Состав эмульсии для формовочных смесей и смазок прессформ литья под давлением

 

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при изготовлении единых формовочных смесей, а также в качестве смазок пресс-форм при производстве литься под давлением. Цель изобретения - повышение устойчивости суспензии в жесткой воде, а такжу улучшение реологических свойств формовочных смесей за счет повышения их текучести и формуемости. Состав эмульсии для формовочных смесей и смазок содержит следующие ингредиенты, мас.%: жировой гудрон 25,0...50,0

водорастворимый неорганический эмульгатор на основе соединений калия или натрия 0,9...4,0

фосфорнокислый калий 0,1...0,5, дизельное топливо 2,0...5,0

вода - остальное. Предлагаемые эмульсии устойчивы в жесткой воде введение их в составы единых смесей в количестве 0,4...0,5 мас.% обеспечивает этим смесям высокие реологические свойства, такие, как формуемость и текучесть. Использование эмульсий в качестве смазок пресс-форм при изготовлении тонкостенных отливок из алюминиевых сплавов позволяет получить шероховатость отливок порядка 15-17 мкм. 4 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51)5 В 22 С 1/02, 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4329818/31-02 (22) 18.09,87 (46) 23.11.90. Бюл.Р 43 (7 1) Белорусский политехнический институт (72) П.П.Ковалев, M.È.Курилина, В.А.Бахмат, Л.Г.Епифанова, В.Б.Попов, А.М.Михальцов и В.А.Алешко (53) 621.742.45 (088.8) .(56) Авторское свидетельство СССР

Н- 959887, кл. В 22 С 1/02,.1980, Авторское свидетельство СССР

No 1423250, кл. В 22 С 1/02, 1986. (54) СОСТАВ ЭМУЛЬСИИ ДЛЯ ФОРМОВОЧНЫХ

СМЕСЕЙ.И СМА30К ПРЕСС-ФОРМ ЛИТЬЯ ПОД

ДАВЛЕНИЕМ (57) Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при изготовлении единых формовбчных смесей, а также в качестве смазок пресс-форм при производстве литья под давлением. Цель изобретения — повышение устойчивости суспенИзобретение относится к литейному производству и может быть использовано при изготовлении единых формовочных смесей, а также в качестве смазок пресс-форм при производстве литья под давлением.

Цель изобретения — повышение устойчивости суспензии в жесткой воде, а также улучшение реологических свойств формовочных смесей за счет повышения их текучести и формуемости.

Содержание ингредиентов состава эмульсии обусловлено предъявляемыми к ней технологическими требованиями:

2 зии в жесткой воде, а также улучшение реологических свойств формовочных смесей за счет повышения их текучести и формуемости, Состав эмульсии для формовочных смесей и смазок содержит следующие ингредиенты, мас.7: жировой гудрон 25,0...50,0, водорастворимый неорганический эмульгатор на основе соединений калия или натрия 0,9...

4,0, фосфорнокислый калий О, 1...0,5; дизельное топливо 2,0...5,0; вода— остальное. Предлагаемые эмульсии устойчивы в жесткой воде и введение их в составы единых смесей в количестве

0,4...0,5 мас,Х обеспечивает этим смесям высокие реологические свойства, такие, как формуемость и текучесть. Использование эмульсий в качестве смазок пресс-форм при изготовле- нии тонкостенных отливок из алюминиевых сплавов позволяет получить шероховатость отливок порядка 15-17. мкм.

4 табл.

)А 4

Cb

1>

СР выходом пироуглерода, дисперсностью,, устойчивостью к расслоению и загусте нию. Минимальное количество гудрона в эмульсии зависит от требуемого количества гудрона для смазок прессформ при изготовлении литья под давлением и свойств формовочной смеси: выхода пироуглерода и влажности, мак-,Ф симальное — от реологических свойств Ь (текучести). Содержание эмульгатора в виде поташа, углекислого натрия или жидкого стекла обусловлено количеством . гудрона и в небольшой степени — жесткостью воды. Эксперименталь1608010 но установлено, что содержание эмульгатора должно находиться в пределах

