Жидкостекольная смесь для изготовления литейных форм и стержней

Жидкостекольная смесь для изготовления литейных форм и стержней

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ьев., ."

-t: ,с с :. 1 .т-,литейного,, /

Е. П. Баранов, В. Г. Кабиров, И. Н. Е

Н. Г. Колупаев и Г. P. Райхель о (72) Автори изобретения

Всесоюзный проектно-технологический и производства (7I ) Заявитель

{54) ЖИДКОСТЕКОЛЬНАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ

Изобретение относится к литейному производству, в частности, к составам жидкостекольных жидких саиотвердеющих смесей {ЖСС) для изготовления форм и стержней с огнеупорными наполнителями, имеющими исходную темпера5 туру до 80 С.

Известны составы смесей на основе огнеупорного наполнителя, связующего, отвердителя, пенообразователя и воды f1 ) .

Указанные составы смесей находят применение для .изготовления форм и стержней с огнеупорными наполнителями, имеющими исходную температуру не выше 35оС.

Известна жидкостакольная смесь, включающая в качестве добавки микробный жир, нейтрализованный едким натром.(? 1. Данная смесь имеет неудовлетворительные физико-механические и технологические свойства при использовании горячего наполнителя, Наиболее близка к предлагаемой смесь для изготовления форм и стержней, содержащая огнеупорный наполнитель - кварцевый песок, связующеежидкое стекло, отвердитель - феррохромовый шлак,. пенообраэователь контакт черный нейтрализованный рафинированный и воду, следующего состава, масс.4: феррохромовый шлак 3,7

- Жидкое стекло 5 5

Контакт черный нейтрализованный рафинированный О,l

Вода 1,9

Огнеупорный наполнитель Остальное 1,3)

Смесь приведенного состава не обеспечивает получения требуемого комплекса физико-механических и технологических свойств в процессе изготовления форм и стержней иэ ХСС с огнеупорным наполнителем, имеющим исходную (в процессе приготовления смеси) 3 91030 температуру выше 35 С, а именно: имеет низкую устойчивость пены и связанные с ней низкие живучесть,и текучесть.

Уменьшение устойчивости пены в смеси при повышенной температуре огнеупорного наполнителя происходит вследствие снижения вязкости раствора пенообраэователя и возрастания скорости истечения жидкости из пленок пены. lô

Действие этих факторов усиливается одновременно испарением дисперсной среды и обезвоживанием пленок пены, Живучесть HCC характеризуется продолжительностью времени, в течение Ko.lS дорого смесь сохраняет свойство поДвижности или текучести и с ней можно осуществлять различные технологические операции - транспортировку, разлив в стержневые ящики или опоки и т.п. Способность смеси сохранять указанные свойства зависит от индукционного периода твердения, т.е. времени от момента приготовления смеси до начала ее эатвердевания. Если индукци- д онный период больше устойчивости пены,. живучесть будет определяться устойчивостью пены, если. индукционный период меньше устойчивости пены, жи вучесть определяется индукционным пе" Зв риодом.

ЖСС приведенного состава с горячим наполнителем имеет низкую устойчивость пены в силу указанных выше причин. Кроме того, повышенная температура огнеупорного наполнителя, а следовательно, и смеси способствует ускорению процессов взаимодействия между двухкальциевым силикатом феррохромового шлака и силикатами натрия жидкого стекла, уменьшая индукционный период, а следовательно, живучесть и текучесть смеси.

Целью настоящего изобретения является повышение текучести и живучести смеси при температуре огнеупорного наполнителя до. 80 С.

Для достижения. поставленной цели жидкостекольная смесь, включающая ог.неупорный наполнитель, феррохромовый шлак, нейтрализованный черный контакт рафинированный, жидкое стекло, воду, дополнительно содержит побочный продукт щелочной рафинации жиров и ма" сел-соапсток при следующем соотношении ингредиентов, масс.3:

SS

Жидкое стекло 4,6-6,4 феррохромовый шлак 1,9-4,6

5 4

Нейтрализованный черный контакт рафинированный - 0,02-0,1

Соапсток 0,,1-0,25

Вода 1 4" 2,3, Огнеупорный наполнитель Остальное

Соапсток (ТУ 18 РСФСР 564-74) представляет собой побочный продукт щелочной рафинации жиров и насел и предназначается для технических целей. Общая шормула соапстока RC00 а, rpe R - обычно - С "С В.

По органолептическим и Физико-химическим показателям соапсток должен соот ветст воват ь: консистенция при 20 С - от жидкой до маэеобразной, запах - специфический, свойственный соапстоку, полученному иэ различных масел и жиров; допускается слабый запах разложения пролуктов органических веще=тв, содержание общего жира, 4 не менее 25,0-30,0, содержание жирных кислот, 4 не менее 15,0

В общий жир входят нейтральный жир и жирные кислоты, связанные в виде натриевых солей.

Характерной особенностью натриевых солей жирных кислот в интервале температур 40-90ОС является увеличение их растворимости с повышением давления внутри пузырьков пены, а также снижение поверхностного натяжения растворов. Эти факторы обусловливают высокую стабилизацию пены при повышенных .температурах смеси, одновременно

1 повышая живучесть смеси.

Нейтрализованный черный контакт рафинированный (ГОСТ 13302-67) как пенообразователь обладает высокой пенообразующей способностью и придает смесям сразу после их приготовления высокую текучесть, однако за короткий промежуток времени пена быстро опадает, Это связано с тем, что КЧНР, обладая высокой поверхностной активностью, имеет сравнительно низкое поверхностное натяжение.

В предложенном составе смеси соапсток обеспечивает высокую устойчивость пены в смесях с огнеупорными наполнителями при температуре до

80ОС. Совместное сочетание пенообраэователей в определенных соотношениях позволяет получать ЖСС íà горячих огнеупорных наполнителях с оптимальной текучестью и живучестью.

