Смесь для изготовления литейных форм и стержней

Смесь для изготовления литейных форм и стержней

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для.изготовления литейных форм и стержней жидкостекольн.ых самотвердеющих смесей. Цель изобретения - повышение газопроницаемости смеси, улучщение ее выбиваемости и ускорение затвердения за счет введения в состав смеси гидролизного лигнина , обработанного соединениями азота , выбранными из груттпы, содержащей аммиак. Смесь содержит, мас.%: жидкое стекло 5,5-6,0; феррохромовый шлак 2,9-3,5; гидролизный лигнин, предварительно обработанный соединениями азота, выбранными из группы, содержащей аммиак 0,2-0,4; мылонафт 0,25-0,3; алкиларилсульфонат 0,25- 0,3; воду 1,5-2,0 и огнеупорный на-, полнитель на основе диоксида кремния остальное. Введение гидролизного лигнина, обработанного соединениями азота, способствует при нагреве образованию большого количества газов , что приводит к увеличению газопроницаемости . Лигнинный уголь, образующийся при нагреве, разрыхляет расплав жидкого стекла и улучшает выбиваемость смеси. Обработка гидролизного лигнина азотсодержащими веществами способствует повышению вяжущих свойств связующего и, соответственно, ускорению затвердевания смеси и повышению ее прочности. 3 табл. g {ik (;о ел со О) ф

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СООИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 В 22 С 1/00 1/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4223939/23-02 (22) 06.04.87 (46) 07.11.88. Бюл. К» 41 (7 1) Минский научно-исследовательский институт строительных материалов (72) В.И.Малихтарович, Т.В.Мурашкевич и Э.Л.Подлозный (53) 621.742.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 703963, кл. В 22 С 1/18, 1982.

Борсук Л.А., Лясс А.М. Жидкие самотвердеющие смеси. — М.: Машиностроение, 1979, с. 198,211. (54) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ

ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ (57) Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления литейных форм и стержней из жидкостекольных самотвердеющих смесей. Цель изобретения — повышение газопроницаемости смеси, улучшение ее выбиваемости и ускорение затвердения за счет введения в состав смеси гидролизного лиг„„SU„„1435366 A 1 нина, обработанного соединениями азота, выбранными из группы, содержащей аммиак. Смесь содержит, мас.X: жидкое стекло 5,5-6,0 феррохромовый шлак 2,9-3,5; гидролизный лигнин, предварительно обработанный соединениями азота, выбранными из группы, содержащей аммиак 0,2-0,4; мылонафт

0,25-0,3; алкиларилсульфонат 0,250,3; воду 1,5-2,0 и огнеупорный на-. полнитель на основе диоксида кремния остальное. Введение гидролизного лигнина, обработанного соединениями азота, способствует при нагреве образованию большого количества газов, что приводит к увеличению га- ® зопроницаемости. Лигнинный уголь, образующийся при нагреве, разрыхляет расплав жидкого стекла и улучшает вы- С биваемость смеси. Обработка гидролизного лигнина азотсодержащими вещест- Д вами способствует повьппению вяжущих свойств связующего и, соответственно, иий ускорению затвердевания смеси и повы- ф шению ее прочности. 3 табл.

1435366

Изобретение относится к литейному

1 производству и может быть использовано для изготовления форм и стержней из жидкостекольных самотвердеющих смесей.

Цель изобретения — повышение газопроницаемости смеси, улучшение ее выбиваемости и ускорение затвердения.

Смесь содержит огнеупорный наполнитель, связующее, отвердитель, поверхностно-активное вещество, воду и добавку для улучшения выбиваемости, повышения газопроницаемости и ускорение затвердения смеси. 15

В качестве огцеупорного наполнителя используют кварцевый песок марки

1К02Л, в качестве связующего — жидкое стекло с модулем 2,89 и плотностью

1,5 г/см .

