Холоднотвердеющая смесь для изготовления литейных форм и стержней

Холоднотвердеющая смесь для изготовления литейных форм и стержней

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК щ 4 В 22 С 1/02 1/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ С8ИДЕТЕЛЬСТВУ

2,0-6, 0

Остальное ; а

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР.

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ1Ф (2!) 3777934/22-02 (22) 03.08.84 (46) 23.06.86. Бюц. В 23 (71) Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова (72) И. E. Илларионов, Г. П. Королев, А. И..Тибекин, Н. Л. Емельяненко, А. Г. Смоляков и Л. И. Куданкин

-(53) 621.742.4(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 956130, кл. В 22 С !/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР !! 959888, кл. В 22 С 1/18, 1981.

Авторское свидетельство СССР !! 952407, кл. В 22 С !/18, 1981.

Авторское свидетельство СССР !! 339091, кл. В 22 С 1/00, 1970.

Авторское свидетельство СССР

9. 8654?6, кл. В 22 С I/10, 1979.

„„SU„„1238879 А1 (54) (57) ХОЛОДНОТВЕРДЕЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ

ИЗГОТОВЛЕНИЯ 11ИТЕЙНЫХ ФОРМ .И СТЕРЖНЕЙ, включающая огнеупорный наполнитель на основе двуокиси кремния, материал на основе окислов железа и ортофосфорную кислоту, о т л и ч а— ю щ а я.с я тем, что, с целью снижения осыпаемости смеси и увеличения ее прочности, она дополнительно содержит -аминопропилтриэтоксисилан при следующем соотношении ингредиентов, мас.й:

Материал на основе окислов. железа 2вО 8э0

Ортофосфорная кислота

g-Аминопропилтриэтоксисилан 0,01 0,06

Огнеупорный наполнитель на основе двуокиси кремния

1238879

С Н5ОН зн,:-(сн,д,—.врос,н,,+нро, --Йо

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при изготовлении форм и стержней из холоднотвердеющих фосфатных смесей. 5

Цель. изобретения — снижение осыпаемости смеси и увеличение ее прочности.

Предлагаемая смесь содержит материал на основе окислов железа, орто- 1О фосфорную кислоту, аминосилан и огне- упорный наполнитель.

В качестве материала на основе окислов железа используют железную окалину, включающую Fe>0< 90 — 1002, FeO — следы, примеси — остальное; крокус, содержащий, Ж: Fe O — 80-90, Ре0 10-20; отход электросталеплавильного производства, содефкащий, .X: Fe 0 49-51, Si0 28-30, NgO 4-6, щ

СаО 1-3, NnO 6-8, А) 0 2-3 порошок магнитный черный, содержащий, Х:

;Pe<0> 92-100, FeO 0-8;. жЬУ езорудный .

1магнетитовый концентрат, содержащий, Ж: Fe 60-70, FeO 20-30, примеси †. 25 остальйое .

В качестве аминосилана используют g -аминопропилтриэтоксисилан марки

АГИ-9.

В качестве огнеупорного наполните- Зо 7 ля можно использовать кварцевый пе сок, дистен-силлиманит, циркон ит.п.

Смеси (табл. 1) готовят следующим образом.

В песок вводят необходимое количество аминосилана, растворенного в этиловом спирте в соотношении 1:20, и перемешивают, в течение 5 мин, после чего добавляют материал на основе окислов железа и перемешивают

2 мин, затем вводят ортофосфорную . кислоту (перемешивают 1-1,5 мнн), полученную смесь вручную или вибро-. уплотнением набивают в стандартные пробы для определения прочности на растяжение и сжатие и других характеристик. Физико-механические свой" ства приведены в табл..2.

В процессе приготовления н.отверждения смесей .происходит химическое взаимодействие с участием связующего (материала на основе окислов железа плюс ортофосфорная кислота), аминосилана и двуокиси кремния, которая является основой огнеупорного наполнителя. В результате этого повышается когезионная н адгезионная прочность связующего, что приводит к уменьшению осыпаемости и повышению прочности смеси на всех этапах от- . верждения.

