CZ275996A3 - Binding agents for cores and moulds - Google Patents

Binding agents for cores and moulds Download PDF

Info

Publication number
CZ275996A3
CZ275996A3 CZ962759A CZ275996A CZ275996A3 CZ 275996 A3 CZ275996 A3 CZ 275996A3 CZ 962759 A CZ962759 A CZ 962759A CZ 275996 A CZ275996 A CZ 275996A CZ 275996 A3 CZ275996 A3 CZ 275996A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
phosphate
binder
silicate
water
mold
Prior art date
Application number
CZ962759A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ295537B6 (cs
Inventor
Leonid Zaretskiy
Robert L Mannning
Kwok-Tuen Tse
Original Assignee
Borden Chemical
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Borden Chemical filed Critical Borden Chemical
Publication of CZ275996A3 publication Critical patent/CZ275996A3/cs
Publication of CZ295537B6 publication Critical patent/CZ295537B6/cs

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B12/00Cements not provided for in groups C04B7/00 - C04B11/00
    • C04B12/02Phosphate cements
    • C04B12/027Phosphate cements mixtures thereof with other inorganic cementitious materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/16Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents
    • B22C1/18Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of inorganic agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B12/00Cements not provided for in groups C04B7/00 - C04B11/00
    • C04B12/04Alkali metal or ammonium silicate cements ; Alkyl silicate cements; Silica sol cements; Soluble silicate cements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/24Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing alkyl, ammonium or metal silicates; containing silica sols
    • C04B28/26Silicates of the alkali metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/34Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing cold phosphate binders
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/0087Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for metallurgical applications
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00939Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for the fabrication of moulds or cores
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/10Compositions or ingredients thereof characterised by the absence or the very low content of a specific material

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Description

Dosavadní stav techniky
Organické a anorganické systémy jsou v současnosti používány jako pojivá při výrobě profilů ze směsi obsahující agregovaný materiál, například písek. Obvykle jsou agregovaný materiál a pojivo smíseny, výsledná směs je pěchována, foukána nebo plněna do modelu, aby se vytvořil požadovaný tvar, a pak je vytvrzena pomocí katalyzátoru, další reakční složky a/nebo tepla do tuhého, vytvrzeného stavu.
Tato pojivá nacházejí uplatnění v mnoha případech použití sypkého materiálu a jsou často používána ve slévárenstvi.
Nejpřijatelnějšími pojivovými systémy používanými ve slévárenství jsou organické pojivové systémy. Konkrétní organický systém používaný jako pojivo ve slévárenství před| stavuje uretanové pojivo. Dvě hlavní složky tohoto systému jsou polyhydroxylová složka a polyizokyanátová složka. Tyto dvě složky jsou přidány k agregovanému materiálu a jsou vytvrzeny. V procesu cold box je použit plynný aminový katalyzátor pro katalyzaci reakce mezi polyhydroxylovou složkou a izokyanátovou složkou za účelem vytvoření tvarovacího tělesa. Tento systém nevyžaduje žádný ohřev pro dosažení vy2 tvrzení, viz například přihiáška^výháiěžú—US^čT^OS/íoSýlGS- — podaná 3.8.1994, která je tímto odkazem zahrnuta. V dalším procesu, procesu hot box” jsou agregovaný materiál, pojivo a katalyzátor smíseny, a potom jsou foukány nebo plněny do ★ horkého modelu. Vytvrzení je dosaženo přenosem tepla ze vzoru do směsi. Bez ohledu na typ organického pojivového systéi mu organická pojivá používaná pro výrobu požadovaných tvarů se budou odpařovat během vytvrzování a/nebo vyhoří při teΛ plotach ITtí kovu. Při' takovýchťo-procesech-vzni-ká—kouř-, zápach a další nežádoucí a škodlivé emise, v jejichž důsledku může být zapotřebí splnit příslušná místní a centrální stát-.ία- - —- ?;- - .je™, ňí^.předp.isy...^Další_nevýhQdpu£ organických ^poj ivových systémů^ je jejich relativně krátká životnost.
Za účelem odstranění nevýhod organických systémů použí’ vají některé slévárny anorganické pojivové systémy. Jedním typem Široce používaného anorganického pojivá je vodný roztok křemičitanu, například křemičitanu sodného, tedy vodní sklo, viz patent US č. 4,226,277, která je tímto odkazem zahrnuta) . Ačkoli jsou pojivové vlastnosti křemičitanu obecně uspokojivé, v porovnání s organickými systémy vykazují nižší tekutost směsi agregovaný materiál/pojívo v důsledku vysoké i
viskozity křemičitanu. Kromě toho, pokud jsou vystaveny te- j plotám lité nebo odlévání kovu, mají křemičitany tendenci se tavit, takže je obtížné odstranit takto natavené profily z odlitků mechanickým vytloukáním. Natavené profily také nejsou rozpustné ve vodě, takže není možné je odstranit nebo rozpustit vodou.
Další anorganický systém, který zahrnuje vodný roztok polyfosforečnanového skla, je popsán ve W092/06808, která je tímto odkazem zahrnuta. Tato pojivá, když jsou vytvrzena, vykazují uspokojivou pevnost, vynikající rehydrataci, a porušení profilu poté, co byl vystaven teplotám odlévání kovu. nevýhody tohoto systému zahrnují: malou odolnost vůči vlhkosti, změknutí agregátového systému při vysokých teplotách, což vylučuje použití pro slitiny železa, a v porovnání s organickými pojivý malou tekutost agregovaného materiálu v důsledku relativně vysokých úrovní pojivá požadovaných pro ρ dosažení odpovídajících pevností.
Třetí známý anorganický systém, který zahrnuje z podstatné části jemný, žáruvzdorný materiál smísený s menší částí suchého fosforečnanu, ke kterému se následně přidá menší část vodného křemičitanu alkalického kovu za účelem výroby plynem vytvrditelných forem, jak je to popsán v pag tentu US č. 2,895,838 (jehož celý popis je tímto odkazem zahrnut) . Tato kompozice je přivedena k chemické reakci pomocí, plynného činidla, například oxidu uhličitého, aby se kompozice vytvrdila reakcí uhličitanu alkalického kovu, který sé vytváří při vytvrzování anorganického systému oxidem uhličitým.
