходимое количество аминосилана, растворенного в этиловом спирте в соотношении 1:20, и перемешивают, в течение 5 мин, после чего добавляют материал на основе окислов железа и перемешивают
2 мин, затем вводят ортофосфорную . кислоту (перемешивают 1-1,5 мнн), полученную смесь вручную или вибро-. уплотнением набивают в стандартные пробы для определения прочности на растяжение и сжатие и других характеристик. Физико-механические свой" ства приведены в табл..2.
В процессе приготовления н.отверждения смесей .происходит химическое взаимодействие с участием связующего (материала на основе окислов железа плюс ортофосфорная кислота), аминосилана и двуокиси кремния, которая является основой огнеупорного наполнителя. В результате этого повышается когезионная н адгезионная прочность связующего, что приводит к уменьшению осыпаемости и повышению прочности смеси на всех этапах от- . верждения.
При взаимодействии алкилтриэтоксисиланов и диалкилдиэтоксисиланов .с ортофосфорной кислотой в присутствии этилового спирта и водоотнимающих агентов образуются полисилоксанфосфаты по схеме: .
О . (СН1)3ЖН О Ин (СН Д
O H — 0 — % — Π— Р-Π— % — О—
I 1
ОС2Н5 ОС Н5 ОС2иь ЩН5
Образовавшийся полисилоксанфосфат. представляет собой неорганический полимер, состоящий из цеНи, образованной атомами кремния, кислорода и фосфора. Исходя,из схожести в строении основных структурных элементов силикатов и фосфатов (у силикатов тетраэдр 8 0, у фосфатов тетраэдр
РО ), близости размеров тетраэдров (среднее расстояние Si-О в тетраэдрах SiO составляет 1 62 А, à P-0 в ф
3 тетраэдрах РО 1,55 А), аналогичного характера связей P-0-Р a Si-O-Si, определяющегося близостью электрониых конфигураций атомов фосфора и кремния и близостью размеров ионных радиусов этих элементов (Si » 0,39А, 0
8i О
Р— 0,35 А), можно предположить, что получившийся полимер является устойчивым соединением, это привоФ дит к повышению когезионной прочности и устойчивости образующейся твердой фазы.
Полисилоксанфосфат имеет в нали1 чин аминогруппу, которая при взаимодействии с образующимся дигидрофосфатом металла (железа, магния, алюминия, марганца и др.) способствует з 1238879 4 получению солеобразного продукта. повышению адгезии к наполнителю
Кроме того, этокснгруппы прн взаимо- (связи Яд-0-Ы) и получению.разветдействии с гидроксилами кварца прн- вленной структуры полимера (связи водят к отщеплению этилового спирта, P-0-P) по схеме:
О ОН О Г II
-ИŠ— О-Р-ОН ЪН вЂ” 1"1е — О-Р— ОН 1
I ( (CHg) ОН С2 5
О ) g хн (снг)
-0-Р— 0 — 5i — 0 — P — Π— $1 Π— Р—
О Н51 QCgH)1 О СгН O(Cgi)) .0
II
P0HI 1 ОН gOHI IOH J
I t
Я и Я М
О . О
О - О О
Повышение прочности и уменьшение . . Увеличение содержания н смеси ма- . .осынаемости происходит за счет новы- териала на основе окислов железа, . шения когезионной и адгезионной проч- ортофосфорной. кислоты и аминосилана ности твердой фазы вследствие образо- выше верхнего предела приводит к удо.. вания полиснлоксанфосфата, а так же рожанию смеси и экономически неце25 связей — Si"0-Si — и P-0-P и солеоб- лесообразно, а уменьшение их свыше . разного продукта амина при взаимодей- нижнего предела — ухудшению прочност. ствии компонентов смеси. ных показателей смеси.
Использование изобретения s ус"
Предлагаемые смеси (2,6,10,14,SS) 30 ловиях производства позволяет повы- . обладают низкой осыпаемостью, высо- сить прочность смесей на всех стади- кой прочностью на всех этапах отверж- ях их отверждения, снизить их .осыпадення, необходимой живучестью и газо- . емость и улучшить качество литья. проницаемостью, в то время как смеси, Изобретение может быть использовано не содержашие аминосилан (3,7,11,15, З5 для получения мелких, средних и круп19)
9), и известная смесь имеют высокую ных стальных и чугунных отливок:в осыпаемость и значительно меньшие условиях массового и мелкосерийного прочностные показатели. цроизводства.
