Способ контроля технологических свойств этилсиликата

 

Изобретение относится к способам контроля этилсиликата, применяемого в литейном производстве. Цель изобретения увеличение достоверности и чувствительности контроля и сокращение времени его проведения. Это достигается тем, что этилсиликат или связующие на его основе смешивают с 2 - 4%-ным раствором соляной кислоты в объемном соотношении (2,3 - 2,5) : 1 в теплоизолированном сосуде с частотой вращения мешалки 8-23 с и замеряют температуру во время нагревания смеси. Интенсивность прохождения реакции гидролиза оценивают путем сравнения средней скорости подъема температуры до максимального значения с этими же характеристиками эталона. В качестве эталона используют проверенный этилсиликат или смесь тетраэтоксисилана с водным раствором соляной кислоты 0,2 - 0,25%-ной концентрации в соотношении (0,3 - 0,5) : 1. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 22 С 1/16

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4707671/02 (22) 12.04,89 (46) 23.09.91. Бюл, М 35 (71) Московский автомобильный завод им.

И.А.Лихачева (72) В.Н,Иванов, А.Д,Чулкова и Г.В.Яковлева (53) 621.742.48;666.9 (088.8) (56) Литейное производство, 1976, t4 12 ° с.24-26.

Литье по выплавляемым моделям. /Под ред. Я.И,Шкленника. M„1984, с.190-193.

ГОСТ 26371-84, с. 7-8. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЭТИЛСИЛИКАТА (57) Изобретение относится к способам контроля этилсиликата, применяемого в литейном производстве, Цель изобретения—

Изобретение относится к литейному производству, в частности к литью по выплавляемым моделям, где этилсиликат (ЭТС) используется для получения связующего формы.

ЭТС представляет собой смесь эфиров ортокремниевых кислот. От состава ЭТС(количества тех или иных эфиров, их структуры) во многом зависят свойства литейной формы.

Цель изобретения — увеличение достоверности и чувствительности контроля, сокращение времени его проведения, ЭТС смешивают с раствором соляной кислоты в теплоизоляционном сосуде с частотой вращения мешалки 8-23 с, при этом

» Ж,, 1678496 Al увеличение достоверности и чувствительности контроля и сокращение времени его проведения. Это достигается тем, что этилсиликат или связующие на его основе смешивают с 2 — 4%-ным раствором соляной кислоты в объемном соотношении (2,3 — 2,5)

: 1 в теплоизолированном сосуде с частотой вращения мешалки 8 — 23 с и замеряют температуру во время нагревания смеси.

Интенсивность прохождения реакции гидролиза оценивают путем сравнения средней скорости подъема температуры до максимального значения с этими же характеристиками эталона. В качестве эталона используют проверенный этилсиликат или смесь тетразтоксисилана с водным раствором соляной кислоты 0,2 — 0,25%-ной концентрации в соотношении (0,3 — 0,5): 1. 3 табл. соотношение между объемом контролируемого ЭТС и 2-4%-ного водного раствора соляной кислоты составляет (2,3-2,5);1, в процессе перемешивания замеряют температуру смеси и технологические свойства

ЭТС оценивают, сравнивая среднюю скоростью подъема температуры до максимального значения с той же характеристикой эталонной смеси. При этом в качестве эталонной смеси может использоваться смесь

ЭТС с известными технологическими свойствами и 2-4%-ного водного раствора соляной кислоты в объемном соотношении (2,3-2,5):1 или смесь тетраэтоксисилана с водным раствором 0,2-0,25%-ной соляной .кислоты в объемном соотношении (0,30,5):1, 1678496

Замеряя температуру смеси в теплоизолированном сосуде, косвенно фиксируют количество и кинетику выделения теплоты при гидролизе и поликонденсации 3ТС.

Укаэанные процессы протекают при приготовлении и хранении суспензии (формовочной смеси) и отверждении формы в литье по выплавляемым моделям. В зависимости от состава и структуры эфиров, входящих в состав ЭТС, с одной стороны, изменяется кинетика реакций, а с другой стороны, могут меняться такие технологические свойства, как скорость отверждения и прочность формы.

Чтобы избежать потерь теплоты, смешивание компонентов выполняют в теплоизолированном сосуде, например в сосуде

Дьюара, Могут быть использованы и другие конструкции, обеспечивающие тепловую изоляцию сосуда, в котором выполняется смешивание.

Соотношение компонентов смеси (контролируемого ЭТС и раствора соляной кислоты), а также концентрация раствора кислоты и скорость смешивания выбраны таким образом, чтобы при перемешивании в отсутствие растворителя (введение дополнительного компонента — повышение вероятности ошибки и, следовательно, снижение чувствительности способа) образовался гомогенный раствор, чем обеспечивается повторяемость результатов.

Выбранные параметры позволяют получить достаточно развернутые во времени термограммы процесса, что также обеспечивает чувствительность метода, т.е. дает возможность отличить ЭТС с различными свойствами. Благодаря выбранным параметрам способа время достижения максимальной температуры для 957ь исследованных ЭТС не превышает 40 мин, Увеличение указанного. объемного соотношения между контролируемым ЭТС и раствором кислоты, а также снижение концентрации Н С! в растворе и ри водит к тому, что взаимодействие между водой и

ЭТС проходит недостаточно полно — в реакцию вступают в основном наиболее легкие эфиры ортокремниевой кислоты, снижается достоверность контроля, так как термограммы различных ЭТС будут мало отличными.