При взаимодействии алкилтриэтоксисиланов и диалкилдиэтоксисиланов .с ортофосфорной кислотой в присутствии этилового спирта и водоотнимающих агентов образуются полисилоксанфосфаты по схеме: .

О . (СН1)3ЖН О Ин (СН Д

O H — 0 — % — Π— Р-Π— % — О—

I 1

ОС2Н5 ОС Н5 ОС2иь ЩН5

Образовавшийся полисилоксанфосфат. представляет собой неорганический полимер, состоящий из цеНи, образованной атомами кремния, кислорода и фосфора. Исходя,из схожести в строении основных структурных элементов силикатов и фосфатов (у силикатов тетраэдр 8 0, у фосфатов тетраэдр

РО ), близости размеров тетраэдров (среднее расстояние Si-О в тетраэдрах SiO составляет 1 62 А, à P-0 в ф

3 тетраэдрах РО 1,55 А), аналогичного характера связей P-0-Р a Si-O-Si, определяющегося близостью электрониых конфигураций атомов фосфора и кремния и близостью размеров ионных радиусов этих элементов (Si » 0,39А, 0

8i О

Р— 0,35 А), можно предположить, что получившийся полимер является устойчивым соединением, это привоФ дит к повышению когезионной прочности и устойчивости образующейся твердой фазы.

Полисилоксанфосфат имеет в нали1 чин аминогруппу, которая при взаимодействии с образующимся дигидрофосфатом металла (железа, магния, алюминия, марганца и др.) способствует з 1238879 4 получению солеобразного продукта. повышению адгезии к наполнителю

Кроме того, этокснгруппы прн взаимо- (связи Яд-0-Ы) и получению.разветдействии с гидроксилами кварца прн- вленной структуры полимера (связи водят к отщеплению этилового спирта, P-0-P) по схеме:

О ОН О Г II

-ИŠ— О-Р-ОН ЪН вЂ” 1"1е — О-Р— ОН 1

I ( (CHg) ОН С2 5

О ) g хн (снг)

-0-Р— 0 — 5i — 0 — P — Π— $1 Π— Р—

О Н51 QCgH)1 О СгН O(Cgi)) .0

II

P0HI 1 ОН gOHI IOH J

I t

Я и Я М

О . О

О - О О

Повышение прочности и уменьшение . . Увеличение содержания н смеси ма- . .осынаемости происходит за счет новы- териала на основе окислов железа, . шения когезионной и адгезионной проч- ортофосфорной. кислоты и аминосилана ности твердой фазы вследствие образо- выше верхнего предела приводит к удо.. вания полиснлоксанфосфата, а так же рожанию смеси и экономически неце25 связей — Si"0-Si — и P-0-P и солеоб- лесообразно, а уменьшение их свыше . разного продукта амина при взаимодей- нижнего предела — ухудшению прочност. ствии компонентов смеси. ных показателей смеси.

Использование изобретения s ус"

Предлагаемые смеси (2,6,10,14,SS) 30 ловиях производства позволяет повы- . обладают низкой осыпаемостью, высо- сить прочность смесей на всех стади- кой прочностью на всех этапах отверж- ях их отверждения, снизить их .осыпадення, необходимой живучестью и газо- . емость и улучшить качество литья. проницаемостью, в то время как смеси, Изобретение может быть использовано не содержашие аминосилан (3,7,11,15, З5 для получения мелких, средних и круп19)

9), и известная смесь имеют высокую ных стальных и чугунных отливок:в осыпаемость и значительно меньшие условиях массового и мелкосерийного прочностные показатели. цроизводства.

1238879 ь

IO

I I о

1в

1 1

МЪ

9 въ о

Ф ю

44 Ъ

4 \

Ф Ъ

О

О ° л

Ф4

Ж о въ иЪ

4 Ъ о

О о 1 1 о

Ф л о

ЪЮ о

Ю

ЪФЪ

Ф м

I 1 л в\

\ФЪ б

Ф м

03 I! и <

D. о о

4 Ъ

ФЧ

434

40 о м

ЪЮ о

СЪ о в о

С

ЪФЪ м

4С4 м л

Фбс

04 в

44Ъ в м о 3 о

4Ч

4 4

Ol л

00 о

4 44. ФФЪ

ФЪ ! л

ЮЪ

4! о.