Další známý anorganický pojivový systém, který zahrnuje kombinaci křemičitanu a polyf osf orečnanu, je popsán v díle
D.M.Kukuje a kol. : Modification of Waterglas with Phosphorus Containing Inorganic Polymers (celá práce je tímto odkazem zahrnuta). Způsob přípravy tohoto pojivá zahrnuje zpracovávání křemičitanu a polyfosforečnanu při vysoké teplotě a tlaku v autoklávu za účelem vyvolání chemické reakce v těchto anorganických polymerech. Toto pojivo pak bylo naneseno na písek a bylo vytvrzeno pomocí C02 při pokojové teplotě. Takto mohlo být dó ’'pojivovému τ&ηζ pouze malé množství polyfosforečnanu. Kromě toho Kukaj a kol. zjistili, že maximální pevnost systému byla při pouhých 5% polyfosforečnanového modifikačního činidla a že pevnost prudce klesla, když pojivo obsahovalo více než 7% polyfosforečnanu. Kukuj a kol, rovněž zjistili, že malé přídavky polyfosforečnanu v jejich pojivovém systému {přibližné 1 až 3 %) způsobovaly prudký nárůst viskozity pojívá před jeho přidáním k ágřěgovanénST materřálu'. -Takže--&en-&o-sy-stém-zahrnuje následující nevýhody: vysoká pracovní teplota a vysoký pracovní tlak při výrobě pojivá, tvorba nových chemických . ...x.«~.gioU£enih s'•-velkou^viskozitou,malá tekutost systému pojivo / agregovaný materiál. Rovněž podobně jako u patentu US č. 2,895,838 byla pro vytvrzení systému zapotřebí chemická reakce mezi pojivovým systémem a oxidem uhličitým.
Gelovatění anorganických pojiv za vhodných podmínek dodává pojící vlastnosti, avšak může docházet k neočekávanému gelovatění před přidáním k agregovanému materiálu, dokonce i když došlo . k malým fyzikálním a / nebo chemickým změnám v pojivovém roztoku. Takovéto neúmyslné gelovatění je samozřejmě na újmu použitelnosti pojivových systémů a bylo zaznamenáno u kompozic z tohoto vynálezu.
Vynálezci provedli důkladné studium systémů křemičitan / fosforečnan a dosáhli neočekávaných výsledků s ohledem na zveřejněný Patent US č. 2,895,838 a díla od Kukuje a kol. vynálezci rovněž zjistili, že gelovatění anorganických systémů před přidání agregovaného materiálu není neodstranítelné. Vynálezci zjistili, že pokud k předčasnému gelovatění dochází v systému křemičitan / fosforečnan podle vynálezu,
Ť.
ΐ podmínky gelovatění mohou být překonány, pokud se použije míchání nebo pokud se přidá voda nebo pokud je zvýšeno pH. Provedením těchto kroků se zgelovatěná kompozice změní opět na roztok.
Podstata vynálezu
-y
Hlavním úkolem tohoto vynálezu je podat nové anorganické pojivové systémy, jako náhradu za organické a anorganické pojivové systémy známé z dosavadního stavu techniky.
Nové systémy anorganického pojivá a agregovaného materiálu mají zlepšenou tekutost {nižší viskozitu), zlepšenou odolnost vůči vlhkosti při vysokých teplotách neměknou ani se netaví (neželatinují), což umožňuje jejich použití se žáruvzdornými hmotami a slévárenskými písky pro slévárenské formy nebo jádra v kontaktu s roztaveným kovem, včetně procesů odlévání slitin železa. Kromě toho jsou v tomto vynálezu odstraněny problémy spojené s nežádoucím gelovátěním pojiv. Dále pojivové systémy podle vynálezu zajišťují dobrou pevnost v tahu za tepla i za studená u tvarovacích prvků z agregovaného materiálu spojeného pojivém podle vynálezu, dokonce i při malých množstvích pojivá. Pojivové systémy podle vynálezu nejsou omezeny pouze na úzký rozsah poměru oxidu křemičitého / sody nebo poměru křemičitanu / fosforečnanu, ale jsou účinné v širokém rozsahu těchto poměrů.
Fosforečnany mohou být orthofosforeČnany, kondenzované fosforečnany nebo jejich směsi. Tyto fosforečnany mohou být rovněž vyrobeny in sítu, v přítomnosti dalších složek, například křemičitanu a / nebo agregovaného materiálu, přidáním kyseliny fosforečné a zásady, například hydroxidu sodné-
ho nebo mohoú^být přeměněny z~jednoho-druhu-fosforečnanu„na, jiný in šitu přidáním kyseliny nebo zásady.
Úkolem vynálezu je dodat anorganický pojivový systém, který, když je smí sen se sypkým materiálem, může být použit pro vytvoření užitečných tvarovacích prvků s uspokojivými vlastnostmi pro zpracovávání a výrobu.
Dalším úkolem vynálezu je vytvořit řadu anorganických pojivových kompozic obsahujících křemičitany a fosforečnany, které, kdyŽ~~Jsou srnísenyse~ -sypkým-ma-teriálem, ...mohou být použity pro přípravu užitečných tvarovacích prvků.
Dalším úkolem vynálezu je vytvořit řadu anorganických
po jívových -kompoz ic,;_y„ zá_sadě .bez^organických sloučenin.
Dalším úkolem vynálezu, je vytvořit řadu pojivových kompozic s nízkou viskozitou, u kterých bude umožněno rozpuštění v případě předčasného zgelovatění těchto pojivových kompozic.
Dalším úkolem vynálezu je vytvořit pojivový systém obsahující fosforečnany pro odlévání kovu, například slitin železa.
Dalším úkolem vynálezu je vytvořit pojivový systém obsahující fosforečnany pro odlévání neželezných a nekovových slitin.
Dalším úkolem vynálezu je vytvořit pojivové kompozice pro formované tvarovací prvky, které mají dobrou schopnost vytloukání nebo se dobře rozpadají působení vody poté, co byly vystaveny teplotám odlévání kovu, a to za účelem snadného odstraňování tvarovacích prvků.
Dalším úkolem vynálezu je vytvořit pojivo, které se výrazně nedeformuje ani neměkne při teplotách pod přibližně
500°C.
Dalším úkolem vynálezu je vytvořit pojivovou kompozici, která tepelně vytvrditelná.
Proto je rovněž úkolem vynálezu podat způsob výroby a způsob použití nových pojivových systémů podle vynálezu, za účelem překonání problémů spojených s dosavadním stavem techniky, a vytvořit užitečné vytvrzené tvarovací prvky, které jsou vhodné pro kontaktní povrch s roztaveným polymerem a kovem, včetně licích a vstřikovacích forem, slévárenských forem, jader a trnů.
Tyto a další úkoly tohoto vynálezu budou zřejmé z následujícího popisu a z příkladných provedení.
Vynálezci zjistili, že anorganické pojivové systémy složené z křemičitanů a fosforečnanů jsou široce použitelné t-ř pro vázání sypkého materiálu při výrobě například jader, forem, trnů, třískových desek, plastových kompozic, briket a pro vázání dalších forem pro výrobu forem se zlepšenou pevností v tahu za tepla a za studená. Vynálezci zjistili, že proměnné složky v anorganickém pojivovém systému mohou být ustaveny tak, že výrobce může přizpůsobit produkt potřebám klienta. Například může výrobce snadno nastavit relativní množství křemičitanů a fosforečnanu, any změnil vlastnosti konkrétní tvarovací prvky, která je formována. Kromě toho mohou být výrobcem voleny specifické fosforečnany nebo křemičitany, aby se získaly požadované výsledky.
