Способ приготовления жидкостекольного связующего для изготовления литейных форм и стержней

 

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления литейных форм и стержней из жидкостекольных смесей. Цель изобретения - стабилизация свойств связующего за счет сохранения постоянной вязкости и устранение его расслоения при длительном хранении, а также повышение качества форм и стержней за счет повышения их прочности и улучшения выбиваемости. Способ приготовления жидкостекольного связующего для изготовления литейных форм и стержней заключается в модифицировании жидкого стекла органической водорастворимой добавки, которую перед модифицированием смешивают с 10-20%-ным раствором мочевины в едком натре в соотношении 1:/0,005-4,0/ с последующим введением комплексной модифицирующей добавки в жидкое стекло в массовом соотношении 1:/1,0-9,0/. При этом в качестве органической водорастворимой добавки используют технические лигносульфонаты или свекловичную патоку-меляссу, или зеленую патоку, или гидрол, или гидролизный сахар. Способ приготовления жидкостекольного связующего позволяет создать комплексную модифицирующую добавку, которая является защитным коллоидом в силикагеле, что способствует повышению прочности смеси. 2 з.п. ф-лы, 6 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gg4 В 22 С 1 02 1 18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ll0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬГГИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР! (21) 4325408/31-02 (22) 21. 10.87 (46) 23.09.89. Бюл. № 35 (71) Институт проблем литья АН УССР и Одесский литейный завод .<Центролит» (72) Н. И. Шадрин, В. Я. Волокита, Н. И. Кучмий, В. А. Иванов и В. П. Лаптаев (53) 621.742.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 691235, кл. В 22 С 1/02, 1977.

Кукуй Д. М. Исследование модифицирования водных растворов силиката натрия неорганическими материалами: Сб.— Минск:

Металлургия, 1984, с. 76 — 78.

Авторское свидетельство СССР № 1156806, кл. В 22 С 1/! 8, 1983. (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЖИДКОСТЕКОЛЬНОГО СВЯЗУЮЩЕГО ДЛЯ

ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И

СТЕРЖНЕЙ (57) Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления литейных форм и стержней из жидкостекольных смесей. Цель изобретения — стабилизация свойств связуюИзобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления литейных форм и стержней из жидкостекольных смесей.

Цель изобретения — стабилизация свойств связующего за счет сохранения постоянной вязкости и устранения его расслоения при длительном хранении, а также повышение качества форм и стержней за счет повышения их прочности и улучшения выбиваемости.

Сущность способа приготовления жидкостекольного связующего заключается в модифицировании жидкого стекла органической водораствори мой добавкой, которую

„„Я0„„1509168 A 1

2 щего за счет сохранения постоянной вязкости и устранение его расслоения при длительном хранении, а также повышение качества форм и стержней за счет повышения их прочности и улучшения выбиваемости. Способ п ри гото вле ни я жидкостекольного связующего для изготовления литейных форм и стержней заключается в модифицировании жидкого стекла органической водорастворимой добавки, которую перед модифицированием смешивают с 10—

20%-ным раствором мочевины в едком натре в соотношении 1: (0,005 — 4,0) с последующим введением комплексной модифицирующей добавки в жидкое стекло в массовом соотношении 1: (1,0 — 9,0) . При этом в качестве органической водорастворимой добавки используют технические лигносульфонаты или свекловичную патоку — меляссу, или зеленую патоку, или гидрол, или гидролизный сахар. Способ приготовления жидкостекольного связующего позволяет создать комплексную модифицирующую добавку, которая является защитным коллоидом в силикагеле, что способствует повышению прочности смеси. 2 з.п. ф-лы, 6 табл. предварительно перед введением в жидкое стекло смешивают с 10 — 20%-ным раствором мочевины в едком натре в соотношении

1: (0,005 — 4,0) с последующим введением ее в жидкое стекло в массовом соотношении 1: (1,0 — 9,0) . В качестве органичес кой водорастворимой добавки могут быть использованы лигносульфонаты технические или свекловичная патока — мелясса, или зеленая патока, или гидрол, или гидролизный сахар.