1 . О иЪ Ф:.ФЪ

434 съ

Ф

ФФЪ въ о

D о

ФЧ ь

1 4 4

0 въ

40 о Ю о

ФВ

D хъ

Ю въ

444 м о л! 1

Ф

О4

4е о л 1 м о о

ЪФЪ

4" Ъ о

В 1 о о о

4 4

CJ

1

В 30

3 4 3 а.ъс во

Cf Ь4

Cl 3C а о

3С С3

1 Cl

Ф «

i CI

C I ф а и Cl

Р х

I и

I" бб в о а б х

О е

Ф Za

Cl 3 с а вас

Фа i 3а ф с и в въ

С

"У

X с и о х

С3

tie

1 а !

Cl I 4 I

X 3

t (3 б . I е

44l

4 Ъ °

В 4 Ъ а

° 3« с а cl

«с«с в ф в «з

ee * ° вЬс

30 С Сбчм

Ф в

«ф в с в

rrîа

4lec î о а..а 41 с Фъ свмм

Рo Raф

О CL ln с а

33 .. R(«

8=3

13 2

Фбд R в g c с

3- «Х е в е х

X > I 5ф

3 Х о.«фаg

rвсв еас«

43сфа3c обйис

«васе

1 О

1 1

Ф

1

1

t

I

t

1

I !

I б

3 ! I

Ф

Ф

4Ч °

4Ч о

Ф

Cl о о о м о м 44

4Ч 4 Ъ Ь

444 е о о ь

Cl 0

4 Ъ 4 4 о

°

Ч4 о

Ф Ф

Ф со

444

Cl !

1 й

1 о

ЧЪ

4Ч м л ф

° а.

О 4Ч

Ф 4 Ъ о

4 Ъ о

ФЪ О чЪ. ь

° Ф ф л ч ь м

44 ч

444

4 Ъ «

С1

4Ч

О 4

° а

4Ч М о

444 .о о. л ф м о

Ф ф

O .э л

4Ч ф м ф

° °

4Ч М о а

М о

4Ч

4 и

4 ф

o ° а л

° 4Ъ ф, Т л о л е

4Ч

4Ч ф о! м ф 1

444

Т

4Ч

4Ч о м о о

Cl

МЪ

4Ч о о . 4t

° Ф

4Ч

4 Ъ ч о ф t 4Ч Л а

ct

4Ч о е о

4t4 о. л о

О а е

4Ч Л

Ф Ф

«4"

М 4 Ъ ф

IA

«а

L ф о

4 Ъ

4Ч е о о.с

4Ч

4Ч

4 °

« о а °

4 4 4Ч о ь ь о

44Ъ ь

4Ч

C44 tC

4Ч л о ъ о

Cl м. а ф

Ol е

444

Ч1 О о ф

4Ч ° 4Ч

1л е

О4 ф

4 4

4Ч

О 44Ъ

1«, м а °

4Ч

Ф О к

Ф

L 1«

14 це

ЧЪ н

6а «ф

Ф

44 444Ч

y .6 5 „е р ю й

1238879

1 1 ф ф 44Ъ а а °

4Ч Е t

4Ч 0 Ь

Ф е ° о ъ ЧЪ м а а

4Ч ltl Ф

Ь Ф 4 4

L е ° Ф

М «Ф чЪ

44Ъ .. ф а . е а

tC 44\ ф о м а °

4Ч Ф ф м л а а а

ЧЪ ЧЪ

Ь 4LI а е е

О 4Ч ф ф ма о е, а е

t4, Ч1 Л а4 Ф 4Ч а ° *

Е 4Ч

О л ctl е а а

t4 444 44Ъ ф «Т ф а а

О CC ° 4Ч ф

5 ф й;;

44

D Ю

Е 4Ч Ctй . C4 5 5 g ф г о о

* ф Ф

4Ч «« tc

О м м о

4Ч

4D»

° ° Ф

Ч 44 -Ф

М 4Ъ

М 44

3! з