CS250623B1 - Slévárenská formovací a jádrová směs - Google Patents

Abstract

Řešení se týká slévárenské formovací a jádrové směsi, obsahující křemenný písek a vodný roztok křemičitanu sodného, vytvrzované plynným oxidem uhličitým nebo kapalným tvrdidlem esterového typu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že směs dále obsahuje od 0,5 do 2,5 hmotnostních dílů magnezitového slinku, ve kterém obsah karbonátů hořčíku a vápníku nepřesahuje 3 % hmot. a množství částic menších ne z 0,06 mm je větší než 60 % hmot. Křemenný písek přitom obsahuje v povrchové vrstvě zrn nejméně 97 % hmot. oxidu křemičitého.

Description

Vynález se týká slévárenské formovací a jádrové směsi,obsahující křemenný písek a vodný roztok křemičitanu sodného, vytvrzované plynným oxidem uhličitým nebo kapalným tvrdidlem esterového typu

Směsi tohoto typu jsou ve slévárenství široce používány při výrobě forem a jader pro svou hygienickou nezávadnost a snadnou dostupnost surovin. Závažným nedostatkem těchto směsí je vznik vad na odlitcích při použití některých druhů křemenných písků. V tepelně namáhaných místech směsí vznikají na odlitcích hluboké zapečeniny, které způsobují silné zhoršení kvality povrchu odlitků, zvýšení spotřeby namáhavé fyzické práce a v mnoha případech také nepoužitelnost hotového odlitku. Dalším nedostatkem je vliv směsi na praskání odlitků a vznik trhlin, které znehodnocují odlitek. Negativně se také projevuje vliv směsi na velmi pracné uvolňování jader z dutin odlitku.

Tyto nedostatky odstraňuje slévárenská formovací a jádrová směs podle vynálezu, obsahující 100 hmot. dílů křemenného písku, od 2 do 8 hmot. dílů vodného roztoku křemičitanu sodného a vytvrzovaná plynným oxidem uhličitým nebo kapalným tvrdidlem esterového typu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že směs dále obsahuje od 0,5 do 2,5 hmot. dílu magnezitového slínku, ve kterém obsah karbonátů hořčíku a vápníku, MgCO^ a CaCO^, nepřesahuje 3 % hmot. a množství částic menších než 0,06 mm je větší než 60 % hmot. Křemenný písek přitom obsahuje v povrchové vrstvě zrn nejméně 97 % hmot. oxidu křemičitého.

Tato směs odstraňuje všechny uvedené nedostatky, což je dokumentováno v příkladech. Nový a vyšší účinek směsi spočívá v tom,

2S0 823 že se velmi výrazně zlepšuje vytloukatelnost směsi po odlití, a tím se snižuje spotřeba namáhavé fyzické práce při čištění odlitků. Ten to účinek souvisí se skutečností, že ve směsi podle vynálezu je sil ně omezena přeměna křemene v cristobalit nebo tridymit. Tím je zabráněno objemovým změnám směsi^jinak probíhající^ při působení tep la odlitku. Potlačením objemových změn písku nedochází k porušení povrchu formy nebo jádra, a tím je zabráněno vniknutí kovu do směsi Tímto způsobem se zcela zabrání vzniku hlubokých zapečenin na odlitku. Zvýší se tak kvalita povrchu odlitků, sníží se spotřeba práce a zabrání výskytu zmetků. Další předností směsi podle vynálezu je zabránění vzniku -zmetkových odlitků, které se vyskytují u stávajících směsí v důsledku praskání odlitků; příčinou je objemový nárůst směsi. Směs podle vynálezu zmetky tohoto typu zcela odstraňuje Důležitá pro provozní použití je skutečnost, že přítomnost magnezitového slínku ve směsi neovlivňuje zároveň základní technologické vlastnosti směsi, jako zpracovatelnost, pevnost, otěr. Tento magnezitový slínek umožňuje zachovat směsím dostatečnou zpracovatelnost, dobrou pevnost po vytvrzení a minimální otěr.

Příklad 1

Byla připravena samotvrdnoucí směs podle vynálezu o složení křemenný písek 100 hmot. dílů vodný roztok křemičitanu sodného ester kyseliny octové a glycerinu magnezitový slínek hmot. díly 0,3 hmot. dílu 1 hmot. díl

Magnezitový slínek měl následující granulometrické složení:

1,0 0,6 0,3 0,2 0,1 0,06 0,02 velikost ok síla mm hmot podíl (%)

0,2 0,5 0,1 0,2

7,6 19,3

71,8

Obsah MgCO} + CaCO^ = 0,4 % hmot.