При снижении укаэанного соотношения, а также при уменьшении скорости перемешивания образуются гетерогенные расслаивающие смеси, что значительно уменьшает точность определения — повторяемость результатов недостаточна.

При увеличении концентрации кислоты в растворе, повышении интенсивности смешивания, при перемешивании, во-первых, могут образовываться гели, что сопровождает ся изменением скорости вращения (торможением), а следовательно, ведет к нестабильности процесса, во-вторых, ско5 рость подъема температуры значительно возрастает, что снижает чувствительность метода.

Скорость подъема температуры смеси (V) до максимального значения определяют

10 как отношение о о

< т макс тмач

Тмакс где с макс и Ф нач — соответственно максимальная и начальная (20 и 2,5 С) темпера15 тура смеси, С;

Тмакс — время достижения максимальной температуры, мин.

При стабильном соблюдении одинаковой начальной температуры (например, 20 t H - 20 С - const) скорость можно оцени837b KBK t макс/ Тмакс о

Для оценки результатов полученное значение сравнивают с Ча — скоростью подьема температуры эталона, в качестве которого может быть выбрана такая же смесь, но с этилсиликатом, имеющим известные технологическиесвойства. Предпочтительней в особенности при сравнении результатов, полученных на разных приборах, является использование в качестве эталона смеси тетраэтоксисилана с водным 0,20-0,25 ным раствором соляной кислоты в соотношениии (0,3-0,5):1.

Тетраэтоксисилан выбран в качестве составляющей эталона, так как он является одним из компонентов ЭТС, а следовательно, имеет сходные с ним физико-химические свойства, однако в отличие от ЭТС состав тетраэтоксисилана постоянен. Кроме того, он является товарным продуктом, Соотношение компонентов в смеси эталона с тетраэтоксисиланом выбрано таким образом, чтобы термограмма этой смеси (кривая температуры в зависимости от времени) была сопоставима с термограммой контролируемых 3ТС. Иногда в качестве связующего используют растворы ЭТС, частично гидролизованного в процессе производства (продукты типа ГС-20Э, ГС-20И, ГСК-12,5), Предлагаемый метод может быть использован также для их контроля.

Пример 1. В сосуд Дьюара вливают

70 мл ЭТС-40 и 30 мл 3 -ного раствора соляной кислоты (соотношение 2,33:1). Температура исходных материалов и сосуда

20,5ОС. Тотчас после введения раствора кислотй сосуд закрывают, включают мешалку (частота вращения 15 с ) и начинают замер

1678496 температуры. Скорость подъема температуры (t макс-60 5 С) Ч1

60,5 — 20,5

-0,88 Clìèí.

B той же последовательности выполняют способ для эталонной смеси состава, мл: тетраэтоксисилан 30; 0,25 -ный раствор соляной кислоты 70(объемное соотношение

0,43:1) влияние начальной температуры этих растворов.

Изобретение позволяет значительно сократить время и повысить достоверность

5 входного контроля этилсиликата и готовых связующих на его основе, дает воэможность управлять процессом формообразования, стабилизировать технологию изготовления форм и отливок.

10 Формула изобретения

Способ контроля технологических свойств этилсиликата или готового связующего на его основе, используемых при изготовлении литейных форм, включающий

15 смешивание исходного этилсиликата или на его основе связующего с водным раствором соляной кислоты и последующую оценку интенсивности прохождения реакции гидролиза, отличающийся тем, что, с целью

20 увеличения достоверности и чувствительности контроля, сокращения времени его проведения, смешивают этилсиликат или связующее на его основе с 2-47 .-ным водным раствором соляной кислоты в объем25 ном соотношении (2.3-2,5): 1 в теплоизолированном сосуде с частотой вращения 8-23 с и при этом замеряют температуру, а интенсивность прохождения реакции гидролизэ оценивают путем срав30 нения средней скорости подъема температуры до максимального значения с этими же характеристиками для эталона, при этом в качестве эталона используют этилсиликат с известными технологическими свойствами

35 или тетраэтоксисилан в смеси с водным раствором соляной кислоты концентрацией

0,20-0,25 (, в соотношении между собой (0,3-0,5):1.

Чэ 41 — 20 — 3.0.

Пример ы 2-3. Порядок выполнения

61 — 20 аналогичен примеру 1, Ч2- 1,8, Ч 40,5 — 20 293 Ч 58,5 — 17,5 «41

7 17 17

-2,4, Чээ = 3,07.

В качестве эталона можно в каждом из примеров использовать ЭТС по примеру 1 (V> = 0,88), поскольку он обладает высокими технологическими свойствами, т.е. при каждом следующем определении сопоставлять

Чл с V>.

В табл.1 сопоставлены характеристики

ЭТС, полученные по предлагаемому способу, а также технологические свойства ЭТС, которые оценивались прочностью форм.

Как следует из данных табл.1 время гелеобразования для примеров 1 и 2 одинаково, а в примере 3 отличается всего на 7, т.е. в пределах ошибки определения. В то же время, судя по прочности, эти ЭТС существенно отличаются по технологическим свойствам.

В табл.2 показано влияние интенсивности перемешивания раствора, а в табл.3—

Таблица 1

П р и м е ч а н и е. сг - прочность форм с ЭТС-связующим, диспергированным в воде .(воздушная сушка),,02 — ЭТС-связующее с органическим растворителем (воздушно-аммиачное отверждение).

1678496

Таблица 2

Таблица 3

Составитель И.Куницкая

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор M.Màêñèìèøèíåö

Редактор С.Пекарь

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3166 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5