Самотвердеющая смесь для изготовления литейных форм и стержней

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.(61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 200230 (21) 2884611/22-02 (51) М. КЛ.З с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

В 22 С 1/16

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 230182 . Бюллетень № 3

Дата опубликования описания 2301.82 (53) УДК 621. 742. .4(088.8) (72) Авторы изобретения

С

В.И.Корнеев, А.А.Кандыба, M.Ì.Cû÷åâ и Л.Р.Сватавская„, l 4 1 È Tí { 3

Ленинградский ордена Октябрьской Революции и тЩЩНая,»„ ., -.

Трудового Красного Знамени технологический институт

ЬИЬ1 ф0Т! . им.Ленсовета (71) Заявитель (54 ) САМОТВЕРДЕЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ изобретение относится к литейному производству, а именно к составам самотвердеющих смесей, используемых для изготовления литейных форм и

5 стержней.

Известны самотвердеющие смеси на основе кварцевого песка, включающие связующее на основе водорастворимых лигносульфонатов и отвердитель в виде бихроматов калия или натрия, персульфата аммония, алвмината щелочного или щелочноземельного метал. — : ла (11 .

Однако эти смеси не обеспечивают высокой прочности форм и стержней, обладают повышенным влагосодержанием и содержат токсичные компоненты.

Известна также самотвердеющая смесь, содержащая кварцевый песок, глину огнеупорную, связующее на осно" ве водорастворимых лнгносульфонатов и водный раствор хромового ангидрида (2) .

Недостатки укаэанной смеси состоят в том, что она не обеспечивает 25 высоких физико-механических характеристик и содержит высоко токсичный хромовый ангидрид.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому 30 результату является самотвердеющая смесь для изготовления литейных форм и стержней, содержащая,мас.ч.: огнеупорный наполнитель 100; связующее на основе водарастворимых лигносульфонатов 8-10j 18-водный кристаллогидрат сульфата аммония 0,2-0,5> хромовый ангидрид 0,15-0,20; карбамид 0,10,5 и воду 1 0-1,5 Г31.

Однако известная смесь не обеспечивает достижения высокой прочности форм и стержней на конечном этапе

Эатвердевания, обладает повышенной остаточной влажностью, что обуславливает необходимость тепловой подсушки форм и стержней, и содержит в своем составе некоторое количество токсичного хромового ангидрида, что ухудшает санитарно-гигиенические условия труда при ее использовании.

Целью изобретения является увеличение прочности форм и стержней на конечном этапе эатвердевания, уменьшение остаточной влажности смеси и улучшение санитарно-гигиенических условий труда при использовании смеси.

Для достижения поставленной цели самотвердеющая смесь для изготовления литейных CiopM и стержней, включающая

899223

Таблица 1

Состав, мас. ч

Ингредиенты

3 известный

100 100 100

100

5, б 10,0 8- 10

0,5 огнеупорный наполнитель, связующее на основе водорастворимых лигносульфонатов и материал на основе сульфата алюминия, содержит в качестве упомянутого материала частично обеэвоженный кристаллогидрат сульфата алюминия с числом мояей кристаллизационной воды -12 при следующем соотношении ингредиентов, мас.ч:

Огнеупорный наполнитель . 100

Связующее на основе водорастворимых лигносульфонатов 0,5-10,0

Частично обезвоженный кристаллогидрат сульфата алюминия с числом молей кристаллиэационной воды

1-12 0,5-10,0

В качестве частично обезвоженного кристаллогидрата сульфата алюминия с числом молей кристаллиэационной воды 1-12 смесь содержит соединение на основе упомянутого кристаллогидрата с числом молей кристаллизационной воды, преимущественно равным 7.

Кристаллогидрат сульфата алюминия по ГОСТ 12966-76 содержит преимущественно 18 молей кристаллиэационной воды. Получение на его основе, частично обезвоженного кристаллогидрата с числом молей кристаллизационной воды 1-12, преимущественно 7, происходит при его нагреве до 100о

260 С в течение 2-2,5 ч с последующим остыванием продукта на воздухе.

Преимущественное образование 7-водного кристаллогидрата устанавливается с помощью,дериватографических, рентгеновских и етрографических методов анализа.

В результате термического частичного обезвоживания .исходного кускового 18-водного кристаллогидрата образуется высокопористая масса, легко рассыпающаяся в порошок, который предпочтйтельно использовать с удельной поверхностью порядка 2000 см /г.