Ve skutečnosti může výrobce pomocí tohoto vynálezu vytvářet pojivové systémy vykazující synergii s ohledem na pevnost v tahu za tepla nebo za studená u konkrétních forem a jader. Je možné zlepšit možnosti mechanického vytloukání a výťřepávání ve vlnku“ u'zařomovariých· -tvarovacích prvků. které byly vystaveny teplotám roztaveného kovu, za použití pojiv podle vynálezu, v porovnání s pojivém obsahujícím 100 % křemičitan. Kromě toho může být použitím pojivá podle vynálezu zvýšena odolnost forem a jader vůči vlhkosti v porovnání s pojivém zcela fosforečnanovým. Těchto výsledků může být dosaženo dokonce i v případě přítomnosti větších množství fosforečnanu v pojivovém systému, než jsou množství uvedená'v-patentu US'č . 2789578-3-8--nebo-v-d-í-l-e-Kukuj-e. a_kol_. . .
Kromě toho kompozice podle vynálezu zahrnuje výhodu vyloučení uhličitanů a zvláštních plynů obsahujících oxid .
— =**-·*»^ iúhličitý^které-j.sou.zapotřebí^pro_ výrobu takovýchto uhličitanů. Je rovněž výhodné.,, že. vytvrzená jádra a formy zamezují, přítomnosti nadměrného množství vody. To kontrastuje s vytvrzenými tvarovacími prvky z procesu vytvrzování oxidem uhličitým, které obsahují nadměrná množství vody. Takovýto nadbytek vody je škodlivý, když je tvarov.ací prvek vystaven teplotám odlévání kovu. To má Často za následek špatné odlitky a omezuje použití vytvrzených tvarovacích prvků na jednoduché konstrukce.
Křemičitany * í
Křemičitany používané v pojivech podle vynálezu mohou ?
I zahrnovat různé křemičitany kovů alkalických zemin, včetně například draslíku, sodíku, césia, rubidia a lithia. Mohou být použity i další křemičitany, například křemičitan amonný. Obecně jsou křemičitany na trhu dostupné jako tuhé látky nebo jako vodné roztoky. V této přihlášce jsou křemičitany, jakožto složky pojivá podle vynálezu s výhodou ve formě vod9 ného alkalického roztoku, které jsou charakterizovány obsahem tuhých látek 45 hmotnostních %, pokud není uvedeno jinak. Případně může být použit tuhý křemičitan.
Vodní sklo, tedy křemičitan sodný, který je výhodným křemičitanem alkalických kovů používaným v pojivech podle vynálezu, může být charakterizován obecným vzorcem xSiO_,*yNa2O. Poměr x a y, tedy křemičitanu a alkalie, použí/ vany v tomto vynálezu je v rozmezí od 0,6:1 do 3,85:1, s vý» hodou od 1,1:1 do 3,22:1, a nejlépe od 1,1:1 do 2,58:1. Menší množství dalších prvků, například kovů alkalických zemin, hliníku a podobně mohou být přítomna v různých podílech. Obsah vody v křemičitanu sodném může být různý v závislosti na vlastnostech, například viskozitě, požadovaných koncovým uživatelem.
Fosforečnany f.
Fosforečnany používané v pojivech podle vynálezu zahrnují sůl kyslíkaté kyseliny fosforu, včetně solí kyseliny fosforečné, například orthofosforečné kyseliny, polyfosforečné kyseliny, pyrofosforečné kyseliny a metafosforečné kyseliny. Obecně používaným fosforečnanem je alkalický fosfo•i rečnan, což zahrnuje jak fosforečnany alkalických kovů, tak i
•v fosforečnany kovů alkalických zemin, a rovněž amonné fosf orečnany.
V této přihlášce a nárocích je výraz fosforečnan používán v obecném smyslu tak, že zahrnuje krystalické a amorfní anorganické fosforečnany, například skla fosforečnanu sodného. Dále má fosforečnan zahrnovat orthofosforečnany a kondenzované fosforečnany, ale nemá být omezen pouze na ně, Orthofosforečnanyjsou sloučeninyr^které-niají-monoin^rní tetraedrickou iontovou jednotku (P04)3-. Typické orthofosforečnany zahrnují orthofosforečnany sodíku, například fosfo.5· ií rečnan sodný, dvoj sodný nebo troj sodný, orthofosforečnan draselný a orthofosforečnan amonný.
Kondenzované fosforečnany jsou sloučeniny, které mají i
* více než jeden atom fosforu, přičemž atomy fosforu nejsou navázány na sebe navzájem. Avšak každý atom fosforu z této dvojice je přímo navázán--k- -a-l-espoň- j.ednomu_stejnému _atomu kyslíku, například P-Q-P, Obecná třída kondenzovaných fosforečnanů v této přihlášce zahrnuje lineární polyfosforečnany, ^,!R*~as*ea*“'abfcmefca-fosfor.ečnany.M-.-pyrofp.sforečnany a ultrafosforečnany.
Metafosforečnany. jsou cyklické struktury zahrnující iontovou část UPO3)n)n~, kde n je alespoň 3, například (Nan(P03)n). Ultrafosforečnany jsou kondenzované fosforečnany, ve kterých alespoň některé z PO4 tetraedrickou sdílejí 3 rohové atomy kyslíku. Pyrofosforečnany mají ion (P2O7)4“, například Na^H4_n(P^O^), kde n je 0 až 4.
Lineární polyfosforečnany mají lineární řetězce P-O-P, a zahrnují iontovou část obecného vzorce ((PO3)nO), kde n je délka řetězce, která je v rozmezí od 3 do několika set, například 500, v závislosti na počtu přítomných terminátorů řetězce, například H2O. Komerčně dostupný polyfosforečnan obecně obsahuje směsi lineárních polyfosforečnanů a často rovněž metafosforečnanů, a je charakterizován průměrnou délkou řetězce která je v rozmezí od alespoň 3 do přibližně 45, a je omezena do 45 pouze požadavky trhu, s výhodou je průměr v rozmezí od 3 do 32, nejlépe od 4 do 21. Výhodnou kategorií polyfosforečnanů jsou amorfní kondenzované polyfosforečnany, například ve vodě rozpustná fosforečnanová skla.
S ohledem na výše uvedené by odborník z dané oblasti mohl vyrábět směsi fosforečnanů jak jsou definovány výše, a dokonce zahrnout malá množství (až do 10%) modifikaČních iontů, jako například vápník, hořčík, zinek, hliník, železo nebo bor v rozpustných fosforečnanech a vyrábět fosforečnan spadající do rozsahu tohoto vynálezu.
