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BREVET BELGE Procédé de préparation d'un mélange liquide solidifiable à l'air, de préférence pour la confection de noyaux et moules de fonderie.
Inventeurs : Abram Moiseevich LYASS, Pavel Aranasievich BORSUK,
Lidia Dorofeevna SMILONA. Anna Ivanovna TSYRULEVA (stepanova). Elena Vladimirovna NEIFAK et Radzhinald Alexeevich KOROTKOV
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La présente invention concerne le domaine de la fonderie, et plusparticulièrement des procédés de prépara-
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tion de--1Yté-1anges liquides solidifiables- à l'air, de préf.' rence pour la fabrication de noyaux et moules de fonderie.
On connaît déjà un procédé de préparation d'un mélan- ge liquide solidifiable à l'air à partir d un sable d'em-
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balla&t, par exemple le sable quartzeux,d'un liant{lè verre soluble),d'un additif assurant la solidification du mélange, par exemple le silicate dicalcique, d'eau et d'un agent moussant, par exemple un acide sulfonique.
Toutefois, les mélanges liquides ainsi, obtenus, tout en procurant des avantages importants au point de vue technologique (remplissage libre, sans avoir à reccarir au
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serragq 4e4-bo-t-tes à n du mélange liquide et solidification à l'air de celui-ci, utilisation des agents de solidification peu coûteux),n'assurent pas un débourrage suffisamment facile des noyaux hors des pièces soûlées, comme c'est surtout le cas des pièces coulées de configura- tion complexe.
En-outre, les mélanges en question offrent, à l'état solidifjé, au bout d'une heure, une résistance à la compres- sion allant de 1,5 à 3 kg/cm2 valeur qui n'est pas tou- jours suffisante pour le stockage, le transport et l'as- semblage des noyaux. Dans bien des cas, lorsqu'on fabrique des noyaux de configuration complexe avec des parties
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saillantes, il se produit au cours de l'assemblage ulté- rieur -un détachement de ces dernières du noyau..
Il est d'ailleurs à noter que les mélanges obtenus par le procédé connu sont caractérisés par une période de solidification prolongée (40 à 50 minutes),ce quittait durer le processus dé coulée et interdit l'utilisation de ces mélanges dans les conditions d'une production en série.
La présente invention se propose d'éliminer les in convénients précités. D'autres buts de l'invention ressor :,iront de ladescription..
L'invention vise à mettre au point un procédé de pré- paration d'un mélange liquide solidifiable à l'air, procédé assurant une hautes résistance du mélange à l'état soli- difié, une vitesse de solidification accrue, un débourrage facile des noyaux hors des pièces coulées.
Le problème ainsi posé est résolu avec un procédé de préparation d'un mélange liquid3 solidifiable à l'air, de préférence pour la fabrication de noyaux et moules de fonde- rie, à partir d'un sable d'emballage, par exemple le sable quartzeux, de verre soluble en tant que liant, d'un addi- tif assurant la solidification du mélange sous forme de silicate dicalcique ou de matériaux qui en contiennent, d'un agent moussant choisi dane le groupe des surfactifs anioni- ques et ncn ionogènes, et de l'eau, suivant lequel on in- corpore,conformément à l'invention-,,, -la résine abiéitique à la composition du mélange.
On a intérêt à introduire la résine abiétique dans le mélange à raison de 0,1 à 0,5 parties- en poids. On peut faire entrer dans le mélange la résine indiquée sous forme
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d'une solution alcaline (abiétate de sodium) à 10 à 15%, ce -qui équivaut à 0,1 à 1,0 parties en poids.
L'invention est illustrée Cane ce qui suit par deux exemples d'exécution du procédé.
Exemple 1 Pour préparer le mélange on prend (en parties pondé- ralse):
Du sable d'emballage (sable qu&rtzeux) : 95,0; du liant (verre soluble, solution aqueuse-de silicate de so- dium ayant un poids spécifique -de 1,48 et un module de 2,7):
6,0: un additif favorisant la solidification du mélange (silicate dicalcique sous forme d'une scorie en poudre pro- venant de la production du ferrochrome} : 5,0 :un agent moussant choisi dans le groupe des substances anioniques (alcoylarylsulfonate, dont la dénomination commerciale est DC-PAC "Détergent soviétique raffiné alcoylarylsulfonate): 0,1 un additif (résine abiétique) : 0,3 : de l'eau : 1,5 à 2,0.
Les constituante solides,tels que le dable quartzeur, le silicate dicalcique sous forme d'une scorie en paudre provenant de la proauction du ferrochrome et la poudre de résine atiétique, sont d'ailleurs malaxés pendant 1 à 2 minutes dans un mélangeur (30 à 50 tours/minute). Ensuite, les constituants liquides, tels que le liant (verre soluble), l'agent moussant de la classe anionique sous forme d'alcoylarylaulfondat,e et l'eau, aont mélangée dans un récipient particulier, puis admis dans le mélangeur, apréa quoi le mélange finalement obtenu est encore malexé pendant 2 à 3 minutes jusqu'à l'état fluide (mousse).