Пенообразователь используют комбинированный, которьИ состоит из мылонафта с содержанием активного вещества 43-45 и алкиларилсульфоната (ДСРАС) с содержанием активного вещества 45-55 . В качестве отвердителя применяют феррохромовый шлак с удельной поверхностью 3000 см /г.

Для улучшения выбиваемости, повышения газопроницаемости и ускорения затвердения смеси используют гидролизный лигнин, обработанный 15-20 ным раствором мочевины, представляющей собой порошкообразное вещество.

Гидролизный лигнин может быть обработан также соединениями азота, 35 выбранными из группы, содержащей аммиак (например, гидроксид аммония, углекислый аммоний). Средний злементHblff состав обработанного гидролизного лигнина, на органическую массу: углерод 53 6-55,7; водород 6,9 7,2; кислород 35, 1-39,3; азота О, 2-2,0. Количество фенольных гидроксидных групп

3,2-6,2, карбоксидных групп 2,2-3,5. 45

Соединения со свободными кислородсодержащими группами располагаются упорядоченно на поверхности огнеупорного наполнителя — кварцевого песка.

Правильно расположенные слои являются плотно упакованными. Наличие в

50 органической части обработанного гидролизного лигнина, вяжущих, азотсодержащих веществ и активных кислородсодержащих групп, а в минеральной части тех же элементов, что и в феррохромовом шлаке, за исключением вредных соединений хрома (что видно из приведенных результатов анализа минеральных веществ), способствует отверждению пленки жидкого стекла.

Химический состав минеральной части обработанного гидролизного лигнина и феррохромового шлака приведен в табл. 1.

Вяжущие свойства смеси придают водорастворимые вещества, легкогидролизуемые полисахариды, лигнокислоты — ароматические поликарбоновые кислоты типа гуминовых. Указанные кислоты содержат свободные фенольные гидроксильные и карбоксильные группы, которые придают обработанному гидролиэному лигнину более высокую поверхностную активность и вяжущую способность °

Таким образом, в присутствии аммиака, адсорбированного лигнином, увеличивается прочность смеси во влажном состоянии и ускоряется ее твердение, при этом улучшается качество поверхности литейных форм и стержней, что уменьшает брак отливок, В процессе сушки литейных форм и стержней с последующим высокотемпературным прогревом происходит разложение обработанного гидролизного лигнина. При этом образуются фенольные смолы, лигнинный уголь с высокой реакционной способностью, в результате чего происходит интенсивное газообразование, которое приводит к повьппению газопроницаемости смеси.

Газы и лигнинный уголь способствуют более интенсивному разрыхлению и разрушению расплава жидкого стекла, что в итоге оказывает положительное влияние на податливость и выбиваемость литейных форм и стержней, обеспечивает невысокую работу выбивки и в результате способствует повь1шению качества изделий.

Кроме того, присутствующие в обработанном гидролизном лигпине азот, а также магний и алюминий, как легирующие элементы, повышают антикоррозионные свойства смеси, Смесь приготавливают следующим образом.

Гидролизный лигнин влажностью 40 предварительно обрабатывают при 2040 С соединением азота, например всдным 15-20 -ным раствором мочевины, путем перемешивания в течение 10

30 мин. Мочевину вводят в количестве, обеспечивающем рН среды 7,2-7,8. Затем лигнин подсушивают на воздухе в

1435366

Содержание окислов элементов, Х

А1 03 Pe

Материал

NgO ВОЗ Cr 0

М02

Гидролизный лигнин

63, 3-63, 9 2, 6-4, 3 10, 2-14, 7 8, 0-8, 9 1, 2-2, 9 7, 0-13, 0 Нет

Феррохромовый шлак 24,8-32,5 6,0-8,0 0,2-1,5 48,0-54,0 6,0-12,0 Нет

2,0-5,0 течение 50 мин. Обработанный таким образом лигнин представляет собой .сыпучий материал с размером частиц

0,5-1 мм.