Obecně jsou fosforečnany vyjádřeny následujícím vzorcem pro oxidační molární poměr:
, (χΜχ + yM2 + H20) : P=0s kde M je vybráno ze skupiny, kterou tvoří Li2O, Na2O, K2O, a (nh3}2.(H20) a jejich směsi. M2 je volitelné a je vybráno ze skupiny, kterou tvoří CaO, MgO, ZnO, FeO, Fe2O3, A12O^, B203. Celkový poměr oxidů je R=(x+y+z)/moly P2Os a je v rozmezí od 0,5 do 3,0 nebo větší, například 5. Obvykle jsou fosforečnany děleny podle hodnoty R, jak to ukazuje následující tabulka A.
Tabulka A
R Fosforečnan
0,5 s R < 1 ultrafosforečnany
R = 1 metafosforečnany
1 < R < 2 polyfosforečnany
R = 2 pyrofosforečnany
2 < R < 3 směsi fosforečnanů
R = 3 orthofosforečnany
3 < R fosforečnany plus oxid kovu
Je nutno poznamenat, že fosforečnany je možno přidávat přímo k různým složkám, například k agregovanému materiálu nebo křemičitanům, nebo mohou být vytvářeny in sítu s další12 mi složkami’.' Tvorba in ~siiu tmi Z tt vy u ~ w /CtuGIL kyselin, například kterékoli kyseliny fosforečné, a hydroxid sodný může být přidáván zároveň, nebo postupně, za účelem tvorby fosforečnanu in šitu s dalšími složkami pojivá. Fosforečnany se mohou dokonce přeměňovat in šitu na jiné fosforečnany přidáním zásady nebo kyseliny. Například fosforečnan dvoj sodný může být přeměněn na fosforečnan troj sodný přidáním hydroxidu sodného, nebo může být přeměněn na fosforečnan šo3ňýpř'iaáíiím“kýs'eri'nyfosforečné-.- -------- - - --- ------- ----Fosforečnany mohou být použity v tuhé formě-nebo jako vodný roztok. Hodnota pH takovéhoto vodného roztoku může být e 1 á .nebo, zasadí t á.. P r o konde n z ováné fosforečnany se pH vztahuje k faktorů jako je například délka řetězce fosforečnanu .
Sypký materiál '
Složky křemiČitanového / fosforečnanového pojivá mohou být použity pro formy z ve vodě nerozpustného sypkého materiálu, vyrobené například z plastu, . zeminy, dřeva a s výhodou z žáruvzdorného materiálu, jako je například oxid křemičitý, zirkon, oxid hlinitý, chromitan, šamot, olivín, karbid křemíku, magnezit, dolomit, křemičitan hlinitý, mullit, uhlík, forsterit, chrommagnezit a jejich směsi. Výhodná forma, jádro nebo trn pro tvarovací prvky pro slévárenské aplikace> pro odlitky, například z litiny, mosazi, bronzu, hliníku, a dalších slitin a kovů je vyráběna z kteréhokoli výše uvedeného písku. Pískové formy, jádra a trny jsou odborníkům z dané oblasti dobře známy.
ΕΩϋζΟ_(složené z křemičitanové_Složky_a fosforečnanové složkyl
Množství konkrétní pojivové složky (křemičitanové nebo fosforečnanové složky) a celkové množství pojivá použité pro vytvoření tvarovacího prvku, jako je například forma, jádro, nebo trn závisí na pevnostních požadavcích, a rovněž požadavcích na rozbitnost tvarovacího prvku vytloukáním nebo působením vody.
Celkový hmotnostní podíl pojivá, založený na hmotnosti sypkého materiálu použitého pro vytvoření tvarovacího prvku je definován množstvím tuhých látek přítomných kombinovaných pojivových složkách, pokud není uvedeno jinak. V tomto vynálezu hmotnostní procentuální podíl tuhých látek pojivá, založený na hmotnosti sypkého materiálu je s výhodou 0,4 až 5,0 %, výhodněji 0,4 až 2,5 %, nejlépe 0,6 až 1,6 %.
Podíl křemičitan / fosforečnan v pojivu vytvořeném z křemičitanové složky a fosforečnanové složky podle vynálezu je 97,5 : 2,5 až 5 : 95, S výhodou 95 : 5 až 25 :.,75 a nejlépe 90 : 10 až 50 : 50. Poměry v rozmezí 39 ; 1 až 31 : 1 a 1 : 2 až 1 : 19 jsou rovněž významné.
Křemičitanové a fosforečnanové složky se smísí a nejsou jinak vystaveny vysokým teplotám před smísením pojivá s agregovaným materiálem. Vysokou teplotou se míní přibližně nad 90°C. S výhodou jsou pojivá míšena při pokojové nebo blízké teplotě.
Přísady
Přísady se používají ve zvláštních případech při speciálních požadavcích. Pojivové systémy podle vynálezu mohou
zahrnovat široké'špéktrunUpřiuavných tor i á-l-ů. - Me z ΐ t akov.é to materiály patří alkalické hydroxidy, například NaOH, vodu a různé organické a anorganické přísady. NaOH (například 45-50% roztoky) mohou být přítomny v pojivu podle vynálezu v množství až 10 až 40 hmotnostních % (roztoky). Přídavná voda může být přítomna v množství 0 až 15 hmotnostních procent pojivá. S výhodou obsahují vodná pojivá podle vynálezu vodu v množství přibližně od 30 do 80 hmotnostních procent pojívᔓ'Mohou'být “rovněž-př-í-feomna- -menší-.množství, dalších přísad, například povrchově aktivních látek. Povrchově aktivní látky mohou být aniontová, monoiontová, kationtová, =amfo.terní nebo_z jejich^ směsí. Příklady ve vodě rozpustných povrchově aktivních látek představují aniontové. povrchově aktivní látky vybrané z organických síranů, organických sulfonátů a organických estery kyseliny fosforečné,. například
2-ethylhexylfosforečnan draslíku. Některé povrchově aktivní látky působí rovněž jako činidla pro řízení tekutosti. Typické takovéto Činidlo představuje Činidlo prodávané pod obchodním názvem PA 80OK, podrobněji definované jako
2-ethylhexylfosforečnan draslíku, který je na trhu nabízen firmou LAKELAND LABORATRIES Ltd, Manchester, GB. Další činidlo pro řízení tekutosti zahrnuje fosforečnan kyseliny
2-ethylhexylové, DISPERSE-AYD W28 aniontová / neiontová povrchově aktivní látka, prodávaná firmou Daniel Products, 400 Claremont Avenue, Jersey City, NJ, USA, a.DISPEX N40V, sodná sůl polyakrylátu prodávaná formou Allied Colloids, Suffolk, VA, USA. Další přísady zahrnují přísady odolné vůči vlhkosti, látky podporující rozbitnost, konzervační látky, objemová činidla, přísady zvyšující pevnost za tepla, nebo přísady podporující tekutost. Přísady zvyšující odolnost vůči vlhkosti zahrnují tetraboritan draselný, uhličitan zinečnatý a oxid zinečnatý. Látky podporující rozbitnost zahrnují cukr, například sacharózu, dextrin a piliny. Další přísady zahrnují činidla pro uvolňování formy, promotory adheze, například silany, přísady zlepšující odlévání kovu, například železitou červeň, železitou čerň, nebo jíl, a podobně, Pro zlepšení povrchu odlitků mohou být použity žáruvzdorné povlaky. Samozřejmě mohou být použity přísady samostatně nebo jejich kombinace.