0,9 — 4,0 мас. эмульсии. При содержании эмульгатора менее 0,9 мас.X эмульсии получаются грубодисперсные и неустойчивые. Содержание эмульгатора свыше 4 мас, . нецелесообразно, поскольку суспензии быстро густеют и требуется повышенный расход стабилизаторов (К РО4 и дизтоплива). Средний размер капель гудрона при этом практически не уменьшается. Содержание фосфорнокислого калия и дизельного топлива обусловлено их действием в данном составе эмульсии. При содержа" нии КзРО менее 0,1 мас. и дизтоплива менее 2 мас. их пеногасящие и стабилизирующие свойства недостаточны:появляется пена, особенно после перекачива1 . ния, и заметно снижается текучесть в процессе хранения эмульсии. Добавки

К РО свыше 0,5 мас. . не дают заметного приращения положительного эффекта и экономически нецелесообразны. То же 25 можно сказать, если использовать дизтопливо сверх 5 мас.%, а, кроме того, при хранении эмульсии оно всплывает.

Таким образом, фосфорнокислый ка-. лий в сочетании с дизтопливом являются пеногасящей композицией, которую необходимо вводить в состав эмульсии при содержании жирового гудрона

25 мас. и более, р H M e p, Расчетные количества эмульгатора и фосфорнокислого калия растворяли в подогретой до 55-60 С воде. Жировой гудрон разогревали до жидкотекучего состояния (50-60 С) и вливали при перемешивании в быстроходной мешалке в горячий водный раствор солевых, компонентов. Затем заливали расчетное количество дизельного топлива. Компоненты перемешивали в течение 5 мин. Полученные таким путем эмульсии подвергали технологическим испытаниям. При этом определяли коли-чество образовавшейся пены, об.%, визуально устойчивость к коалесценции

S0 и расслоению, условную вязкость по вискозиметру ВЗ-4. Составы эмульсий представлены в табл.i, а их техноло" гические свойства - в табл.2.

Из представленных данных можно сделать вывод, что предлагаемые гоставы эмульсии характеризуются высокой пеноустсйчивостью и стабильностью реологических свойств в течение длительного времени (эмулвсии практически не изменяются в течение 30-суточного хранения в герметически закрытой таре). Составы при интенсивном перемешивании не распадались и не давали устойчивой пены, что часто имело место при использовании известных составов. Кроме того, предлагаемые составы обладают высокой седиментационной устойчивостью, устойчивы к коалесценции в глинистых суспензиях, а благодаря высокой концентрации дисперсной фазы требуется значительно меньший их расход.

Кроме того, эмульсии по изобретению полностью устойчивы в воде повышенной жесткости, в то время как известные требуют мягкой воды, поскольку они в жесткой коалесцируют и расслаиваются. Это обстоятельство сужает рамки использования известных эмульсий, поскольку не на каждом предприятии имеется техническая вода пониженной жесткости.

С использованием разработанных составов эмульсий были приготовлены единые формовочные смеси. Количественное содержание эмульсии в смеси определяется поддержанием выхода пироуглерода в формовочной смеси в количестве 0,3-0,5 .. Дальнейшее увеличение выхода пироуглерода приводит к появлению дефекта "складчатости" на поверхности отливок. Количество эмульсии в составе формовочной смеси с учетом противопригарных свойств оборотной смеси может колебаться от

О, 4 до О, 6% и определяется требуемым качеством поверхности отливок — отсутствием пригара и шероховатостью

R =85-6О мкм.

Приготовление смесей осуществлялось путем подачи компонентов в смесительные бегуны в следующем порядке: сначала загружали сухие компоненты, затем глинистую суспензию плотностью

1170 кг/м и эмульсию..Общее время перемешивания компонентов составляло

6 мин, Приготовленные формовочные смеси подвергали технологическим испытаниям. Составы единых формовочных смесей представлены в табл.3 а их основные свойства и качество получаемых отливок — в табл.4, Приведенные данные свидетельствуют, что формовочные смеси, приготовленные с использованием составов

5 160801 эмульсий по изобретению, обнаруживают более высокие технологические и противопригарные свойства, чем смеси, приготовленные с использованием

5 эмульсии известного состава. Особенно значительно снижаются газотворность, которая составляет 5-6 г/м, а также пригар на отливках. Последнее связано, видимо, с более высокой дисперсностью эмульсии, т.е. с более тонким и равномерным распределением гудрона в смеси, а следовательно, более эффективным его использованием в качестве противопригарной добавки, За счет повышения противопригарных свойств расход гудрона может быть снижен примерно на 15-20Х. Необходимый расход эмульсии может быть снижен почти в

2 раза при одновременном снижении 20 газотворности смеси примерно в 2 раза.

