Глинистая суспензия для формовочныхи стержневых смесей

 

(»>827239

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13.07.79 (21) 2796875, 22-02 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень ¹ 17 (45) Дата опубликования описания 22.05.8! (51) Ч.Кл. "В 22 С 1 16

Государственный комитет по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.742.486 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Т. Решетов, И. В. Валисовский, А. А. Койко, А. Ф. Квятковский и В. А. Першин й

Научно-производственное объединение по технологии машиностроения «ЦНИИТМаш» (71) Заявитель (54) ГЛИНИСТАЯ СУСПЕНЗИЯ

ДЛЯ ФОРМОВОЧНЫХ И СТЕРЖНЕВЫХ СМЕСЕЙ

Глина 60 — 70

Фосфат натрия 0,2 — 1,8

Вода Остальное

Изобретен не относится IK литейному произволству, точнее K составу гл и нистой суспвнзии для,изготовления формовочных и стержневых смесей.

Известны суспензи|и, состоящие,из глины, воды и поверхностно-активнюго вещества (активатора), где в качестве последнего использованы: понизитель вязкости фенюльный лесохимичесжий (ПФХЛ) (1), натрий - .карбокснметилцеллюлоза (Na- 10

КМЦ) (2J.

Содержание глины в таких суспензиях не превышает 25,мас. %, а плотность (1,2 г/слР) и текучесть (70 мл ) — незначительны. Вследствие этого глинистая суспензия .имеет низкую связующую способность, и песчано-гл инистая смесь, лриготовленная с ее использованием, имела предел прочности .на сжатие в сыром состоянии

0,3 — 0,4 кгс/слР. Смесь с такой низкой сы- 20 рой прочностью мало п римени ма для получения отливок с хорошим качеством поверхности.

Наиболее близкой пю технической сущ- 25 ности и достигаемо му результату является глинистая суспензия для формовочных и стержневых смесей, включающая глину, воду .и активатор 13). В качестве акти ватора суспензия содержит игетан. 30

Недостатком известной суспензи и является низкая прочность и недостаточная плотность при низкой текучести. П|рименение этой суспензии ограничено использованием при производстве лишь неответственного литья.

Целью изобретения является улучшение связующих свойств и повышение плотности и текучести глинистой суслензпи.

Для достижения поставленной цели глинистая суспензия по,изобретению, включающая гни,ну, воду и,активатор, в качестве активатора содержит фосфат натрия при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:

Причем в качестве фосфата натрия глинистая суспензия содержит триполисфосфат,натрия в количестве 0,2 — 0,9 мас. % или пирофосфат натрия в количестве 0,4—

1,8 мас. %.

При смешивании компонентов в процессе приготовления суспензии происходит химическое взаимодействие между активатором и глинистой частицей. Глинистая частица несет:на своей поверхности избыточ827239

Таблица 1

Суспензия номер

5 прототип

1!! 2

Ингредиенты

0 (50 о

Глина

Трниолифосфат натрия

Пнрофосфат натрия

Игетан

Вода

0,2

0,9

0,4

39,6

1,8

39,8

29,1

28,2

Таблица 2

Свойства суспензия

Суспензия, номер

1 текучесть, влаж ность пло тность г1см"" ила

1,71

1,72

1,83

1,85

1,42

186

184

164

39,5

39,2

28,9

28,0

46,2

Таблица 3

Ингредиенты № 1 №2 ¹3 № 4 ¹ 5

40 Песок КО2А

Отработанная смесь

Суспензия № 1

Суспензия № 2

Суспензия № 3

Суспензия № 4

46

Суспензия ¹ 5

80

80

12 — 12

12 ные ионы:натрия, калия, магния. кальция, железа и других элементов. Фосфаты натрия .взаимодействуют со всеми ионами, за исключением одно валентных калия и,натрия, образуя нерастворимые фосфатные соединения. В результате удаления многовалентных ионов с поверхности глины она распадается .на более мелкие частицы.

Избыточные ионы натрия. возникающие за счет диссоциации в воде фосфатов натрия, адсорбируются глиной и способствуют дальнейшему диспергированию частиц. Таким образом в единице объема суспензии становится больше глинистых частиц, т. е. плотность суспензии увеличивается. В то же время частицы глины, насыщенные ионами натрия, обладают большим коэффициентом скольжения друг относительно друга. Благодаря этому повышается текучесть самой суспензии при ее относительно низкой влажности.

Оптимальное количество фосфатов натрия определяется свойствами глины. Для

Ха-форм глины достаточным является .использование 0,2% триполифосфата или

0,4% пирофосфата натрия. Для Са-форм глины — соответственно, 0,9% триполифосфата или 1,8% пирофосфата натрия.