Míšení pojivá a sypkého materiálu
Procedura míšení pojivá s ve vodě nerozpustným sypkým materiálem může zahrnovat, pokud je to nutné, modifikaci poměru oxid křemičitý / soda v křemičitanů sodném ošetřením křemičitanů sodného alkálií. Obecně alkalický vodný křemičitan sodný s vhodným poměrem oxidu křemičitého a sody se přidává do slévárenského agregovaného materiálu litím roztoku do mísiče. Následně se přidá vodný fosforečnan, zamíchá se, případně se přidá činidlo ovlivňující tekutost, s následným zamícháním.
Alternativně může být v sypkém materiálu zahrnuta tuhá fosforečnanová složka, která je nejprve smísena s vodou, a pak se k tomu přidá vodný alkalický křemičitan sodný. Tato kompozice se dobře promísí.
v dalším alternativním provedení se křemičitanová a fosforečnanová složka mohou předem smísit, aby se získal vodný roztok a dokonce se takto může skladovat, před tím, než se přidá do písku. V alespoň některých provedeních je tento předmísený roztok” přunlědnvu ~ít:
alespoň před smísením s agregovaným materiálem.
V dalším příkladném provedení se křemíčitanová, fosforečnanová a agregátová složka mohou smísit za sucha a takto mohou být skladovány. Jakmile jsou zapotřebí, může se do této suché směsi přidat voda.
Alternativně k vytváření fosforečnanu jako samostatné složky, se fosforečnan může vytvářet in šitu přidáním kyseliny-fosforečně-a zásady, jako--poj-i-v©vé-s-l-ožky-, -před _nebo__pp smísení s agregovaným materiálem nebo křemíčitanem. Kromě toho může být fosforečnan v pojivu změněn na jiný fosforeč. .^ nan ^in.-si t u „.přidáním okyseliny^nebo zásady.
Když jsou pojivo a sypký materiál smíseny, směs se naplní do modelu, aby se vytvořil tvarovací prvek a tvarovací prvek se pak vytvrdí. Vytvrzení se uskutečňuje.dehydratací tvarovacího prvku obecně vypuzením volné vody. S výhodou se tvarovací prvek dehydratuje na méně než 1 hmotnostní % vody foukáním inertního plynu přes tvarovací prvek, působením vakua a / nebo ohřevem.
V popise a nárocích je výraz forma označuje v obecném smyslu odlévací formy, včetně jader, takže tento vynález není omezen pouze na formy. Kromě toho forma zahrnuje různé modely pro pro použití při formování, včetně licích a vstřikovacích forem, a rovněž skořepinové formy, včetně prvků pro formování skořepinových forem, a zkompletované struktury skořepinových forem vyrobené složením dvou nebo více odpovídajících tenkostěnných skořepinových prvků. Tedy výraz forma má zahrnovat tvarovací prvek nebo odlitek definující povrch, a specificky zahrnuje formy, jádra a trny.
Příkladná provedení vynálezu
Vynález bude dále doložen následujícími příkladnými provedeními, která nemají omezující charakter.
Metoda Hot Box s použitím vzduchu
Obecný postup
Pojivo obsahující vodný roztok křemičitanu sodného s poměrem SiO2/Na2O o velikosti 3,22, tedy komerčně dostupný od formy OXYCHEM a prodávaný pod označením Grade 42” (s obsahem tuhých látek 38,3%) a / nebo vodný roztok polýfosforečnanu s průměrnou délkou řetězce 21, kde křemičitan a/nebo fosforečnan jsou přítomny tak, jak je uvedeno v taI bulce 1, se přidaly do písku následovně: n
300 g WEDRON 530 křemičitého písku se vložilo do Hobártovy mísící nádoby. V písku byly vytvořeny dvě jamky. Vhodná množství (viz tabulka 1) vodného křemičitanu sodného a / nebo polyfosforečnanu sodného (i,57 % celkového množství tuhých látek pojivá, počítáno vzhledem k písku), se umístilo do umístilo do samostatných jamek. Mísič se nastartoval a míšení probíhalo 2 minuty. Bylo dbáno na zajištění rovnoměrného promísení pojivových složek. Písek pokrytý povlakem se pak foukal tlakem vzduchu 586 kPa po dobu 1 sekundy do třídutinového jaderníku pro výrobu zkušebních vzorků, který byl rovnoměrně zahřátý na teplotu 105°C ± 5°C, za použití Redford Cartridge Bench Coere Blower (Redford Iron and Equipment Company, Detroit, MI). Vytvrzení bylo uskutečněno foukáním vzduchu o teplotě 120°C ± 5°C skrz jaderník tlakem
207 kPa po dobu 60 sekund. Výše uvedeným postupem byly vyrobeny další sady ze stejných příslušných pískových směsí a bylý“testovány“ťza·účeieiu^Zj ištění-^průměmých^hodnot-pev-. nosti v tahu za tepla (tabulka 1), pevnosti v tahu za studená (tabulka 2), zůstatkové pevnosti.po 15 minutách působení při teplotě 925°C (tabulka 6), a dobu potřebnou pro změknutí působením vody po 15 minutách působení při teplotě 925°C (tabulka 7). Čísla příkladů v tabulce 1 odpovídají Číslům v tabulkách 2, 6 a 7. Hodnoty uvedené v tabulkách dále j sou obecně průměrné hodnoty alespoň tří měření.
Příklad 1 (Srovnání)
V tomto příkladě byl použit výše uvedený způsob svodným roztokem křemičitanu_sodného,_ kde poměr SiO2/Na2O byl 3,22, tedy komerčně dostupný od firmy OXYCHEM a prodávaný pod.oznaČením Grade 42 (s obsahem tuhých látek 38,3%).
ČTÍk^ady. 2-9 výše popsaný způsob byl opakován, přičemž, hmotnostní poměr křemičitanu a fosforečnanu se měnil tak, jak je ukázáno v první řadě tabulky 1 dále.
Příklad IQ (Srovnání)
Výše uvedený obecný způsob, byl opakován za použití 100% fosforečnanového pojivá (viz sloupec zcela napravo z údajů o hmotnostním poměru křemičitanu a fosforečnanu v tabulce l dále).