Соапсток является биологически мягким вецествои, не оказывающим на окружающую среду вредного воздействия.

В ка чест ве от верди теля смеси могут быть использованы кроме феррохромового шлака нефелиновый шлам и т.п, В качестве огнеупорного наполнителя в составах смеси могут быть использованы песок формовочный по

ГОСТ 2138-74, циркон, и т.п. 15

Смесь приготовляют следующим образом. Сначала в.специальных. мешалках делают жидкую композицию, состоящую иэ жидких составляющих смесей (пенообразователей, связующего и во- 20 ды). Для этоге в мешалку заливают расчетное количество пенообразователей (КЧНР и соапстока), затем воду и связующее, которые перемешивают

7-10 мин. 25

Приготовление ЖСС производится известным способом в установках периодического или непрерывного действия., В установках периодического действия в смеситель загружают огнеупорный зв наполнитель и феррохромовый шлак, которые перемешивают 1- 1,5 мин, после чего вводят расчетное количество жидТ а б л и ц а 1

Е I смесей масс.3

Ингредиенты

Т"

5 известная

19 32 46 32

Феррохроиовый шлак

Жидкое стекло

Соапсток

3,2

3,7

5,5 4,6 5,5 6,4 5,5

5,5

0 17 0 25 0 3

0,05 0,1

0,1

КЧНР

О, 1 .0,05 0,02 0,01

О,) 185 23 185

1,4

1,85 1,9

Вода

89,3 91в 0 89,13 87.33, 89,14 88,8

Огнеупорный наполнитель

910305 6 кой композиции, и все компоненты перемешивают ец е 2-3 мин, после чего смесь подается по назначению.

В установках непрерывного действия огнеупорный наполнитель и отвердитель подаются непрерывно s смеситель в заданной пропорции, где перемеаиваются с жидкой композицией, которая также подается непрерывно в заданной пропорции.

Составы и свойства смесей приведены соответственно в табл. 1 и 2.

Для приготовления ХСС применялся огнеупорный наполнитель, нагретый до

80 С; при более низких температурах свойства смеси не ухудшаются, так как при этих температурах для проявления оптимальных физико-механических и технологических свойств создаются более благоприятные условия.

Как следует иэ табл. 2, устойчивость пены, текучесть и живучесть предлагаемых составов смесей IN 2-4 при температуре наполнителя 80 С значительно выше, чем прототипа. Смесь

N 1, в которой соапсток содержится меньше нижнего предела, имеет низкую устойчивость пены, текучесть и живучесть, а смесь Г 5, в которой соапсток содержится больше верхнего предела, имеет повышенные устойчивость пены и живучесть, но низкую текучесть.

910305 аблиц а

° .

НМ составов смесей, соответствующие таба.1

- l 1 ) ) l.--

Физико-механические и технологические свойства смесей

Устойчивость пены, мин

5 0 7 0 9 1О 12 3

179,0 139,0 142 0 158 0 189 0 182,0

Текучесть, Па

Живучесть, мин

40 60 80 90 110 20

Прочность при сжатии, Па, 10Ь через:

252324262223

4,6 3,8 4,4 4,7 3,6 3,5

9,4 8,7 9,2 11,1 7,5 7,2

1 ч

24 ч

Газопроницаемост ь, ед. через:

80 60 50 40 20

260 280 250 220 180

3 ч

24 ч

315

46 47 46 45 48

5,1

8лажность, Ъ

Осыпаемость, 0,4

935 03 028

0,45 через 24 ч

0,32

Формула изобретения0,02-0,1

О, 1-0,25

Следовательно, оптимальными составами ЖСС с наполнителем, имеющим тем-4О пературу до 80 С, следует считать составы МН 2-4.

Составы смесей по изобретению могут быть использованы при изготовлении чугунных, стальных отливок и отливок из цветных сплавов. Усадка у смесей практически отсутствует.

По качеству поверхности отливки, полученные на предлагаемом составе смеси, не отличались от отливок, полученных с применением известной смеси. По визуальному наблюдению выби-, ваемость также была идентичной.

Применение огнеупорного наполнителя, имеющего температуру до 80 С, дает возможность исключить необходи%5 мость охлаждения песков после сушки, сократить и упростить технологический процесс изготовлен я отливок, Иидкостекольная смесь для изготовления литейных форм и стержней, включающая огнеупорный наполнитель, феррохромовый шлак, нейтрализованный черный контакт. рафинированный, жидкое стекло, воду, отличающаяся тем, что, с целью повышения текучести и живучести- смеси при температуре огнеупорного наполнителя до 80ОС, смесь дополнительно содержит побочный продукт щелочной рафинации жиров и масел-соапсток при следующем соотношении компонентов, мас.3:

Жидкое стекло 4,6-6,4

Феррохромовый шлак 1,9-4,6

Нейтрализованный черный контакт рафинированный

Соапсток

91О 305

Вода 1,4-2,3

Огнеупорный напол1 ни тель Остальное

° Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Технологические свойства жидких самотвердеецих формовочных сме- сей. M., Наука, 1967.

2. Авторское свидетею ство СССР

И 530497, кл. В 22 С 1/10 1975. 3. Инструкция по применени» поS:верхностно-активных веществ"заменителей ДС-РАС в жидких самотвердева их .смесях, Л., 8ПТИлитпром, 1977 (с. 7.

Э °

Составитель И. Гончарук

Редактор Б. Федотов ТехрееН. «Надь . Корректор С. Шекмар

Заказ 9б6/9 Тираж 53 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

--2a34»1 2eCL P

11 0Я Москва Ж-Я Ра ская наб.. 4/ с

«А2 8 » С

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,