Связующая композиция для формовочных и стержневых смесей

 

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано в качестве связующей композиции на основе жидкого стекла для приготовления самотвердеющих формовочных и стержневых смесей, а также отверждаемых углекислым газом. Смесь содержит, мас.%: этилсиликат 10,0...35,0, аминоспирт 1,5...2,2; 25-30%- ный водный раствор щелочи 4,4..9.0, вода 5,0...10,0, жидкое стекло - остальное. При этом в качестве аминоспирта связующее содержит моноэтаноламин или диэтаноламин, или триэтаноламин. а в качестве этилсиликата - этилсиликат, содержащий 32 и 40% по массе окиси кремния. Введение в состав смеси комплексного отвердителя на основе этилсиликата, аминоспирта и водного раствора щелочи способствует образованию высокопрочной структуры продуктов взаимодействия связующей композиции, что приводит к повышению прочности геля кремневой кислоты. Это позволяет снизить содержание жидкого стекла в составе смеси и улучшить выбиваемпсть, 2 з.п. ф-лы, 2 табл. & t

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

М (21) 4814326/02 (22) 02.03.90 (46) 23.10.92. Бюл. М 39 (71) Харьковский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института литейного машиностроения, литейной технологии автоматизации литейного производства (72) И.С.Сычев, В.А.Скаженник, В.Н.Кисе-лев, В.И.Жморщук и А.А.Лиманова (56) Авторское свидетельство СССР . N 1355350, кл. В 22 С 1/18, 1986.

Патент ФРГ N. 2946500, кл. В 22 С 1/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

¹ 82931 2, кл. В 22 С 1/16, 1979. (54) СВЯЗУЮЩАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ

ФОРМОВОЧНЫХ И СТЕРЖНЕВЫХ СМЕСЕЙ (57) Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано в качестве связующей композиции на основе

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано в качестве связующей композиции на основе жидкого стекла для приготовления самотвердеющих формовочных и стержневых смесей, а также отверждаемых углекислым газом.

Известная связующая композиция íà основе жидкого стекла, включающая до 10 j. смеси моноэтаноламина с глюкозой (1).

Недостатком связующего является использование пищевого продукта — глюкозы.

Известна связующая композиция, включающая жидкое стекло и 2,5 % от массы жидк8то стекла моноэтаноламина и 0,5 $ воды (А.П.Никифоров, Жидкий отвердитель,, Ж,„1770023 А1 (я)5 В 22 С 1/02, 1/18 жидкого стекла для приготовления самотвердеющих формовочных и стержневых смесей, а также отверждаемых углекислым газом. Смесь содержит, мас. /0 . этилсиликат

10,0...35,0, аминоспирт 1,5...2,2; 25-ЗОДный водный раствор щелочи 4,4„9.0, вода

5,0...10,0, жидкое стекло — остальное, При этом в качестве аминоспирта связующее содержит моноатаноламин или диэтаноламин, или тризтаноламин, а в качестве этилсиликата — этилсиликат, содержащий 32 и 40 ф, по массе окиси кремния. Введение в состав смеси комплексного отвердителя на основе этилсиликата. аминоспирта и водного раствора щелочи способствует образованию высокопрочной структуры . продуктов взаимодействия связующей композиции, что приводит к повышению прочности геля кремневой кислоты, Это позволяет снизить содержание жидкого стекла в составе смеси и улучшить выбиваемасть, 2 з.п. ф-лы, 2 табл. 3 для самотвердеющих жидкостекольных

1 смесей, Литейное:производство. 1988, N. 8, с. 26-27). К. недостаткам связующего относятся значительный расход жидкого стекла (до 7...8 $), затрудненная выбиваемость.

Известна также связующая композиция на основе жидкого стекла (80...97.5) и амина-гексаметилентетрамина (2.5...20 " ) (2). К недостаткам связующего относятся значительный его расход (7 $) и затрудненная выбиваемость смеси.

Известна также связующая композиция на основе жидкого стекла, этилсиликата и олеиновой жирной кислоты (3).

К недосТаткам этой композиции относятся: значительный ее расход для приго1770023 товления формовочной смеси (3,35 ) сравнительно низкая исходная прочность и за-. трудненнаяя выбиваемость.

Целью изобретения является повышение прочности связующего после отвержде- 5 ния и улучшение выбиваемости.

Сущность изобретения заключается в .том, что смесь, содерЬКащая.,жидкое стекло и комг1Ъексный отведдитепь в качестве последнего содер>Мит этилсифпкат, аминос- 10 пирт, 25-.30 -ный водный. раствор щелочи и воду. При этом в качестве аминоспирта связующее содержит моноэтаноламин или диэтаноламин, или триэтаноламин, этилсиликат с содержанием 32 и 40 по массе 15 окиси кремния, Для приготовления связующей композиции использовали аминоспирты, выпуск. зомые промышленностью; моноэтаноламин, диэтаноламин,и триэтаноламин. 20

Щелочь (MaOH или К 0H) использовали согласно ГОСТ 2263 — 79 и 5.1665-72, 2539 j-концентрации, Этилсиликат применяли марки ЭТС-32 и ЭТС-40, ГОСТ ЭТС-40-26371-84. 25

Жидкое стекло использовали согласно

ГОСТ 13078-84 с модулем 2,6-3,0 плотностью 1320-1520 кг!м .