Меньшее количество фосфатов натрия (меньше 0,2а(, триполифосфата натрия или

0,4% пирофоофата натрия) является неКак видно из табл. 2,,использование фрсфата натурия в качестве активатора позволяет пр!и низкой влажности увеличить плотность суспензия на 20 — 30%, ври этом текучесть возрастает более, чем в 2,5 раза.

Глинистые суспензии с фосфатом натрия в качестве активатора могут быть использованы для приготовления песчанодостаточным для повышения связующих свойств глинистой суспензии и увеличения ее плотности it текучести. Большое ко.тичество фосфатов натрия (для триполифосфата натрия больше 0,9, а для пирофоофата натрия больше 1,8%) приводит к перенасыщению ионами натрия глинистой частицы и они коагулируют, что приводит к загустеванию суспензии и она становится

10 непригодной для песчано-глинистых смесей.

Глинистую суспензию готовят следующим образом. В мешалку загружают глину, затем вводят воду и производят перемешивание. Затем при перемешивании

15 вводят активатор.

При приготовлении суспензии фосфат натрия (триполифосфат или пирофосфат натрия) можно вводить в виде 5 — 20а р раствора в воде. Нижний предел обусловлен тем, что при более низкой концентрации раствора активатора в суспензию будет введена .избыточная влага. В результате этого плотность суспензии станет меньше

1,7 г/слз и ухудшится ее связующая способность. Верхний предел вводимого активатора обусловлен растворимостью самого фосфата натрия.

Составы глинистых суспензий, изготов25 ленных по изобретению и по прототипу, представлены в табл. 1, а их свойства в табл. 2. глинистых смесей при производстве цветного, чугунного и стального литья.

Изобретение иллюстрируется составами песчано-.глинистых смесей с использованием глявистой суонензии по изобретению и по прототипу, которые приведены в табл, 3, а их свойства в табл. 4. Составы песчано-глинистых смесей

827239

Табли«à 4

Свойства смеси предел прочности на сжа, тие в сухом сос! ТОЯНИ И Л 2C:C.l<СостаВы с <есе<< << i2 <ел поочв соотаетствиl! с таЛ- ВОст

В сы <<0 << состоя н;<и, /i сcjñì осы паемость, о. о!

0,13

0,12 (0.14

0.12

9,ЗО

Смесь ¹ 1

Смесь № 2

Смесь № 3

Смесь № 4

Смесь ¹ 5

12,0

12,4

13,4

13.6

3,4

1,18

i.20

1.32

1,34

0,6!

60 — 70

0,2 в 1,8

Остальное

Глина

Фосфат натрия

Вода

Формула изобретеíl<я

СССР

1. Авторское свидетельство

¹ 302114, кл. В 22 С 1 00, 1967.

2. Авторское свидетельство

¹ 435891, кл. В 22 С 1!00, 1972.

3. Авторское свидетельство № 54б422, кл. В 22 С 1/02, 1974.

СССР

СССР

Составитель И. Гончарук

Редактор E. Братчикова Техрвд А. Камышникова Корректор И. Осиновская заказ 575/516 Изд. ¹ 356 Тираж 869 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. сПатенть

Как следует из табл. 4, песчано-глинистые смеси, приготовленные с использованием суопензии по изобретению, значительно превосходят по всем основным свойства<м смеси, изготовленные с применением глинистой суспензии в соответствии с прототипом. Так, прочность смеси во влажном состоянии в 1,9 — 2,2 раза больше, прочность в сухом состоянии — в 3,5 — 4 раза, а осыпаемость уменьшается более, чем в

60 раз.

Использование глинистой суспензия, в которой в <качест<ве актывато<ра вводится фосфат нат!рия, позвол<яет значительно повысить физико-механические свойства смесей. П<рименен<ие же таких песчано-глинистых смесей значительно улучшает качест.во литых заготовок из-за,сокращения таких дефектав,,KBIK засоры. Кроме того, фосфат натрия обладает противопригар<ныии свойст<ва ми.

1. Глинистая суспензия для формовоч- 25 ных и стержневых смесей, включающая глину, воду и активатор, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью улучшения связующих свойств и повышения плотности и текучести глинистой суспензип, она содержит в качестве активатора фосфат натрия при следующем соотношении:ингредиентов, 1 ac 0j, .

2. Глинистая суспензия по п. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что в качестве фосфата натрия она содержит 0,2 — О,9 мас. и триполифосфат натрия.

3. Глинистая суспензия по п. 1, о тл ич а ю щ а я с я тем, что в качестве фосфата натрия она содержит 0,4 — 1,8 мас. О<В пирофосфат натрия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: