CZ15497U1 - Aditivované pojivo slévárenských formovacích směsí pro výrobu pískových forem a jader - Google Patents

Description

(54) Název užitného vzoru:

Aditivované pojivo slévárenských formovacích směsí pro výrobu pískových forem a jader

CZ 15497 Ul

Aditivované pojivo slévárenských formovacích směsí pro výrobu pískových forem a jader

Oblast techniky

Technické řešení se týká aditivovaného pojívá slévárenských formovacích směsí pro výrobu forem a jader, ve kterém je pojivovou komponentou koloidní roztok alkalických silikátů o obecném složení xSiO₂ · yM₂O zH₂O, ve kterém M představuje alkalické ionty Lf, K⁺ nebo Na⁺. Dosavadní stav techniky

Všeobecně známé pojivo slévárenských formovacích a jádrových směsí, koloidní roztok alkalického silikátu - vodní sklo, je vytvrzováno fyzikálně, nebo chemickou cestou. Ke známým postupům chemického vytvrzování patří tzv. CO₂ - proces, popřípadě reakce s různými chemickými látkami - tvrdidly, jako jsou kapalná tvrdidla, estery, aldehydy, alkoholy, nebo tvrdidla práškovitá ve formě strusek, syntetických strusek, sádry, cementů a jiných hydraulických látek.

Jmenovaná pojivá lze též vytvrzovat teplem, tzn. sušením, horkým jademíkem, nebo mikrovlnným vytvrzováním. K hlavním nedostatkům formovacích směsí s vodním sklem obecně patří nižší primární pevnost forem a jader, jejich zhoršená rozpadavost po tepelné expozici tuhnoucího odlitku i obtížná regenerovatelnost ostřiv, např. křemenných písků, metodou suché pneumatické regenerace. Pro uvedené nedostatky jsou anorganická pojivá na bázi vodního skla v posledních letech nahrazována organickými pojivý na bázi umělých pryskyřic, která řeší uvedené nedostatky aplikace vodního skla, ale za cenu zhoršení hygienických podmínek při přípravě formovacích směsí, výrobě forem a jader, lití odlitků za uvolňování exhalací karcinogenních produktů pyrolýzy, např. fenolů, formaldehydů, toluenů, xylenů, i při odstraňování odpadních písků a pojivových zbytků regenerace, majících charakter nebezpečného odpadu.

Anorganické pojivo na bázi vodního skla je pro zlepšení uvedených nevýhod upravováno různými aditivy jak organického, tak anorganického původu, tj. přísadami v podobě polysacharidů, jejich hydrolyzátů, alkalizovaných fenolických pryskyřic, polyakrylamidu a dalších.

Společnou nevýhodou těchto aplikací je částečné oddělování aditiv v pojivu, růst viskozity, snižování stability pojivá, jeho skladovatelnosti i zkracování životnosti připravené směsi.

Při používání mísičů s nižší účinností dochází často k nerovnoměrnému rozdělování pojivá ve formovací směsi, a tím k její nedostatečné homogenizaci, což má negativní vliv na kvalitu vyrobených forem a jader, ale i na odlitky samotné.

Podstata technického řešení

Aditivované pojivo slévárenských formovacích směsí podle technického řešení si klade za cíl odstranění, popřípadě podstatné omezení výše uvedených nedostatků, dosažení dlouhodobé skladovatelnosti pojivá i formovacích směsí beze změn jejich vlastností, podstatného zvýšení primárních pevností forem a jader po jejich chemickém nebo fyzikálním vytvrzení, minimalizace obsahu aditivního pojivá ve formovací směsi, vysoké rozpadavosti forem a jader po jejich expozici a zlepšení regenerovatelnosti ostřiva vratné směsi suchou pneumatickou metodou. Jádra vytvrzovaná fyzikální cestou jsou rozplavitelná ve vodě. Lze tak výhodně aplikovat odjádrování máčením odlitků s jádry ve vodní lázni a následnou plnou regeneraci ostřiva i aditiv.

Podstata technického řešení aditivovaného pojivá slévárenských směsí spočívá v tom, že je tvořeno směsí sestávající z pojivové komponenty koloidního roztoku alkalických silikátů o křemičitanovém modulu od 1,8 do 3,3, v množství od 89,5 % do 99,4 % hmotn., z aditiva A, kterým jsou fosforečnany alkalických kovů ze skupiny fosforečnanů, kterou tvoří polyfosforečnan sodný a polyfosforečnan draselný s iontovou částí vzorce (PO₃) _nO, přičemž „ značí průměrnou délku řetězce, která je v rozmezí 3 až 10 včetně, v množství od 0,5 % do 10 % hmotn., a z aditiva B v množství od 0,1 % do 0,5 % hmotn., sestávajícího z práškovitého barviva ze směsi oxidu železa a plniva mastenec a vápenec.

- 1 CZ 15497 Ul

Dalším význakem je, že pojivovou komponentou je koloidní roztok sodného, nebo draselného, silikátu a dále že aditivem A je hexametafosfát sodný nebo draselný.

Aditivum A - fosforečnan alkalických kovů, svou strukturní stavbou příbuznou tetraedrickým jednotkám křemičitanů [SiO₄]⁴' se spolu řetězí a vytváří nová vysoce stabilní pojivá s novými užitnými vlastnostmi.