Повышение физико-механических и технологических свойств формовочной сме- 30 си за счет использования в ее составе комплексного отвердителя на основе этилсиликата, аминоспирта и щелочи объясняется следующим образом.

Едкий натр и аминоспирт являются ка- 35 тализаторами, ускоряющими гидролиз этилсиликата на поверхности огнеупорного наполнителя, конденсацию и затвердевание продуктов гидролиза. При этом образуется гель кремневой кислоты из жидкого 40 стекла, ег0 конденсация и затвердевание; амин в этом случае ускоряет эти процессы.

В результате образуется высокопрочная структура продуктов взаимодействия связующей композиции, что и приводит к павы- 45 шению прочности формовочной смеси. Это позволяет снизить расход жидкого стекла и в связи с этим улучшить выбиваемость смесей.

Приготовление связующей композиции 50 осуществляют следующим образом.

Аминоспирт растворяют в воде, полученный раствор вводят в жидкое стекло при непрерывном перемешивании.

Смесь готовят перемешиванием огнеупорного наполнителя с негидрализованным этилсиликатом в течение 30-40 сек, Далее в смесь вводят водный раствор щелочи и жидкого стекла с аминоспиртом, компоненты перемешивают еще в течение 1 мин.

После перемешивания смесь засыпают в оснастку и уплотняют любым известным способом. Смесь можно также готовить перемешиванием огнеупорного наполнителя при одновременном введении жидких компонентов и перемешивании в течение одной минуты. Раствор щелочи можно вводить в смесь в составе жидкого стекла.

8 табл.1 приведены составы связующих компонентов, в табл.2 — составы и.свойства формовочных смесей с связующими компонентами.

Анализданныхтаблиц1 и2 показывает, что реализация смеси с комплексным отвердителем позволяет получить высокую прочйость формовочных смесей, снизить расходсвязующего (жидкого стекла) до 1...2,3 $ ho массе (смеси 1-8, табл.2), работу выбивки в

2-8 раз. При введении только аминоспирта или раствора щелочи эффект твердения смеси отсутствует (смеси 9 и 10 табл,2).

Формула изобретения

1. Связующая композиция для формо- . вочных и стержневых смесей, содержащая жидкое стекло и комплексный отвердитель, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности связующего после отверждения и улучшения выбиваемости смесей, она в качестве комплексногоотввр дителя содержит этилсиликат, аминоспирт, 25-30 -ный.водный раствор щелочи и воду при следующем соотношении ингредйентов, мас, : этилсйликат 10,0-35,0; амииоспирт 1,5-2,2;

25-30%-ный водный раствор щелочи 4;4-9,0;

Вода .. 5,0-10.0

Жидкое стекло остальное

2. Композиция по п.1. о т л и ч а ю щ а ас я тем, что в качестве аминоспирта онЮ содержит моноэтаноламин или диэтвноламин,или триэтаноламин.

3. Композиция по п.1. о т л и ч а ю щ а яс я тем, что в качестве этилсиликата она содержит этилсиликат, содержащий 32 и 4". no массе окиси кремния.

1770023 таблица l

Содержание в связукщих композициях, нас.Ф

Ингредиенты

1 IR!3(4)б:4 7 I 81944 ееаю

Видное стекло йоноэтанолаюн, 70,4

1б9

70 8 70,8

7446

70,8

2,2

73 70,8 г,г

49б5 57 66

15 17 19

2,2

Дивта ноле мин тривтанолаиин

2,2

6,2

543 67 10 62 62

6,2 6,7

6,2

6,0 4,4

30 21

4,8 9

4,4

9

9

21

12 !2

Водный раствор целочи КОН т в б л м ц в 2

ssssssssssssssssss aa еа ю юаеааааееаааае

Содержание в составах смесей, иас.2

j 8 9,1О

sssssssssssssssss ss ю е б J7

97,65 96,65 96 65 96 65 98,35 98,35 98,35 98 35 96 65 96 65

/1,0/ а

2,35

/1 б3/

3 35

/2,3/ 3,35

/2»3/ е

3 35

/2,3/

/1,0/ .. е

1,65

/1,О/ а l 65

/1,О/

Ю

1,65

/1,О/

Ю Ю Ю

Ю

1,65

3,35

10.

Ю Ю Ю

3,35 свойства смесей физико-механические

03 а

0,14 0,03 0,08 0,08

0,18

0,09 О,.!

0,11 и

Выбневеместь при 1000 С1 кгм

10!в

Кивучвстьб нин

6 7

24 28

12 12

0,3 5;0

9 23

10 12

03

9,0

03 03

8,7 9

10 10

0,3

10 а е е в скобках показано содержание собственно жидкого стекла в составе фориовочной снеси

Составитель В.Шувалов

Редактор Е.Полионова Техред M.Моргентал Корректор M.Têà÷

Заказ 3696 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Вода

308"ный воднФ раствор целочи

Этилсиликат 40

Этилсиликат 32

Кварцевый песок

1К02

Свяэуа1ея кобаюэи» ция

2

4

6 йрочноств на сжатие, 1Юа, через (в ч)

2

4

24

Осыпввмоств (в t) через

2ч

6 7

12 14

20 22

24 26

29 ЗО

64 90

6 56

11 . 10

14 14

16 16

20 1945

60 60

9

17

22

4,8 5

8 9

15 . 16

19 20

23 22

32 31

4,9 . 0,3

8,5 !

l9

21

31,5