Příklady J.2-19, 22-29 a 32-39
Způsob z příkladu 2 byl opakován, avšak byl použit komerčně dostupný křemičitan sodný, přičemž ve všech případech byl poměr SiO2/Na2O byl 2,58 a v příkladech 12-19 byl použit polyfosforečnan s průměrnou délkou řetězce 32, v příkladech 22-29 byla průměrná délka řetězce 21, a v příkladech 32-39 byla průměrná délka řetězce 7.
Všechny příklady počínaje příkladem 12 byly doplněny, roztoky 45 hmotnostních % křemičitanu a roztoky 45 hmotnostních % fosforečnanu.
Dvojice příkladů ll a 2Q, 21 a 30, 31 a 40 (Srovnání)
Srovnávací příklady, uvedené ve sloupcích nejvíce nalevo a nejvíce napravo v údajích o hmotnostním poměru křemičitanu a fosforečnanu v tabulce l, byly připraveny tak, že zahrnovaly v prvním případě (tedy v příkladech 11, 21 a 31) 100% křemičitan sodný s poměry SiO2/Na2O o velikosti 2,58 a v druhém případě (tedy v příkladech 20, 30 a 40) 100% polyfosforečnany s průměrnými délkami řetězců 32, 21 a 7.
Příklady 42-49, 52-59 a 62-69
Tyto příklady byly připraveny jako příklad 2, avšak byl použit křemičitan s poměrem SiO2/Na2O o velikosti 2,00 (což je komerčně dostupné), a průměrná délka řetězce polyfosforečnanu byla opět 32, 21 a 7.
Dvojice příkladů 41 a 50, 51 a 60 a 61 a 70 (Srovnání)
Srovnávací příklady, uvedené ve sloupcích nejvíce nalevo a nejvíce napravo v údajích o hmotnostním poměru křemičitanu a fosforečnanu v tabulce 1, byly připraveny tak, že zahrnovaly v prvním případě (tedy v příkladech 41, 51 a 61) 100% křemičitan sodný s poměry SiO2/Na2O o velikosti 2,00 a v druhém případě ftedý’v-příkladech . -50ř-60..a^.70J„.100%_po-__ _ lyfosforečnany s průměrnými délkami řetězců 32, 21 a 7.
jPřjjcl^dy- .72 - 79.,_8_^8^a_S.2^g.9.
Tyto příklady byly získány tak, jak je to popsáno v příkladu 2, avšak avšak byl použit křemičitan sodný poměrem SiO3/Na3O o velikosti 1,60, a průměrná délka řetězce póly fosforečnanu byla měněna tak, jak je to znázorněno v tabulcel’. Křěmi'čifán' 's_poměrem-S-iO-/-Na5.0--o.__v.elikosti_l_' 60 ne~ ní komerčně dostupný, ale může být vyroben přidáním 22,06 g 45% NaOH ke 100 g vodného křemičitanu sodného, jehož poměr —Si03/Na30,de.2,58,._ _ _
Dvojice příkladů 71 a 80, 81 a 9.0 a 91 a.lQQ (Srovnání)
Srovnávací příklady, uvedené ve sloupcích nejvíce nalevo a nejvíce napravo v údajích o hmotnostním poměru křemičitanu a fosforečnanu v tabulce 1, byly připraveny tak, že zahrnovaly v prvním případě (tedy v příkladech 71, 81 a 91)
100% křemičitan sodný.s poměry SiO3/Na2O o velikosti 1,60 a v druhém případě (tedy v příkladech 80, 90 a 100) 100% polyfosforečnany s průměrnými délkami řetězců 32, 21 a 7.
Eříklady 102-109, 112-119. a. 122.-1,10
Způsob získání těchto příkladů se opakoval tak, jak je to popsáno v příkladu 2, avšak byl použit křemičitan s poměrem SiO3/Na3O o velikosti 1,30, který není komerčně dostupný. Avšak může být vyroben přidáním 35,49 g 45% NaOH ke 100 g vodného křemičitanu sodného s poměrem SiO3/Na3O o velikosti 2,58.
Dvojice příkladů 101 a 110, 111 a 120, 121 a 130
Srovnávací příklady, uvedené ve sloupcích nejvíce nalevo a nejvíce napravo v údajích o hmotnostním poměru křemičitanu a fosforečnanu v tabulce 1, byly připraveny tak, že zahrnovaly v prvním případě (tedy v příkladech 101, 111 a 121) 100% křemičitan sodný s poměry SiO2/NaaO o velikosti 1,30 a v druhém případě (tedy v příkladech 110, 120 a 130) 100% fosforečnany s průměrnými délkami řetězců 32, 21 a 7.
Příklady 132-139, 142-149 a 152-159 .Způsob získání těchto příkladů se opakoval tak, jak je to popsáno v příkladu 2 výše, avšak byl použit křemičitan s poměrem SiO3/Na2O o velikosti 1,00, který není komerčně dostupný. Avšak může být vyroben přidáním 56,95 g 45% NaOH ke 100 g vodného křemičitanů sodného s poměrem SiO3/Na2O o velikosti 2,58.
Dvojice příkladů 131 a 140, 141 a 150. 151.j3lJ.6Q
Srovnávací příklady, uvedené ve sloupcích nejvíce nalevo a nejvíce napravo v údajích o hmotnostním poměru křemičitanu a fosforečnanu v tabulce 1, byly připraveny tak, že zahrnovaly v prvním případě (tedy v příkladech 131, 141 a 151) 100% křemičitan sodný s poměry SiO2/Na2O o velikosti 1,00 a v druhém případě (tedy v příkladech 140, 150 a 160) 100% fosforečnany s průměrnými délkami řetězců 32, 21 a 7.
____________ _ Tabulka 1 _
Pevnost v tahu za tepla (v kPa) vytvrzeného agregátu pojivý |Při klad
Poměr křemi či tanu Si027Na20
Délka řetězce fosforečnanu
Hmotnostní poměr křemičitanu a fosforečnanu (BOS)
100:0
90:10
83.3:16,7
75:25
60:40 i I
50:50140:60
25:75
16.7:83,3|0:100
1-10
3,22-a
752
807
855
780
593
372
269
172
207 (345-c
I— |ll-20
2,58
772-c
807
855
931
903
772
627
441
317 [469-c [21-30
2.58
772-c
800'
883’ 11028
-862'
1020-1
-621—1
I-306-!
—2-34--l-345-c(31-40
I— |41-50 •[51-60 I— |61-70 (71-80 |81-90 |91-100 [101-110
1111-120 |12l-130 |131-140 |141-150 |151-160
2,58
772-c
827
1041
1124
821
607
455
503
186 |110
2.00
372-c
462
593
627
696
614
655
676
455 |469-c
2,00-
2.00
1.60-b
1.60-b
1.60-b
1.30-b
1.30-b
1,30-b
1,00-b'
1,00-b
1.00-b
21.