Жировой гудрон

Водорастворимый неорганический эмульгатор на . основе соединений калия или натрия

Фосфорнокислый калий

Дизельное топливо

Вода

25,0-50,0

0,9-4,0

О, 1-0,5

2,0-5 0

Остальное

Формула изобретения

Состав эмульсии для формовочных смесей и смазок пресс-форм литья под 25

Таблица!

Ингредиенты

1 2 ) > 4 > > 9

25 >00

0> 90

35 00

2,00

50,00

4,00

25, 00

0,90

35,00

2,00, 50,00

4>00

25,00 35,00

50,00

Гудрон кировой

На Соз

Поташ

Натриевое зидкое стекло (модуль Иг>4)

"эРОа Дизтопливо марки "Л"

ГОСТ 305-82

Вода

0>90

О, 1О

2,0О

0,25

4>00

0,50

О,10

0,50

0 25

О,1О

0 > 25 0,50

5>00. 2> 00 3>00 5 ° 00

40,50 72,00 59,75 40,50

2 00

72,00

3>00

59,75

2,00

72>00

3,00

59,75

5,00

40,50

Т а б л н ц а 2

Свойства эмульсий

Составы эмульсии по табл. 1

1 1

8 9

О О

О О

О О О 0 О О

О о О

19

17

17 17

16

18

19

Нет Нет Нет Нет Нет Нет

Нет

Нет Нет

О О

0 О

О О

О 0

О 0

О О

О О

О О

Наличие пены, об.2: после приготовления после 15 мин перемешивания в быстроходной мешалке

Вязкость, с: после приготовления через 5 сут

Изменения прн выстанвании 5 сут

Объем коалесцнрованной дисперсной фазы через

3 сут, 2, лри кесткости воды, мг-экв/л

0 6 давлением, включающий жировой гудронs водорастворимый неорганический эмульгатор на основе соединений калия или натрия и воду, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения устойчивости суспензии в жесткой воде, а также улучшения реологических свойств формовочных смесей за счет повышения их текучести и формуемости, он дополнительно содержит фосфорнокислый калий и дизельное топливо при следующем соотношении ингредиентов, мас.Х:

1608010

Таблица3 ингредиентов, мас. Х, в смеси (з (Содержание

) 2

Ингредиенты единых смесей

Оборотная смесь

Песок 1КО2А

Глинистая -суспензия (|

1170 кг/м )

Эмульсия 1

Эмульсия 2

Эмульсия 3

Эмульсия 5

Эмульсия 8

93,5

3,5

93,6

3,5

93,6

3 5

93,5

3,5

93,5

3 5

2,5

2,5

0,5

2,5

2,5

2,5

0,5

0,4

0 5

0,4

Таблица4

Состав смеси по табл.3

Э ) 4 (Свойства смесей и качество отливок

1 2

3,4

3,4

3,4

3,4

3,4

Влажность Х

Сырая прочность на сжатие, МПа

Формуемость, Ж

Текучесть по Орлову, Х

Осыпаемость, 7.

Газопроницаемость, усл.ед.

Пригар, Х

О, 140

83

0,1

О, 140

83

0,1

О, 145

0,1

О, 140

83

0,1

О, 140

О,!

0-2

0-2

0-2

0-2

0-2

Составитель В. Решетов

Редактор В,Данко Техред JI, Сердюкова Корректор А.Осауленко

Заказ 3585 Тираж 634 Подписное

BIIHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР !

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óìãîðîä, ул. Гагарина,101