CZ13267U1 - Pojivo slévárenských formovacích směsi pro výrobu pískových forem a jader - Google Patents

Description

Technické řešení se týká pojivá slévárenských formovacích směsí pro výrobu pískových forem a jader, obsahující vodní sklo sodné a hexitol.

Dosavadní stav techniky

Koloidní roztok sodného silikátu - vodní sklo sodné, slouží jako anorganické pojivo slévárenských forem a jader a je vytvrzováno různými postupy. Tyto postupy lze rozdělit na ireverzibilní, např. změnou pH, profukováním CO₂, přísadou esterů kyseliny octové, cementy, popř. struskami a dále na reverzibilní, např. dehydratačními postupy, metodou horkých jaderníků, popř.

mikrovlnným vytvrzováním. Jmenované anorganické pojivo má řadu hygienických a ekologických předností proti dosud přednostně používaným syntetickým pryskyřicím, jejichž aplikace řeší určitý nedostatek vodního skla, jmenovitě nízkou pevnost forem a jader po jejich vytvrzení. Plyne z toho nutnost zvýšené koncentrace aplikovaného pojivá ve směsi, bohužel s negativními dopady na rozpadavost forem nebo jader po odlití a obtížnější regenerovatelnost, zvláště křemenných písků z vratných směsí formovacích hmot po odlití.

Dalším nedostatkem forem a jader pojených vodním sklem sodným je jejich kratší skladovatelnost z důvodu zpětného navlhávání, zvláště v podmínkách prostředí o zvýšené relativní vlhkosti vzduchu, což vedle snižování jejich pevnosti vede i k vadám odlitků, zejména k jejich exogenní bublinatosti. Tento jev je patrný zejména u jader vytvrzovaných dehydratačními procesy, tj. při použití metody horkých jaderníků, nebo mikrovlnného vytvrzování. Proto při procesu vytvrzování metodou horkých jaderníků je zásadně používáno fenol-resolových pryskyřic, vytvrzujících formy nebo jádra za zvýšených teplot za přítomnosti kyselin se všemi nepříznivými dopady na hygienu práce při přípravě formovacích směsí, zvláštně pak při odlévání forem a jader a současně i s negativními ekologickými dopady při deponování odpadních písků.

Jsou známa modifikovaná pojivá na bázi vodního skla s různými přísadami póly sacharidů, jejich hydrolyzátů, alkalizovaných fenolických pryskyřic, polyakrylamidu a dalších přísad, zlepšujících pevnost forem a jader po jejich vytvrzení i jejich rozpadavost po odlití. Nedostatkem těchto pojiv je, že v nich dochází k částečnému oddělování těchto přísad, což způsobuje jejich nehomogennost, a tím i nestabilitu projevující se výrazným zkracováním doby životnosti připravené formovací směsi a často k navlhání skladovaných jader, a tím ke zkracování doby jejich použitelnosti.

Zlepšenou rozpadavost forem a jader, zvýšení jejich primární pevnosti a dobrou regenerovatelnost řeší pojivá na bázi vodního skla sodného a hexitolů. Tato pojivá se vyznačují mj. vysokou homogenitou a stabilitou. Jsou-li však jádra s tímto aditivovaným pojivém při delším skladování vystavena zhoršeným klimatickým podmínkám, zejména zvýšeným teplotám a vyšší relativní vlhkosti vzduchu, dochází i u nich k poklesu pevnosti, menší odolnosti proti otěru a postupně, i když po delší době, se stávají nepoužitelná.

Podstata technického řešení

Pojivo slévárenských formovacích směsí pro výrobu pískových forem a jader obsahující vodní sklo sodné a hexitol podle tohoto technického řešení si klade za cíl odstranění, nebo alespoň podstatné snížení, uvedených nedostatků. Podstata technického řešení spočívá vtom, že pojivo obsahuje 80 až 99 % hmotn. vodného skla sodného o křemičitanovém modulu v mezích od 2,0 do 3,3, 0,9 až 19 % hmotn. hexitolů sestávajícího ze směsi redukčních produktů monosacharidů, a to glucitolu v množství od 20 do 95 % hmotn. a mannitolu v množství od 5 do 80 % hmotn., a dále silan v množství od 0,01 do 3,0 % hmotn.

-1 CZ 13267 Ul

Pro použití pojivá podle technického řešení s přísadou esterového tvrdidla pojivo obsahuje jako silan gamaaminopropyltrietoxysilan v množství od 0,01 do 3,0 % hmotn.

