CS217877B1 - Tvrdidlo pro výrobu slévárenských forem a jader - Google Patents

Abstract

Vynález řeSí tvrdidlo pro slévárenské směsi na výrobu forem a jader s vodním sklem jako pojivém. Tvrdidlo se skládá z křemenného, šamotového, lupkového nebo chrómmagnezitového ostřiva v množství 100 hmotnostních dílů, z vodního skla v množství od 1 do 8 hmotnostních dílů jakožto pojivá. Podstata vynálezu spoěívá v přídavku monoacetátu, popřípadě diacetátu glycerin-chlorhydrinu, popřípadě jejich kombinace v množství 0,1 až 2 hmotnostních dílů, jakožto tvrdidla. Toto tvrdidlo má obdobné vlastnosti jako známé acetáty glycerolu, ale v důsledku substituce jedné skupiny -OH méně reaktivním atomem chloru dojde k značnému prodloužení inkubaěni doby, takže doba zpracovatelnosti u směsí podle vynálezu v rozmezí 60 až 180 minut. Po uplynutí doby zpracovatelnosti naroste pevnost během krátké doby na hodnoty potřebné pro odlití.

Description

Vynález řeší tvrdidlo pro výrobu slévárenské směsi na formy a jádra, s vodním sklem jako pojivém.

V současné době se ve slévárnách zavádí způsob výroby forem a jader do samotuhnoucích směsi pojených vodním sklem, při nichž se potřebného zpevňování dosáhne chemickou reakcí vodního skla s přidaným tvrdidlem. Podstatou celého procesu je existence inkubačnl doby během níž je nutno směs zhomogenizovat, naplnit do jaderníku či formovacího rámu, vložit výztuhy, upravit průduchy a upěchovat. Teprve po překročení inkubační doby, která udává tzv. dobu zpracovatelnosti, se začínají vytvářet pojivé můstky a dochází k nárůstu pevnosti. Nezpracovaná směs, u níž došlo k překročení inkubační doby, rychle obesychá a ztrácí pojivé vlastnosti.

Možných tvrdidel byla popsána celá řada, v praxi se používají zejména estery kyseliny^ octové a glycerolu nebo etylénglykolu. Dobu zpracovatelnosti u směsí s těmito tvrdidly je možno úpravami složení směsi ovládat v rozsahu 1 až 45 minut a je možno je tedy s úspěchem používat pro sortiment jader a forem, které je možno dokončit v těchto česech, tedy zejména pro jádra a formy malých až středních hmotnosti, příp. s nižší pracností výroby.

Existuje však rozsáhlý sortiment jader a forem, které vyžadují při výrobě podstatně další - až několikahodinové - doby zpracovatelnosti. Jde zejména o jádra a formy těžkých odlitků, např. reaktorové nádoby, trysky turbín, některé hutní odlitky, nebo o odlitky s vysokou členitostí, např. oběžná kola čerpadel, hlavy válců. Tyto odlitky se dosud musí vyrábět do klasických směsí na sušeni, které mají nízkou produktivitu, vysokou spotřebu energie a kladou značné nároky na kvalifikaci a řemeslnou zručnost pracovníků.

'Uvedené nevýhody odstraňuje tvrdidlo pro výrobu slévárenských forem a jader podle vynálezu. Směs se skládá z křemenného, šamotového, lupkového nebo chrómmagnezitového ostřiva v množství ,00 hmotnostních dílů, z vodního skla v množství od , do 8 hmotnostních dílů jakožto pojivá. Podstata vynálezu spočívá v přídavku monoacetátu , popřípadě diacetátu glycerin-cblorhydrinu, popřípadě jejich kombinace v množství 0,1 až 2,0 hmotnostních dílů. Toto tvrdidlo má obdobné vlastnosti jako známé acetáty glycerolu, ale v důsledku substituce jedné skupiny -OH méně reaktivním atomem chlóru dojde ke značnému prodloužení inkubační doby, takže doba zpracovatelnosti u směsí podle vynálezu je v rozmezí 60 až ,80 minut. Po uplynutí doby zpracovatelnosti naroste pevnost během krátké doby na hodnoty potřebné pro odlití.

Použité'Mřbtřivo i vodní sklo může být běžné slévárenské kvality, není potřeba žádných speciálních úprav. Monoacetát nebo diacetát glycerin-chlórhydrinu, příp. jejich směs, je možno snadno připravit přímou esterifikací epi-chlórhydrinu kyselinou octovou nebo acetanhydridem. Výhodou je snadná dostupnost epi-chlórhydrinu, který se vyrábí ve velkých objemech jako základní surovina pro výrobu epoxidových pryskyřie. Změnou poměru mono a diacetátu v tvrdidle je možno snadno ovládat reaktivitu, a tím přizpůsobovat průběh technologického procesu výroby jader a forem vnějším podmínkám.

Další výhodou tvrdidla podle vynálezu je možnost využití dosavadních zařízení pro technologii ST směsí pro rozšířený sortiment odlitků. Vzhledem k prodloužené době zpracovatelnos*· ti je možno vyrábět i velkoobjemová jádra nebo formy s využitím nízkokapacitních a levných mísičů. Při pomalém vytvrzování se vytváří méně napnutá a dokonaleji organizované struktura pojivých můstků, takže výsledné pevnosti vztažené na jednotkový obsah pojivá jsou vyěěí ve srovnání s dosavadními tvrdidly. Obsah pojivá ve směsi může být proto nižší, což se výrazně projeví ve zlepšení rozpadavosti po odlití.

Příklad,

Byla připravena slévárenská směs následujícího složení:

křemenný písek vodní sklo h. 1,51 směs 90 % mono a 10 % diacetátu glycerin-chlórhydrinu

100 hmotnostních dílů 3 hmotnostní díly

0,15 hmotnostních dílů.

Ze směsí byla připravena normalizovaným způsobem standardní měřicí tělíska 50/50, na nichž byla naměřena tato časová závislost nárůstu pevnosti:

doba zpracovatelnosti směsi : 150 min pevnosti v tlaku - MPa po době

1 h	2 h	4 h	24 h	48 h
-	-	0,5	3,3	4,0

Příklad 2

Byla připravena slévárenská směs následujícího složení:

křemenný písek 100 hmotnostních dílů vodní sklo, h. 1,5' 3 hmotnostních dílů směs 30 % koho a 70 % diacetátu glycerin-chlórhydrinu 2,0 hmotnostních dílů

Za stejných podmínek byl zjištěn tento průběh vytvrzování:

doba zpracovatelnosti směsi : 90 min

pevnosti v tlaku - MPa po době
1 h	2 h 4 h	24 h	48 h
-	0,8 3,2	4,7	4,9

Claims (1)

1. Tvrdidlo pro výrobu slévárenských forem a jader složené z křemenného, šamotového, lupkového nebo chrómmagnezitového ostřiva v množství 100 hmotnostních dílů, z vodního skla v množství 1 až 8 hmotnostních dílů, vyznačené tím, že obsahuje monoacetát nebo diacetát glycerin-chlórhydrinu, popřípadě jejich kombinaci, v množství 0,1 až 2,0 hmotnostní díly.