Кварцевый песок 1К0315 (Гомельского месторождения) Связующее на основе водорастворимого лигносульфоната в,виде сульфитнодрожжевой бражки плотностью 1,18 г/смЗ

Основными процессами структурирования при эатвердевании предложенной смеси являются образование 18 водно го кристаллогидрата сульфата алюминия за счет гидратации частично обезвоженного кристаллогидрата сульфата алюминия (1-12-водного, предпочтитель но 7-водного) и химическая конденсация водорастворимых лигносульфонатов с участием гидроксильных групп и вы-. соковалентных катионов (в данном .случае катионов алюминия).

При содержании частично обезвоженного кристаллогидрата сульфата алюминия менее нижнего предела не достигается требуемой прочности форм и стерж

15 ней на всех этапах их затвердевания, а при содержании его более верхнего предела смесь обладает пониженной живучестью, что затрудняет ее перера- ботку, особенно при изготовлении () крупных форм и стержней.

Пример. Готовят смеси путем перемешивания сухих ингредиентов (песка и частично обезвоженного кристаллогидрата сульфата алюминия)

25 с последующим введением и перемешиванием сульфитно-дрожжевой бражки плотностью 1,18 г/см . Частично обеэвожен ный кристаллогидрат сульфата алюмин получен исходного 18-водного

ЗО кристаллогидрата нагреванием при

200-250 С в течение 2,5 ч.

Составы смесей приведены в табл.1, Результаты испытаний свойств смесей приведены в табл. 2.

Таким образом, предлагаемая смесь обеспечивает, существенное повышение прочности форм и стержней на конечнам этапе их затрердевания, а также обладает пониженной остаточной влажностью, что позволяет отказаться от технологической операции тепловой подсушки форм и стержней. Кроме того, предлагаемая смесь не содержит высокотоксичных соединений шестивалентного хрома, эа счет чего обеспечивается улучшение санитарно-гигиенических условий труда при ее Hcпользовании.

899223

Продолжение табл 1

Состав мас ч

Ингредиенты .

Частично обезвоженный кристаллогидрат сульфата алюминия

0,5

5,0

10,0

18-водный кристаллогидрат сульфата алюминия

0,2-0,5

0,15-0,20

0,1-0,5

1,0-1,5

Хромовый ангидрид

Карбамид

Вода

П р и м е ч а н и е. плотность сульфитно-дрожжевой бражки 1,16 г/см .

Т а блица 2

Смесь

Свойства

3 извест- ная

15

8-20

Живучесть, мин

Прочность на сжатие, кгс/см через

1,0 1,1-1,2

1,5

1,0

1 ч

2,0

3 5

2,5

2 ч

4,0

3,0

5,0

3 ч

4,0

7,5

6,07,0-7,5

39

24 ч

0,20

0,10

0,25

Осыпаемость через 24 ч,%

Остаточная влажность, %

3,0 5,0-6,5

1,5

0,5

Формула изобретения

0 5-10,0

Самотвердеющая смесь для изготовления литейных форм и стЕржней,включающая огнеупорный наполнитель,связуниаее на основе водорастворимых лигносульфонатов и материал на основе сульфата алюминия, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения прочности форм и стержней на конечном этапе эатвердевания, уменьшения остаточной влажности смеси и улучшения санитарно-гигиенических условий труда, в качестве материала на основе сульфата алюминия содержит частичио обезвожеяный кристаллогидрат сульфата алюминия с чис1 2 3 извест1 ный лом молей кристаллиэационной воды

1-12 при следующем соотношении ингредиентов мас ч

Огнеупорный наполнитель 100

Связующее на основе водорастворимых лигносульфонатов

Частично-обезвоженный кристаллоф0 гидрат сульфата алюминия с числом молей кристаллизационной воды от 1 у до 12 0,5-10,0

899223

IP 1

Составитель С.Тепляков

Редактор Л. Лукач Техред Е. Харитончик Корректор Л.Бокшан

Заказ 12013/13 Тираж 852 Подписное .

ВНИИПИ Государственного кОмитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Борсук П.A., Лясс A.М. Жидкие самотвердеющие смеси. М., "Машиностроение", 1979, с. 88-89.

2. Попилов Л.Я. Советы заводскому технологу, Л., Лениздат, 1975, с. 27.

3. Технический отчет по НИР. "Исследование и внедрение НСС на основе связующего, содержащего лигносульфонаты, для изготовления стержней чугунного литья взамен жидкостекольных смесей.с применением нетоксичных отвердителей", Ждановский металлурги:ческий институт. Жданов,1977, Гос. регнстрац. Р 74050232, с. 36-37,133.