Жидкая самотвердеющая смесь для изготовления литейных форм и стержней

 

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления литейных форм и стержней из жидких самотвердеющих смесей с жидкостекольным связующим . Цель изобретения - регулирование скорости затвердевания смеси. ее живучести, снижение остаточной прочности и улучшение санитарно-гигиенических условий труда. Это достигается за счет введения в состав смеси комплексного отвердителя, содержащего раствор ортофосфорной .кислоты, натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы и сернокисльй эфир целлюлозы. Смесь содержит, мас.%: жидкое стекло 5,5-. 6,5; анионактивный пенообразователь 0,1-0,15; нейтрализованный черный контакт 0,06-0,10; 8-10%-ную ортофосфорную кислоту 1,6-2,2; натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы 0,3-0,45; сернокислый эфир целлюлозы 0,08-0,16. Введение в состав смеси комплексного отвердителя, представляющего собой жидкость; позволяет улучшить сочетаемость жидкого стекла с отвердителем и тем самым обеспечить регулирование скорости затвердевания, живучести, а его органическая часть обеспечивает улучшение выбиваемости. 1 табл. с S (Л со ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 1 А1 (5ц 4 В 22 С 1/02 1/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4081630/31-02 (22) 11.05.86 (46) 07.12.87. Бюл.N- 45 (71) Харьковский политехнический институт им. В.И.Ленина (72) Б.П.Коваленко, В.К.Канский, А.Ф.Насанкин и Б,И.Сыч (53) 621.742.4(088.8) (56) Заявка Японии 1(-52-11925, кл. В 22 С 1/02, 1977.

Патент ФРГ М 2518485, кл. В 22 С 1/16, 1976.

Труды ЦНИИТХАШ, 1Ô 75-76. — М., 1968, с.62. (54) ЖИДКАЯ САМОТВЕРДЕЮКАЯ CMECb ДЛЯ

ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕИНИХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ (57) Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления литейных форм и стержней из жидких самотвердеющих смесей с жидкостекольным связующим. Цель изобретения — регулирование скорости затвердевания смеси, ее живучести, снижение остаточной прочности и улучшение санитарно-гигиенических условий труда. Это достигается за счет введения в состав смеси комплексного отвердителя, содержащего раствор ортофосфорной .кислоты, натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы и сернокислый эфир целлюлозы. Смесь содержит, мас.Х: жидкое стекло 5,5-, 6,5; анионактивный пенообразователь

0,1-0,15; нейтрализованный черный контакт 0,06-0,10; 8-10Х-ную ортофосфорную кислоту 1,6-2,2; натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы 0,3-0,45; сернокислый эфир целлюлозы 0,08-,0,16.

Введение в состав смеси комплексного отвердителя, представляющего собой жидкость, позволяет улучшить сочетаемость жидкого стекла с отвердителем и тем самым обеспечить регулирование скорости затвердевания, живучести, а его органическая часть обеспечивает улучшение выбиваемости. 1 табл.

1357115

Изобретение относится к литейному производству и может быть использована для изготовления литейных форм и стержней, из жидких самотвердеющих, смесей с жидкостекольным связующим.

Цель изобретения — регулирование скорости эатвердевания смеси, ее живучести, снижение остаточной прочно,сти и улучшение санитарно-гигиеничес- 10 ких условий труда.

Предлагаемая смесь содержит кварцевый песок в качестве огнеупорного .наполнителя, связующее — жидкое стекло с силикатным модулем 2,6-3,0 и плотностью 1,46-1,50 г/смз, анионактивный пенообразователь, в качестве которого используется некаль (НБ), пеногаситель — нейтрализованный черный контакт (НЧК) и отвердитель. В 20 качестве последнего в составе смеси использован комплексный продукт, состоящий из 8-10Х-ной ортофосфорной кислоты (Н РО ), натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы (Na -KNg)и серно- 25 кислого эфира целлюлозы (Н-СЭЦ).

Комплексный отвердитель готовят следующим образом.