Введение мочевины в состав жидкого стекла через раствор в едком натре позволяет существенно повысить связующую способность жидкого стекла без повышения

1509168

3 его вязкости. На проти в, вязкость жидкого стекла при введении в него раствора мочевины в едком натре понижается в 2,0 — 2,5 раза, а прочностные свойства смеси возрастают. Имея в запасе высокие прочностные свойства формовочной смеси, представляется возможным вводить в состав жидкого стекла повышенное количество материалов на основе углеводов в виде побочных продуктов переработки растительного сырья, что обеспечивает легкую выбивку смеси из отливок в области низких температур (400 — 1000 С) . Предварительное смешивание раствора мочевины в едком натре с органическим водорастворимыми крепителями обеспечивает нейтрализацию кислой среды водорастворимых крепителей, что обеспечивает легкую совместимость комплексной добавки с жидким стеклом.

Для приготовления связующего используют жидкое стекло натриевое с модулем

2,3 — 3,0, плотностью 1,45 г/см, едкий натр технический плотностью 1,22 — 1,24 г/см, технические лигносульфонаты, меляссу свекловичную,зеленую патоку, гидрол, гидролизные сахара, мочевину.

Примеры приготовления жидкостекольного связующего и его свойства приведены в табл. 1 — 3.

Связующее, согласно изобретению, может быть использовано в составах жидкостекольных смесеи, отверждаемых углекислым газом и тепловой сушкой, а также в составах жидких самотвердеющих смесей.

Примеры составов смесей и их технологических свойств приведены в табл. 4 — 6 (смеси по СО>-процессу).

Как видно из приведенных в таблицах да нных испол ьзова ние п редл а гаемого связующего для смесей по СО -процессу позволяет получить высокие их прочностные характеристики. Смеси после продувки СО не разупрочняются в течение суточного хранения и имеют суточные прочности в

3 — 4 раза выше, чем у прототипа, а остаточные прочности после прокалки при

400 — 1000 С ниже в 1,5 — 2,0 раза.

Использование связующего для форм и стержней с тепловой подсушкой (табл. 5) и жидких самотвердеющих смесей (табл. 6) показывает, что прочностные свойства смесей с тепловой сушкой и жидких самотвердеюших смесей в 1,5 — 2,0 раза выше, чем у смесей по прототипу, а остаточные прочности после прокалки при 400 — 1000 С ниже в

2,0 — 2,5 раза, что обеспечивает их легкую выбивку из отливок.

Повышение прочностных свойств для всех типов смесей со связующим обеспечивается за счет введения в жидкое стекло

Формула изобретения

40 вают с 10 — 20О -ным раствором мочевины в едком натре в соотношении 1:(0,005 —.4,0) и вводят полученную комплексную моди45 фицирующую добавку в жидкое стекло в массовом соотношении 1: (1,0 — 9,0).

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве органической водорастворимой добавки используют технические лигносульфонаты.

5

25 комплексной добавки, состоящей из раствора мочевины в едком натре и органического водорастворимого крепителя. Такая комплексная добавка является своеобразным защитным коллоидом в системе отвержденного силикагеля, понижает внутрикапиллярные напряжения и образует дополнительные эластичные связи между глобулами силикагеля. Органическая часть связующего, выгорая при высоких температурах, обеспечивает легкую выбивку смеси из отливок.

Связующее, полученное согласно изобретению, имеет стабильные физико-химические свойства, оно однородно по консистенции, не расслаивается при длительном и не снижает связующих свойств. Это достигается за счет нейтрализации кислотности водорастворимых органических крепителей раствором мочевины в едком натре, в то время как у связующего по прототипу, образуются сгустки, которые трудно растворимы в жидком стекле, в результате понижается удельная прочность связующего.

Реализация изобретения позволит стабилизировать свойства связующего за счет устранения расслоения связующего при длительном хранении, повысить прочность форм и стержней и улучшить их выбиваемость.