Dalším význakem technického řešení pojivá vhodného zvlášť pro výrobu forem a jader technologií horkých jademíků, nebo mikrovlnným vytvrzováním, je, že pojivo obsahuje jako silan vinyl-tris-t-butylperoxy-silan v množství od 0,01 do 3,0 % hmotn.

Další výhodou pojivá podle technického řešení je snížení jeho koncentrace při vytvrzování forem a jader jak za studená - ireverzibilně, tak i za horka, tj. reverzibilně, při dosažení zlepšené rozpadavosti forem a jader, zlepšení regenerovatelnosti ostřiv zvratných směsí suchou cestou a jak již bylo uvedeno, výrazné prodloužení skladovatelnosti i při značně ztížených klimatických ío podmínkách. Ukázalo se, že toto zlepšení umožňuje aplikace silanu v podstatě v jeho běžných známých modifikacích.

Příklady provedení technického řešení

Pojivo podle technického řešení je následně popsáno, včetně uvedení jeho vhodné aplikace, na následujících dvou příkladech.

Příklad 1 .

Složka A: 95 % hmotn. koloidního roztoku sodného silikátu - vodního skla sodného - o křemičitanovém modulu 2,70.

Složka B: 4,5 % hmotn. hexitolu s obsahem 90 % hmotn. glucitolu a 10 % hmotn. mannitolu.

Složka C: 0,5 % hmotn. gamaaminopropyltrietoxysilanu.

Formovací směs pojená dle příkladu 1 je s výhodou určena pro výrobu pískových forem a jader vytvrzovaných technologií CO₂ procesu a vyznačuje sé jejich zvýšenou pevností dosaženou po vytvrzení, zvýšenou rozpadavosti po odlití, mající teplotu v rozmezí cca od 100 do 900 °C, zlepšenou regenerovatelnosti ostřiv z vratných písků a zejména dlouhodobou skladovatelnosti při zvýšených teplotách, obzvláště při vysoké vlhkošti vzduchu.

Příklad 2

Složka A: 85 % hmotn. koloidního roztoku sodného silikátu - vodního skla sodného - o křemičitanovém modulu 2,30.

Složka B: 14,7 % hmotn. hexitolu s obsahem 94 % hmotn. glucitolu a 6 % hmotn. mannitolu.

Složka C: 0,3 % hmotn. vinyl-tris-t-butylperoxy-silanu.

Formovací směs pojená pojivém podle příkladu 2 je určena přednostně pro výrobu forem a jader tvrzených metodou horkých jademíků, nebo mikrovlným vytvrzováním, a vyznačuje se vysokou pevností při vytvrzení v intervalu teplot cca od 190 do 220 °C, dobrou rozpadavosti po odlití, snadnou regenerovatelnosti ostřiva suchou cestou a zejména dlouhodobou skladovatelnosti forem a jader i při značně vysoké relativní vlhkosti vzduchu, jakož i při vyšších teplotách okolního prostředí.

Průmyslová využitelnost

Pojivo slévárenských formovacích směsí podle předloženého technického řešení je vhodné pro výrobce pojiv a různých přísad aplikovaných ve slévárenství, zejména pak pro slévárny produkující odlitky za použití pískových forem a jader.

Claims (3)

NÁROKY NA OCHRANU

1. Pojivo slévárenských formovacích směsí pro výrobu pískových forem a jader obsahující vodní sklo sodné a hexitol, vyznačující se tím, že pojivo obsahuje 80 áž 99 % hmotn. vodního skla sodného o křemičitanovém modulu v mezích od 2,0 do 3,3, 0,9 áž 19 %

5 hmotn. hexitolu, sestávajícího ze směsi redukčních produktů monosacharidů, a to glučitolu v množství od 20 do 95 % hmotn. amannitolu v množství od 5 do 80 % hmotn., a dále. silan v množství od 0,01 do 3,0 % hmotn.

2. Pojivo podle nároku 1, vyznačující se tím, že jako silan obsahuje gamaaminopropyltrietoxysilan v množství od 0,01 do 3,0 % hmotn.

ío

3. Pojivo podle nároku 1, vyznačující se tím, že jako silan obsahuje vinyl-tris-tbutylperoxy-silan v množství od 0,01 do 3,0 % hmotn.