В водный раствор ортофосфорной кислоты 8-107.-ной концентрации (рН =

2,2-2,15) вводят расчетное количество порошкообразной натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы со степенью замещения 25-50 и степенью полимериза-. ции 250-500, небольшими порциями при непрерывном перемешивании в течение

30-90 с до получения однородной суспензии. При этом допускается образование небольших хлопьев и нераство-. рившихся остатков Na-КМЦ. После вве- > дения порошкообразной Na-KMIJ образуется целлюлозогликолевая кислота, поэтому следует проконтролировать величину рН полученного раствора, которая должна находиться в пределах 4б

2,6-2,9.

Использование в составе ЖСС 8-lOXной Н РО, частично нейтрализованной солью Иа-КМЦ с выделением коллоидной целлюлозогликолевой кислоты Н-КМЦ, позволяет достичь цели изобретения— производить оптимизацию длительности индукционного периода твердения смеси, т.е. ее живучести, Однако полученный коллоидный раст- g вор H-КМЦ в остаточной ортофосфорной кислоте характеризуется низкой седиментационной устойчивостью, что предопределяет необходимость введения в раствор дополнительного стабилизатора — полиэлектролита, например, сернокислого эфира целлюлозы (Н-СЭЦ), повышающего устойчивость частиц ..

Н-КМЦ.Кроме того, поскольку водные растворы Н-СЭЦ также являются отвердителями растворов жидкого стекла, то введение Н-СЭЦ в состав комплексного отвердителя позволяет повысить сырую прочность смеси за счет повышения эффективности процесса отверждения связующего. Кроме того, наличие в составе отвердителя нетоксичных легкоудаляемых при нагреве органических добавок позволяет снизить остаточную прочность ЖСС и улучшить санитарно-гигиенические условия труда в литейном цехе.

В результате последовательных технологических операций таким образом получают водный раствор комплексного отвердителя, имеющего в своем составе три реагента: ортофосфорную кислоту, а также целлюлозогликолевую и целлюлозосульфонатную кисло-. ты (Н-СЭЦ), что позволяет при варьиревании процентным соотношением ингре— диентов отвердителя и смеси в целом оптимизировать и управлять процессом отверждения ЖСС.

Приготовление жидкой самотвердеющей смеси осуществляют следующим образом. Кварцевый песок перемешивают с жидким стеклом, в котором предварительно растворяют поверхностно-активное вещество (некаль НБ). После этого в полученную смесь вводят предварительно приготовленный комплексный отвердитель, состоящий из 8-1ОХ-ной ортофосфорной кислоты, натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы, сернокислого эфира целлюлозы и пеногасителя (НЧК). ч

После введения отвердителя в смесьпеска и жидкого стекла через 15-20 с она п=реходит в жидкоподвижное состояние, и компоненты смеси перемешивают в течение 1,5-2 мин . После этого смесь заливается в опоку или стержневой ящик.

Составы смесей и их технологические свойства приведены в таблице.

Как следует из анализа таблицы, полученные смеси характеризуются регулируемой длительностью индукционного периода твердения и устойчивостью пены в широком диапазоне, достаточном для заполнения ящиков различного раз1357 веса, достаточно высокимн прочностными показателями для смесей в сыром состоянии и сравнительно низкой прочностью после прогрева смеси до

1000 С. Высокая газопроницаемость смесей обеспечивает получение отливок без газовых раковин.

Компоненты, входящие в состав отвердителя, недороги, недефицитны и 10 практически безвредны, Например, ортофосфорная кислота в больших количествах используется для получения фосфорных удобрений и отличается наиболее мягким воздействием на организм человека по сравнению с другими минеральными кислотами. Эфиры целлюлозы также безвредны и используются в целом ряде отраслей промышленнос ги для регулирования 20 свойств буровых растворов, для улучшения свойств синтетических моющих веществ, при .флотационном обогащении руд и т.д.