Отдельно приготавливают жидкую композицию. Для этого в мешалку через дозатор заливают расчетное количество воды и жидкого стекла с удельным весом 1,50-1,55 г/см и силикатным модулем SiO< .Na

Затем отдельно приготавливают смесь твердых составляющих, для чего огнеупорный наполнитель — кварцевый песок и феррохромовый шлак загружают в смеситель и перемешивают 1-2 мин, После этого подают предварительно пригОтовленную жидкую кОмпОзицию на 25 основе жидкого стекла, пенообразователя и воды, перемешивают в течение

1 мин и добавляют предварительно обработанный соединением азота гидролизный лигнин. Смесь перемешивают еще 1 мин.

Готовой смесью заполняют модельные формы. В сыром состоянии приготовленная смесь пластична, не прилипает к форме, хорошо формуется. Химическое твердение смеси начинается через 6-10 мин. Через 20-30 мин за. твердевшее изделие извлекается из. модельных форм и выдерживается в те- 40 чение 30 мин на воздухе. Литейные формы и стержни, изготовленные из предлагаемой смеси, имеют малую гигроскопичность, их влажность изменяется от 4,5 до 5,57..

В табл. 2 приведены составы смеси .с обработанным гидролизным лиг1 нином, в табл. 3 — физико-механические свойства смесей и изделий из них.

Как видно иэ полученных данных, добавка в смесь для изготовления литейных форм и стержней гидролизного лигнина, обработанного соединением азота, позволяет снизить прочность этих форм и стержней в 2 раза, повысить газопроницаемость в 1,5 раза, что снижает работу выбивки их из отливок более чем в 2 райа, а также ускорить время твердения форм и стержней в 1,5-2 раза.

Формула изобретения

Смесь для изготовления литейных форм и стержней, содержащая огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния, жидкое стекло, феррохромоBbIA шлак, мылонафт, алкиларилсульфонат и воду, отличающаяся тем, что, с целью повышения газопроницаемости смеси, улучшения ее выбиваемости и ускоренйя затвердения, она дополнительно содержит гидролизный лигнин, предварительно обработанный соединениями азота, выбранными из группы, содержащей аммиак, при следующем соотношении ингредиентов, мас.7:

Жидкое стекло 5,5-6,0

Феррохромовый шлак 2,9-3 5

Гидролизный лигнин, предварительно обработанный соединениями азота, выбранными из группы, содержащей аж иак Ою2 Оэ4

Мылонафт 0,25-0,3

Алкиларилсульфонат 0,25-0,3

Вода 1,5-2,0

Огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния Остальное

Т а блица 1

1435366

Т а б л и ц а 2

Компоненты

Содержание компонентов, мае,Х в составах

88,9 88,25 88,60

Жидкое стекло N 2,89 (уд.вес 1500 кг/м ) 5,8 5,5 6

2,9 3,5 3

0,3 0,27 0 25

0,3 0,23 0,25

0,2 0,25 0,4

1,6 2,0

1,5

Вода

Таблица 3

Показатели

1 2 3

1,12 1,28 1,16

Работа выбивки, кгм, при 800 С

2,5 2

Тираж 741 Подписное

ВПИИПИ Заказ 5590/11

Произв.-полигр. лр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, Огнеупорный наполнитель— кварцевый песок 1КО 2А с размером зерен 0,16-0,2 мм

Феррохромовый шлак с удельной поверхностью

3000 см /г

Ллкиларилсульфонат ДС-PAC с содержанием активного вещества 44-557.

Иылонафт (натрийнафтенат) с содержанием активного вещества 43-452

Гидролизный лигнин, обработанный раствором мочевины илп гидроокисдом аммония, или углекислым аммонием

Прочность образца после сушки при сжатии через 1 ч, кг/см

Устойчивость (живучесть) пены, мин 10

Газопроницаемость,ед. 385

Время отвердения,мин 22

Составы

1 1

10 10

440 400

27 27