U použitého křemenného písku byl stanoven následující podíl jednotlivých oxidů v povrchové vrstvě zrn:

98,20 % hmot. SÍO2; 1,37 % hmot. A^O^; 0,04 % hmot. Fe20^;

0,25 % hmot. K₂0; 0,11 % hmot. MgO; 0,03 % hmot. Ti0₂·

250 623

Výše uvedená samotvrdnoucí směs měla následující technologické vlastnosti:

zpracovatelnost směsi pevnost po vytvrzení otěr po vytvrzení

18«a 21 min. 2,4<^ 2,9 MPa 0 , Z -Oas. 0,6 % .

Z této směsi bylo zhotoveno jádro a odlit zkušební odlitek. Teplota prohřátí směsi činila 1350 °C, j by bell (to kovem ze všech stran. Množství práce potřebné pro uvolnění směsi z odlitku: 50 úderů. Z vytlučené smějtjl <rdebrán vzorek a stanoveno, že přeměna křemene na cristobalit a tridymit je minimální. To znamená, že u směsi podle vynálezu je množství vytloukací práce velmi nízké a protože nedochází k výrazné přeměně křemene na cristobalit a tridymit, nedochází ani ke vzniku napětí způsobeného větším objemem těchto modifikací oxidu křemičitého. Tím se zabrání zapečeninám a praskání odlitků. To bylo prokázáno na odlitcích o hmotnosti až 5000 kg. Na těchto odlitcích se při použití směsi podle vynálezu nevyskytly žádné zapečeniny ani praskliny. Pro srovnání byla. použita směs stej ného složení, ale bez přídavku magnezitového slínku. Ostatní podmínky byly zachovány stejné.

Technologické vlastnosti:

zpracovatelnost pevnost po vytvrzení otěr po vytvrzení

Zkušební odlitek: vytloukací práce tt 21 min.

2,4 ti 2,9 MPa 0,2 0,6 % .

350 « 400 úderů

U provozních odlitků se v místech tepelných uzlů vyskytovaly hluboké zapečeniny se zřetelným popraskáním - nátěru způsobené expanzí směsi. Přeměna křemene na cristobalit byla výrazná.

Ze srovnání vyplývá, že směs podle vynálezu má stejné technologické vlastnosti, ale podstatně výhodnější vlastnosti v tom, že potlačuje cristobalitickou expanzi, zlepšuje vytloukatelnost jader z dutin odlitku a odstraňuje hluboké zapečeniny a praskliny.

Příklad 2

250 623

Byla připravena směs podle vynálezu o složení:

křemenný písek 100 hmot. dílů vodný roztok křemičitanu sodného 6 hmot. dílů magnezitový slínek 2 hmot. díly

U použitého křemenného písku byl jednotlivých oxidů v povrchové vrstvě stanoven následující podíl zrn:

99,53 % hmot. Si0₂; 0,35 % hmot. A^O-j; 0,03 % hmot. CaO;

0,03 % hmot. Fe₂0₃; 0,01% hmot. «₂0; 0,03 % hmot. MgO;

0,02 % hmot. Ti0₂.

U magnezitového slínku bylo stanoveno, že množství podílů o velikosti částic pod 0,06 mm činí 69 % hmot. a obsah MgCO^ + CaCO-j = = 1,3 % hmot. Z této směsi byla zhotovena jádra, která byl‘a vytvrzována oxidem uhličitým. Po vytvrzení měla tato směs pevnost 1,5 MPa v tlaku a velmi malý otěr 0,2 %. Vyrobené odlitky nevykazovaly zapečeniny ani praskliny. i

Claims (1)

1. Slévárenská formovací a jádrová směs, obsahující 100 hmot. dílů křemenného písku, od 2 do B hmot. dílů vodného roztoku křemičitanu sodného a vytvrzovaná plynným oxidem uhličitým nebo kapalným tvrdidlem esterového typu, vyznačující se tím, že dále obsahuje od 0,5 do 2,5 hmot. dílu magnezitového slínku obsahujícího stopy až 3 % hmot. karbonátů hořčíku a vápníku, přičemž množství částic menších než 0,06 mm je větší než 60 % hmot. a křemenný písek obsahuje v povrchové vrstvě nejméně 97 % hmot. oxidu křemičitého.