Таким образом, жидкая самотвердею- 25 щая смесь, в которой в качестве отвердителя применен комплексный отвердитель на базе 8-10Х-ной ортофосфорной кислоты, выгодно отличается от известной, так как улучшаются 30 санитарно-гигиенические условия труда, отпадает необходимость в применении дорогостоящих нержавеющих сталей для емкостей, насосов и трубопрово-;. дов, контактирующих с Н РО, уменьша- 35 ются трудозатраты на очистные операции литья после прогрева форм и о стержней до 1000 С, уменьшается опасность возникновения горячих трещин в отливках, так как смеси с выгорающей 40 добавкой эфиров целлюлозы отличаются формула изобретения

Жидкая самотвердеющая смесь для изготовления литейных форм и стержней, содержащая кварцевый песок, жидкое стекло, отвердитель, анионактивный пенообразователь и нейтрализованный черный контакт, о т л и ч а— ю щ а я с я тем, что, с целью регулирования скорости затвердевания смеси, ее живучести, снижения остаточной прочности и улучшения санитарно-гигиенических условий труда, она содержит в качестве отвердителя 810Х-ную ортофосфорную кислоту, натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы и сернокислый эфир целлюлозы при следующем соотношении ингредиентов, мас.Е:

Жидкое стекло 5,5-6,5

Анионактивный пенообразователь

Нейтрализованный черный контакт 0,06-0,10

8-107.-ная ортофосфорная кислота 1,6-2,2

Натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы

Сернокислый эфир целлюлозы 0,08-0,16

Кварцевый песок Остальное

0 1-0,15

0,3 — 0,45

4 повышенной податливостью, снижается опасность возникновения поверхностных дефектов, так как осыпаемость и склонность к образованию ужимин и засоров у разработанных составов смесей меньше, чем у известных.

1357115 о о

С 4

Сб а ссб

В1 О СЧ с с В

Л сб

00 с

0 1В1 а о

00 б

СЧ CV

О » сЧ

t сЧ сЧ 04 о со со о с в

С 4 С 4

1 .l

1

1 ! ! — 1

1

I

1 !

1 о

СВ\ О1 о а о с 4 СЧ л

СС1

СЧ

С 3 СО

Ch Ch с о о

Ь сч

CQ с о о

1«4 С 4 о л с о о о

О

1В1 о с л о о ссс о о о

1 х I

1 б О, В

xt."ox !

СО Ссб

С1 с

Сб ХХх

R t» X

I I

1 1

Й

f х

Ф х х о х о

Р °

В х! о

1

1 1

0.1

Сс

1 1

Ct1

1 1

I -1

1 а!

Ф 1 о

СЧ СЧ с

С4 С»4

СЧ

С 4

1 I 1 со сч о

° с о о и

1 х

С 4 О с о о

Сб 1О CX) Ю

A о о о

Ч.1 . 00 о с 1 о о

1 а

С« I

v l

1 X 1! v

1 л б 1 х !

I Ф l о 1

I И б

X I о !

l!.

1 со н с 1 Ф с о о

СО сб О

С»б Ссб о о о о ссб с о о

CO 0О

С"\ С»б с о о

00 O о

» о о

СО О Ч0. о - о

В В о о о

О о о с о о

"0 CO о о с В о о с 4 сп!

В о о

I

Сч С! О с В с о о о о с В о о

О С 4

В о о

1 t«l

Ф о о х х х о л

В а

Ч:б 1О

О ссб а

В В ч> о сб сб сп

В 1 о л

В иб о

° С! В1 о л О б б б

Ch Ch о

Ф Л Ссб

О сч о1 сь с«1

1Ct

-т о

В о сч.

Ch О1 о о л с В

С«1 О1 о а.а

V Ю 10

Ф l0 «l

«" .х «б

Х бь

I Ф Х Ф С.б ! 1 40 3 о аоо

1 I«C1 «б и «» «б

1 ,3 ° ! о 1. «1

Ф IRV «t

V It-Om

Ф!оXФ

X Im 0t O. W

V1ФсЬФ

1 б1 Г

V Ф х 1

1 Ф Х !сч ! о,б» а

t0 ь к 1v М X 1

<,4 Ф

Ф I о1

Ql t 10 Ф

0 1 б а 1

1 И Ф

I Х I о х

1 СЬ х I х

В 2 3,"!

t I:И о х 1 IC 1 х 1 1 Х

Ф 1 к о

Х! 01 ХХ

e l t» 1 Ж

l V 1-.

I f" I

Х I v Х

I Р1 Р л о с! о о 1 сс с»б «» Т с») с б» с 1 с 1 СВ)

В с с 1 о о о о î î î î о

СС\ Ф С 1 С»б 1О 00

I

1 1 t I б