37.2.-.C
372-c
517
400
,.469^
414
386
627
517
483
400
427
883
807
979
614
565
924
731
848
724
669
J_L
814
496
855
793
586
758
855
703
724
696
538
772
600
565
365
572
420
359
593
420
379
200
L L
359 (345-c
407 |110 [469-c
44Q 1345-c |110 [469-c
296 [345-c
-H-1
11X0 |469-c [345-c |110
Dále je uveden klíč k tabulkám 1, 2, 6, 7, 15, 16, 17, a 18
a. Tento křemičitan sodný je komerčně dostupný jako 38,3% roztok tuhých látek. Úroveň použitého pojivá byla ustavena tak, že v dalších experimentech byla použita stejná úroveň j tuhých látek.
b. Tekutý křemičitan sodný s tímto poměrem SiO2 ku Na^O není komerčně dostupný. Avšak poměr SiO2 ku Na=O byl ustaven přidáním vhodných množství 45% NaOH ke křemičitanu s poměrem
2,58.
c. Jsou uváděny průměry dvou experimentů
d. Za experimentálních podmínek bylo obtížné vytvořit zkušební vzorky. V několika případech nebyly vytvořeny s úspěchem žádné zkušební vzorky. Když se jaderník otevřel, , zkušební vzorky se rozpadly. Avšak, je zde důkaz, že pojivo bylo za těchto podmínek vytvrzeno.
Poznámka 1: K prázdným polím v tabulkách 1,2,6,7 a 15-18. To značí, že experiment nebyl proveden. Proto nebyl vytvořen * ;>
žádný zkušební vzorek. Třeba příklad 72 je umělý - nebyl i vytvořen žádný zkušební vzorek.
Poznámka 2: ND ve všech tabulkách a jinde značí neurčeno.
Pevnosti v tahu za tepla a za studená
Po vytvrzení se jaderník otevřel a zkušební vzorky se vyjmuly. Jeden zkušební vzorek byl použit pro určení okamžité pevnosti v tahu (za tepla). Všechna měření pevnosti v tahu byla prováděna elektronickým zkušebním přístrojem Electronic Tensile Tester Model ZGII-XS (Thwing-Albert Instrument Company, Philadelphia, PA). V popise a nárocích označuje pevnost v tahu za tepla pevnost formovacího prvku, tak jak je vyťažeň~zúióděld? a^pevnost v-tahu-Kza-sfudena značí, pevnost 30 minut po vytažení formovacího prvku z modelu. Pevnost v tahu za tepla a za studená jsou rozhodující při vývoji komerčního pojivového systému. Je zásadně důležité, aby jádra a formy vyrobené pomocí těchto pojiv měly dostatečnou pevnost, aby s nimi mohlo být manipulováno. Jak je znázorněno v tabulce 1, synergické výsledné pevností v tahu jsou získány za použití kombinovaných pojiv z křemičitanu sodného a~~pbTyf osf orečnanu- --sodného -versus, .pojivá obsahuj ící buďto 100% křemičitan sodný nebo pojivá obsahující 100% fosforečnan. S těmito výsledky může být pracováno tak, jak je .to „naznačeno.v tabulce 1 ustavováním poměru SiO3/Na3O pojivá z křemičitanu sodného, změnami průměrné délky řetězce fosforečnanové složky nebo změnami hmotnostního poměru křemičitanové složky a fosforečnanové složky. Jak je to znázorněno,
4«.
maximální pevnosti v tahu za tepla v této řadě neomezujících
WK příkladů jsou získány v příkladech 33 a 34 (1041 kPa a 1124 kPa) za použití složky křemičitanu sodného s poměrem SiOa/NaaO o velikosti 2,58, polyfosforečnanové složky s průměrnou délkou řetězce 7, přičemž hmotnostní poměry pojivové složky z křemičitanu sodného ku polyfosforečnanové pojivové složce byly 83,3 : 16,7 (příklad 33) a 75 : 25 (příklad
34). Obecně pro daný křemičitan sodný v kombinovaném pojivovém systému podle vynálezu byl vliv polyfosforečnanu sodných na pevnost v tahu za tepla relativně malý, v porovnání se stejnou úrovní křemičitanu. To je nejlépe znázorněno řadou experimentů s 2,58 a 2,00 křemičitany.
Naopak, křemičitan sodný je rozhodující pro získání dobré pevnosti systémů za tepla. Ačkoli kombinovaná pojivá s křemičitany s poměrem 2,58 měla celkově největší pevnosti za tepla, některé pojivové systémy s křemičitany s poměry 3,22 a 2,00 zajišťovaly pevnosti za tepla, které se blížily pevnostem získaným s křemičitany s poměrem 2,58.
Je nutno poznamenat, ze přidání polyfosforečnanů sodných ke křemičitanům s nízkými poměry (poměr < 2,0) umožňovalo přípravu zkušebních vzorků v některých příkladech uvedených v tabulce 1.
Zbývající 2 zkušební vzorky byly použity pro určení pevnosti v tahu za studená (tabulka 2) a hmotnosti zkušebních vzorků. Pevnost v tahu za studená a hmotnost se měřily poté, co byly zkušební vzorky 30 minut ochlazovány. Porovnání hmotnosti zkušebních vzorků (v tabulce neuvedeno) jsou dobrým měřítkem tekutosti systému pojivo / agregovaný materiál. Těžší zkušební vzorky indikují lepší tekutost. Obecně vážily zkušební vzorky vyrobené ze 100% křemičitanových pojiv méně, než zkušební vzorky vyrobené z křemičitanových / fosforečnanových kombinovaných pojiv. Tyto výsledky ukazujií, že agregovaný nebo sypký materiál, jehož povrch je pokryt povlakem z kombinovaných pojiv podle vynálezu, má zlepšenou tekutost.
Jak je uvedeno v tabulce 2, synergické výsledné pevnosti v tahu za studená jsou získávány za použití kombinovaného pojivá z křemičitanu sodného a polyfosforečnanů (viz především příklady 43, 44, 52, 53, 54 a 64) versus pojivá obsahující 100% křemičitanu sodného nebo pojivá obsahující 100% fosforečnanů. Tyto výsledky mohou být dále zpracovávány, jak je naznačeno v tabulce 2 ustavením poměru SiO2/Na2O kapalné složky z křemičitanu sodného, změnami délky řetězce polyfos26 fóre čnaňově“' š xožky' nebo měuaurir hmctnc s t-ní ho - poměru - kř θτηίξΐ.?·
Β· tanové složky a polyfosforečnanové složky.