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Exemple 2
Pour préparer le mélange, on prend (en parties pondérales):
Du sable d'emballage (sable quartzeux) : 95,0 un liant (verre soluble, solution aqueuse de silicate de so- dium ayant un poids spécifique de 1,48 et un module de 2,7):
6,0 ; un additif pour la solidification du mélange (silicate dicalcique sous forme d'une scorie désagrégée-provenant de la production du ferrochrome) : 5,0 ;
un agent moussant choisi dans la classe des substances anioniques (alcoylaryl- sulfonate dont le nom commerial est DC-PAC "Détergent soviétique raffiné alcoylarylsulfoate"):" 0,1 en sadd- tif (abiétate de sodium sous forme d'une solution alcaline de 10 à 15% de résine abiétique) : 0,8 ; de l'eau : 1,5 à
2,0.
Les constituants solides tels que le sable -quartzeux et la scorie pulvérisée provenant de la production du ferro- chroma, sont malaxés pendant 1 à 2 minutes dans un mélan-- geur (30 à 60 tours/minute). Ensuite, les constituants - ¯ liquides tels que le liant (verre soluble), l'agent mous- sant (acide sulfonique), l'eau et l'abiétate de sodiums mélangés dans un récipient particulier, sont admis dans le mélangeur prémentionné, pour y compléter le malaxage pan dant 2 à 3 minutes jusque obtention de l'état fluide (mous- -se) .
Gràce à l'introduction dans le sable de moulage des agents roussante à raison de quelques dix millièmes à quel- ques millièmes du poids du sable de moulage, le mélange passe, après quelques minutes de malaxage, de l'état faiblement plastique à l'état ifquids.
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Le mélange en question peut d'ailleurs être coulé dans des boites à noyaux et sur modèles.
Les essais ont montré que l'introduction complément- taire dans la composition du mélange de larésine abiétique ou de l'abiétate de sodium favorise en prêter 1 ieu une augmentation de résistance du mélange de 2 à 2,5 fois ( 6 à 8 kg/cm2 en cas de compression des échantillons pendant une heure) la résistance du mélange liquide non additionné de ces substances. En outre,- le phénomène de selidification du mélange se voit accéléré de 1,5 à 2 fois (10 à 20 minutes), alors que le débourrage des noyaux se trouve facilité de 20% à 30%.
On a établi -de plus que la casse des noyaux et de leurs parties saillantes est réduite de 50% du fait d'une diminution de fragilité considérable du mélange solidifié.
Les noyaux et moules solidifiés ne nécessitent pas de séchage à chaud et se prêtent, aussitôt aprs leur confection, à la coulée du métal
Les noyaux etmoules fabriqués à partir des mélanges indiqués peuvent être utilisés pour l'obtention de pièces coulées en-acier, en fonte et en alliages-de métaux non ferreux.
On a établi en outre que lorsqu'il s'agit de l'obten- tion de pièces coulées en alliages de métaux non ferreux, l'incorporation à la composition du mélange de la résine abiétique ou de l'abiétate de sodium favorise l'obtention des pièces avec une surface lisse.
Dans d'autres variantes d'exécution du procédé,on peut utiliser en qualité de liant une solution aqueuse de silicate de potassium.
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BELGIAN PATENT Process for preparing a liquid mixture which can solidify in air, preferably for making foundry cores and molds.
Inventors: Abram Moiseevich LYASS, Pavel Aranasievich BORSUK,
Lidia Dorofeevna SMILONA. Anna Ivanovna TSYRULEVA (stepanova). Elena Vladimirovna NEIFAK and Radzhinald Alexeevich KOROTKOV
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The present invention relates to the field of foundry, and more particularly to methods of preparation.
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tion of liquid-solidifiable liquid in air, preferably. ' rence for the manufacture of foundry cores and molds.
A process is already known for preparing a liquid mixture which can solidify in air from an emery sand.
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balla & t, for example quartz sand, a binder (water glass), an additive ensuring the solidification of the mixture, for example dicalcium silicate, water and a foaming agent, for example a sulfonic acid.
However, the liquid mixtures thus obtained, while providing significant advantages from a technological point of view (free filling, without having to reccarir at
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serragq 4e4-boxes at the end of the liquid mixture and solidification in the air thereof, use of inexpensive solidifying agents), do not ensure a sufficiently easy clearing of the cores from the welded parts, as it is This is especially the case with castings of complex configuration.
In addition, the mixtures in question offer, in the solidified state, after one hour, a compressive strength ranging from 1.5 to 3 kg / cm2, which is not always sufficient. for storage, transport and assembly of cores. In many cases, when fabricating kernels of complex configuration with parts
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protruding protrusions, during subsequent assembly, the latter are detached from the nucleus.