1238879 ь
IO
I I о
1в
1 1
МЪ
9 въ о
Ф ю
44 Ъ
4 \
Ф Ъ
О
О ° л
Ф4
Ж о въ иЪ
4 Ъ о
О о 1 1 о
Ф л о
ЪЮ о
Ю
ЪФЪ
Ф м
I 1 л в\
\ФЪ б
Ф м
03 I! и <
D. о о
4 Ъ
ФЧ
434
40 о м
ЪЮ о
СЪ о в о
С
ЪФЪ м
4С4 м л
Фбс
04 в
44Ъ в м о 3 о
4Ч
4 4
Ol л
00 о
4 44. ФФЪ
ФЪ ! л
ЮЪ
4! о.
1 . О иЪ Ф:.ФЪ
434 съ
Ф
ФФЪ въ о
D о
ФЧ ь
1 4 4
0 въ
40 о Ю о
ФВ
D хъ
Ю въ
444 м о л! 1
Ф
О4
4е о л 1 м о о
ЪФЪ
4" Ъ о
В 1 о о о
4 4
CJ
1
В 30
3 4 3 а.ъс во
Cf Ь4
Cl 3C а о
3С С3
1 Cl
Ф «
i CI
C I ф а и Cl
Р х
I и
I" бб в о а б х
О е
Ф Za
Cl 3 с а вас
Фа i 3а ф с и в въ
С
"У
X с и о х
С3
tie
1 а !
Cl I 4 I
X 3
t (3 б . I е
44l
4 Ъ °
В 4 Ъ а
° 3« с а cl
«с«с в ф в «з
ee * ° вЬс
30 С Сбчм
Ф в
«ф в с в
rrîа
4lec î о а..а 41 с Фъ свмм
Рo Raф
О CL ln с а
33 .. R(«
8=3
13 2
Фбд R в g c с
3- «Х е в е х
X > I 5ф
3 Х о.«фаg
rвсв еас«
43сфа3c обйис
«васе
1 О
1 1
Ф
1
1
t
I
t
1
I !
I б
3 ! I
Ф
Ф
4Ч °
4Ч о
Ф
Cl о о о м о м 44
4Ч 4 Ъ Ь
444 е о о ь
Cl 0
4 Ъ 4 4 о
°
Ч4 о
Ф Ф
Ф со
444
Cl !
1 й
1 о
ЧЪ
4Ч м л ф
° а.
О 4Ч
Ф 4 Ъ о
4 Ъ о
ФЪ О чЪ. ь
° Ф ф л ч ь м
44 ч
444
4 Ъ «
С1
4Ч
О 4
° а
4Ч М о
444 .о о. л ф м о
Ф ф
O .э л
4Ч ф м ф
° °
4Ч М о а
М о
4Ч
4 и
4 ф
o ° а л
° 4Ъ ф, Т л о л е
4Ч
4Ч ф о! м ф 1
444
Т
4Ч
4Ч о м о о
Cl
МЪ
4Ч о о . 4t
° Ф
4Ч
4 Ъ ч о ф t 4Ч Л а
ct
4Ч о е о
4t4 о. л о
О а е
4Ч Л
Ф Ф
«4"
М 4 Ъ ф
IA
«а
L ф о
4 Ъ
4Ч е о о.с
4Ч
4Ч
4 °
« о а °
4 4 4Ч о ь ь о
44Ъ ь
4Ч
C44 tC
4Ч л о ъ о
Cl м. а ф
Ol е
444
Ч1 О о ф
4Ч ° 4Ч
1л е
О4 ф
4 4
4Ч
О 44Ъ
1«, м а °
4Ч
Ф О к
Ф
L 1«
14 це
ЧЪ н
6а «ф
Ф
44 444Ч
y .6 5 „е р ю й
1238879
1 1 ф ф 44Ъ а а °
4Ч Е t
4Ч 0 Ь
Ф е ° о ъ ЧЪ м а а
4Ч ltl Ф
Ь Ф 4 4
L е ° Ф
М «Ф чЪ
44Ъ .. ф а . е а
tC 44\ ф о м а °
4Ч Ф ф м л а а а
ЧЪ ЧЪ
Ь 4LI а е е
О 4Ч ф ф ма о е, а е
t4, Ч1 Л а4 Ф 4Ч а ° *
Е 4Ч
О л ctl е а а
t4 444 44Ъ ф «Т ф а а
О CC ° 4Ч ф
5 ф й;;
44
D Ю
Е 4Ч Ctй . C4 5 5 g ф г о о
* ф Ф
4Ч «« tc
О м м о
4Ч
4D»
° ° Ф
Ч 44 -Ф
М 4Ъ
М 44
3! з