1. Способ приготовления жидкостекольного связующего для изготовления литейных форм и стержней, включающий модифицирование жидкого стекла органической водорастворимой добавкой, отличающийся тем, что, с целью стабилизации свойств связующего за счет сохранения постоянной вязкости и устранения его расслоения при длительном хранении, а также повышения качества форм и стержней за счет повышения их прочности и улучшения выбиваемости, орга ническую водорастворимую добавку перед модифицированием смеши3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве органической водорастворимой добавки используют свекловичную патоку — меляссу или зеленую патоку., или гидрол, или гидролизный сахар.

1509168

Таблица1

Компоненты

) г

15

20 плотнос,24 г/см плотнос,48 г/см плотнос,15 г/смз

85

Таблица2

Компоненты

2 3

0 005

Та блица 3 г з

1,42

Нет

1,43

Нет

1,38

Нет

0,20

0,20

0,20

Мочевина

Едкий натр тью 1,22-1

Едкий катр тью 1,38-1

Едкий натр тью 1, 10-1

Раствор мочевины в едком натре

Ф 1

Р 2

Nl 3

ТЛС

Гидр ол

Гидролизный сахар упаренный

Патока

Компоненты и свойства связуюцего

Жидкое стекло

Комплексная добавка (табл. 2)

Р 1

Р 2

K 3

Плотность связуюцего, г/см

Вязкость по ВЗ-4, с

Наличие сгустков

Время приготовления связуюцего, ч

Содержание мочевины в едком натре, мас.Х

Состав комплексной добавки, мас.ч.

Состав жидкостекольного связуюцего, мас.ч.

I509I68

Составы смесей

I Т

1 2 3

Состав связующего соответственно табл. 3: № 1 5,0

¹ 2

¹ 3

Каолин

Кварцевый песок

Прочность смеси на разрыв после продувки СО, МПа

Прочность смеси на разрыв через 24 ч, МПа 0,40

Прочность смеси на сжатие через 24 ч, MIa

Осыпаемость, Х

Остаточная прочность

МПа, после прокалки на сжатие, при температуре, С

1000

5,0

4,5

2,0

93,5

95 0

95,0

0,27

0,32

0,15

0,75

0,56

3,12

0,01

3,45

0,01

1,89

0,10

1.,24

0,76

0,0

0,0

0,98

0,35

0,18

0,21

0,74

0,32

0,15

0,18

Составы смесей для стержней и форм теплового отверждения

1 ) 2 3

5,0

1,0

44,0

4,5

4,5

2,0

2,0

93,5

93,5

0,02

0,02

0,02

3,56

0,01

1,48

0,02

2,54

0,02

0,68

0,35

0,0

0,0

0,21

0,15

0,0

0,0

0,38

0,27

0,0

0,0

Компоненты и свойства смесей

Компоненты и свойства смесей

Состав связующего соответственно табл.3 № 1

¹ 2

Каолин

Отработанная смесь

Кварцевый песок

Прочность смеси на сжатие по сырому, MIa

Прочность смеси на разрыв после сушки при

200 С, ИПа

Осыпаемость, Е

Остаточная прочность, MIa, после прокалки на сжатие, при температуре, С

1000

Таблица4

Таблица5

1509168

Таолица6

Составы жидких самотвердеющих смесей

Компоненты и свойства смесей

2 3

6,0

2,0

6,5

2,0

6,0

2,0

Состав связующего Р 2

Вода

Пенообразователь

ДС-PAC 0,1

Фер р охр омовый шлак 4, 0

Нефелиновый шлам

Кварцевый песок 87,9

Прочность на сжатие, KIA, через

1 ч 0,65

3 ч 0,97

24 ч 2,78

Влажность, Х 3,5

Устойчивость пены, мин 12

Осыпаемость, Х 0,05

Остаточная прочность, МПа, после прокалки, при температуре, С о

1000

0,1

3,0

0,15

3,0

88,35

88,9

0,74

1,15

3,32

3,7

14

0,05

0,54

0,78

2,93

3,5

12

0,05

0,81

0,76

0,64

0,56

0,98

0,81

0,74

0,62

0,75

0,64

0,56

0,52

Составитель В. Шувалов

Редактор И. Горная Техред И. Верес Корректор И. Муска

Заказ 5б68/ I 0 Тираж 71! Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, М оскв à, )К вЂ” 35, Раушска я на 6., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина. IOI