It should also be noted that the mixtures obtained by the known process are characterized by a prolonged solidification period (40 to 50 minutes), which left the casting process to last and prohibits the use of these mixtures under the conditions of serial production.
The present invention proposes to eliminate the aforementioned disadvantages. Other objects of the invention emerge:, will go from the description ..
The invention aims to develop a process for the preparation of a liquid mixture which can solidify in air, a process ensuring high strength of the mixture in the solidified state, an increased solidification rate, and easy cleaning of the mixture. cores outside of castings.
The problem thus posed is solved with a process for preparing an air-solidifiable liquid3 mixture, preferably for the manufacture of foundry cores and molds, from packaging sand, for example sand. quartz, soluble glass as a binder, an additive ensuring the solidification of the mixture in the form of dicalcium silicate or materials which contain it, a foaming agent selected from the group of anionic and nonionogenic surfactants , and water, according to which is incorporated, in accordance with the invention - ,,, -the abiéitique resin in the composition of the mixture.
It is advantageous to introduce the abietic resin into the mixture in an amount of 0.1 to 0.5 parts by weight. The resin indicated in the form of
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of a 10 to 15% alkaline solution (sodium abietate), which is equivalent to 0.1 to 1.0 parts by weight.
The invention is illustrated as follows by two examples of execution of the method.
Example 1 To prepare the mixture, we take (in parts by weight):
Packing sand (qu & rtzous sand): 95.0; binder (water glass, aqueous solution of sodium silicate having a specific weight of 1.48 and a modulus of 2.7):
6.0: an additive promoting the solidification of the mixture (dicalcium silicate in the form of a powdered slag coming from the production of ferrochrome}: 5.0: a foaming agent chosen from the group of anionic substances (alkylarylsulphonate, including the trade name is DC-PAC "Refined Soviet detergent (alkylarylsulfonate): 0.1 an additive (abietic resin): 0.3: water: 1.5 to 2.0.
The solid constituents, such as the quartz sandstone, the dicalcium silicate in the form of a slag in paudre coming from the production of ferrochrome and the powder of atietic resin, are moreover kneaded for 1 to 2 minutes in a mixer (30 to 50 rpm). Then the liquid constituents, such as the binder (water glass), the foaming agent of the anionic class in the form of alkylarylaulfondat, and water, have been mixed in a particular container, then admitted into the mixer, after which the mixture finally obtained is still malexed for 2 to 3 minutes until the fluid state (foam).
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Example 2
To prepare the mixture, we take (in parts by weight):
Packaging sand (quartz sand): 95.0 a binder (water glass, aqueous solution of sodium silicate having a specific gravity of 1.48 and a modulus of 2.7):
6.0; an additive for the solidification of the mixture (dicalcium silicate in the form of a disaggregated slag from the production of ferrochrome): 5.0;
a foaming agent chosen from the class of anionic substances (alkoylarylsulphonate, the common name of which is DC-PAC "Soviet refined detergent alkylarylsulphoate"): "0.1 in sadd- tive (sodium abietate in the form of an alkaline solution of 10 to 15% abietic resin): 0.8; water: 1.5 to
2.0.
Solid constituents such as quartz sand and pulverized slag from the production of ferro-chroma are kneaded for 1 to 2 minutes in a mixer (30 to 60 revolutions / minute). Then the constituents - ¯ liquids such as the binder (water glass), the foaming agent (sulphonic acid), water and sodium abietate mixed in a particular container, are admitted into the above-mentioned mixer, to complete the mixing pan d for 2 to 3 minutes until the fluid state is obtained (mouss- -se).
Thanks to the introduction into the molding sand of the scorching agents at the rate of some ten thousandths to a few thousandths of the weight of the molding sand, the mixture passes, after a few minutes of kneading, from the weak plastic state to the ifquids state.
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The mixture in question can also be poured in boxes with cores and on models.
Tests have shown that the additional introduction into the composition of the mixture of abietic resin or sodium abietate favors an increase in the strength of the mixture of 2 to 2.5 times (6 to 8 kg / cm2 in the case of compression of the samples for one hour) the resistance of the liquid mixture not added to these substances. In addition, the phenomenon of selidification of the mixture is accelerated by 1.5 to 2 times (10 to 20 minutes), while the stripping of the cores is facilitated by 20% to 30%.
It was further established that the breakage of the cores and their protrusions is reduced by 50% due to a considerable decrease in brittleness of the solidified mixture.
The solidified cores and molds do not require hot drying and are suitable, immediately after their preparation, for casting metal
Cores and molds made from the mixtures indicated can be used to obtain castings of steel, cast iron and non-ferrous metal alloys.
It has further been established that when it comes to obtaining castings of non-ferrous metal alloys, the incorporation into the composition of the mixture of abietic resin or sodium abietate promotes the obtaining parts with a smooth surface.
In other variant embodiments of the process, an aqueous solution of potassium silicate can be used as binder.