Aplikace aditiva B v podobě práškovitého barviva ze směsi oxidu železa a plniva mastenec a vápenec umožňuje při míšení formovacích směsí spolehlivé optické rozpoznání dosažení homogenity míchané formovací směsi.

Příklady provedení

Příklady složení aditivovaného pojivá podle technického řešení:

Níže uvedené příklady zahrnují nejen složení aditivovaného pojivá, ale i jeho podíl ve slévárenské formovací směsi, včetně přednostních aplikací těchto směsí. Aditivované pojivo je směsí pojivové komponenty s aditivy A a B.

Příklad 1

Pojivová komponenta: 94,5 % hmotn. koloidního roztoku sodného silikátu o křemiěitanovém modulu 2,2

Aditivum A: 5,0 % hmotn. hexametafosfátu sodného

Aditivum B: 0,5 % hmotn. oxidu železa s plnivem mastenec a vápenec.

Formovací směs s aditivovaným pojivém podle Příkladu 1:

97,0 % hmotn. křemenný písek

3,0 % hmotn. aditivovaného pojivá.

Tato formovací směs je s výhodou určena pro výrobu pískových forem a jader vytvrzovaných fyzikálně, zejména metodou horkého jademíku, nebo mikrovlnným zářením a vyznačuje se jejich vysokou primární pevností, zvýšenou rozpadavostí po odlití v širokém intervalu 200 °C až

1000 °C, zlepšenou regenerovatelností ostřiv suchou pneumatickou metodou a dokonalou kontrolou homogenity promíchané formovací směsi při její přípravě. Formy a jádra jsou po odlití rozrušitelné ve vodní lázni.

Příklad 2

Pojivová komponenta: 96,8 % hmotn. koloidního roztoku sodného silikátu o křemiěitanovém modulu 2,9

Aditivum A: 3,0 % hmotn. hexametafosfátu draselného

Aditivum B: 0,2 % hmotn. oxidu železa s plnivem mastenec a vápenec.

Formovací směs s aditivovaným pojivém podle Příkladu 2:

95,0 % hmotn. křemenný písek

5,0 % hmotn. aditivovaného pojivá.

Formovací směs pojená tímto aditivovaným pojivém je s výhodou určena pro výrobu pískových forem a jader vytvrzovaných metodou CO₂ - proces a vyznačuje se jejich vysokou rozpadavostí v širokém intervalu teplot 200 °C až 1000 °C a zlepšenou regenerovatelností ostřiv suchou metodou z vratných písků. Dosažení homogenity míchané směsi lze spolehlivě opticky kontrolovat.

Příklad 3

Pojivová komponenta: 92,8 % hmotn. koloidního roztoku draselného silikátu o křemiěitanovém modulu 2,49

Aditivum A: 7,0 % hmotn. hexametafosfátu sodného

Aditivum B: 0,2 % hmotn. oxidu železa s plnivem mastenec a vápenec.

Formovací směs s aditivovaným pojivém podle Příkladu 3:

-2CZ 15497 Ul

94,5 % hmotn. ostřiva dunit

5,0 % hmotn. aditivovaného pojivá

0,5 % hmotn. esteru kyseliny octové nebo uhličité.

Formovací směs pojená tímto aditivovaným pojivém, s přísadou tvrdidla esterového typu kyseli5 ny octové nebo uhličité je určena pro technologii výroby forem a jader ze samotvrdnoucích směsí vhodných zejména pro odlitky z legovaných ocelí a grafitujících slitin železa a vyznačuje se řiditelnou životností a reaktivností, vysokou primární pevností, dobrou rozpadavostí forem a jader v intervalu teplot 200 °C až 1000 °C a snížením tendence k plastickým deformacím forem a jader.

ío Průmyslová využitelnost

Aditivovaná pojivá podle technického řešení jsou uplatnitelná u výrobců chemických slévárenských přípravků, výrobců slévárenských forem a jader a ve slévárnách pracujících s pískovými formami a jádry.

Claims (3)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   15 1. Aditivované pojivo slévárenských formovacích směsí pro výrobu forem a jader, ve kterém je pojivovou komponentou koloidní roztok alkalických silikátů o obecném složení xSiO₂ · yM₂O · zH₂O, ve kterém M představuje alkalické ionty Li⁺, K⁺ nebo Na⁺, vyznačující se tím, zeje tvořeno směsí sestávající z pojivové komponenty koloidního roztoku alkalických silikátů o křemičitanovém modulu od 1,8 do 3,3, v množství od 89,5 % do 99,4 %

   20 hmotn., z aditiva A, kterým jsou fosforečnany alkalických kovů ze skupiny fosforečnanů, kterou tvoří polyfosforečnan sodný a póly fosforečnan draselný s iontovou částí vzorce (PO₃) „O, přičemž _n značí průměrnou délku řetězce, která je v rozmezí 3 až 10 včetně, v množství od 0,5 % do 10 % hmotn., a z aditiva B v množství od 0,1 % do 0,5 % hmotn., sestávajícího z práškovitého barviva ze směsi oxidu železa a plniva mastenec a vápenec.

   25
2. 2. Aditivované pojivo podle nároku 1, vyznačující se tím, že pojivovou komponentou je koloidní roztok sodného, nebo draselného, silikátu.
3. 3. Aditivované poj ivo podle nároku 1, vyznačující se tím, že aditivem A je hexametafosfát sodný, nebo draselný.