Obecně tabulka 2 také ukazuje, že zkušební vzorky vyráběné s křemičitany sodnými, které mají poměry SiOa/NaaO o velikosti 2,58 a 2,00, vykazují celkově největší pevnosti v tahu za studená a rovněž nej širší rozmezí poměrů křemičitanu a fosforečnanu, kde byla zjištěna dobrá pevnost v tahu za studená. Je nutno zaznamenat, že pro křemičitany s malým poměrem'“('poměr· 2j , umožňu-j-e- -pol-y-f-osf-orečnanu-př.ípravu.-,zkušebních vzorků uvedených v tabulce 2.
.-.a»*íJ.íí.
Tabulka 2
Pevnost v tahu za studená {v kPa) vytvrzeného agregátu s poj ivy
i 1 Poměr kře'[Délka ře- ί 1 (Hmotnostní poměr křemičitanů a fosforečnanu (BOS) | 4_ 1
míči tanu SiO2/Na2O |těžce fos jforecnanu
1 i- 1100:0(90:10 I I 83.3: 1 16.7|75:2f I 1 ))60:4( 1 )(50:50 1 Γ 40:6 1 Γ ))25:75) 1 1 16.7:83 i r 3(0:1001 1 1
3.22-a |- 21 I |2034 |2220 1 1 1669 L. . 1 |1565 1 Ί- 1 945 1 ! 21 ' ! 7 ) 34 | 1 1 179 1 1 | 889cI 1 1
2.58 1 | 32 l 1 1 J2536c|2794 t 1 2427 1 (2255 i 1 |17O3 1 1 |1000 1 821 ί 1 | 558 | I | 345 1 1 11083c|
2.58 í 21 1 1 1 12586c i 2765 I I 2503 1 |2640 1 Ί )1972 1 (1248 1 841 1 w 1 1 1 214 1 1 | 889cI 1 l
2.58 1 | 7 1 12586c|2689 1 1 2689 -1 |2530 I Ί |1662 I . 1 | 710 1 745 1 1 1 558 I 1 1 524 )1172 |
2.00 1 | 32 , I 1 1 i 2648c12586 1 1 3061 1 )2779 ! 1 |2089 1 1 | 710 1 876 tΓ 1 669 f 1 1 779 1 1 11083c| 1 I
2,00 1 21 í ' 1 1 |2648c)2861 1 1 2779 -- |2903 1 T )2737 1 1 1 938 1 972 i t 1 407 1 f 1 600 1 1 | 889c) i . i
2.00 | 7 i 1 1 12648c|2627 2889 | |2937 I 2599 | Ί-1 | 979 | 827 1 779 1 1 1 752 1 1 )1172 | 1 1
1,60-b 1 | 32 I 1 1 i d 1 . í 1 d t (2434 1 |1986 I 1 |1158 1 1 1 1 1 1 1 |1083c| ' 1 1
1.60-b f 21 í T 1 I d J d 1 1 2399 ( |2377 1 1 )2324 I i 11083 1 683 1 1 1 87& 1 1 1 407 | 889c |
1,60-b 1 j 7 i ί 1 1 d 1 1 1 1 |2310 I 1 |2441 1 1 |1689 1 527 1 1 1 1 1 1 1 Ί |1172 | 1 1
1.30-b 1 | 32 j 1 1 f d 1 ! i 1 1 d . 1 1 )2117 1 Ί-1 |1372 I ί r 1 1 “1| ) 1083cI 1 1
i,30-b 1 21 1 t 1 i | d 1 d 1 1 · d 1 1 d r i |1931 1 l f 1386 786 I 1 |1055 ( 1 ’ 910 ί 1 | 889c| r i
L.30-Ď T 1 7 -4- 1 1 1 d 1 I f 1 1 d 1 1 |2179 t 11951 I 869 1 i ί 1 1 1 r 1 [Π72 | 1 1
1,00-b | 32 1 1 1 1 d 1 1 1 J 1 1 1 |1385 1 1 |1345 1 1 1 1 1 1 1 1 11083c1 1 1
1.00-b | 21 I T 1 | d 1 d I 1 d l 1 d i )1413 1 4- 11358 i 490 j f 1 d 1 d í | 889c1 1 1
1,00-b 1 t 1 7 i i r 1 d | J_1 1 1 1 1 1 d j 1 )1510 j _ 1 1 1 1 J_L I 1 |1172 | l_1
Vliv použití různých fosforečnanů
Fosforečnanová složka pojivá může být připravena z různých fosforečnanů, jak bylo uvedeno výše. Obecně mají fosforečnany průměrnou délku řetězce n, přičemž n je průměrný počet fosforečnanových skupin v řetězci. Tabulka 3 uvádí příklady různých fosforečnan, využitelných v tomto vynálezu. Jak je zřejmé z tabulky 3, pro výrobu zkušebních vzorků byly použity pojivové kompozice obsahující fosforečnanové řetězcez kde n = 1, 2, 3, 4 a 21.
Fosforečnany byly rozpuštěny ve vodě, čímž se ve většině příkladů získal 45% roztok. Pokud nemohl být vyroben 45 % roztok, byly vyrobeny nasycené fosforečnanové roztoky a aby se započetly odlišnosti vobsahu tuhých látek, provedla se příslušná opatření. Bylo pozorováno, že tripoolyfosforečnan sodný není příliš rozpustný ve vodě, Mohl být připraven pouze 14 % (hmotnostních) roztok. Aby byl udržen poměr křemičitanu ku fosforečnanu konzistentní s dalšími pojivý z tabulky 3, byl do pojivá přidán další roztok tripolyfosforečnanu sodného.
Pojivové složky byly smíseny s pískem, naplněny do tříkomorového jaderníku pro výrobu zkušebních vzorků a byly vytvrzeny vypuzením vody. - Zkušební vzorky s kombinovanými pojivý podle vynálezu byly s úspěchem vyráběny za použití různých sloučenin fosforečnanu, jak jsou uvedeny v záhlaví tabulky 3.
Tabulka 3
Agregát připravený s různými fosforečnany
ί- |Polyfosfo|rečnan |sodný(n-4 |BUDIT 9-f 1 τ-r |Trifosforeč-J |nanpentasod-| |ný -d (n-3) J RW l 1 t -,- )ifosforeč- jKalium-hydnan draselný[rogenfosfo. 1 1 |Natřium-dihyd-|Fosforeč|rogenfosforeč-|nan dra- 1- IVITRAFOS 1 *® | kontrol ní )j (n=21) |
(n-2) <K,PA) t rečnan j(n=l) 1 |.nan (n=l) | |NaH^0s | ι i selný (n-1) K^Pí
2 tuhých látek křemičitanu sodného. B05,-e T | . 1.181 | 1 iΓ 1 i 1 1.181 1 1 í 1 1 1.181 1 1 | 1.181 1 í 1 1 1 | 1.181 1 1 1 f I 1,181 1 i | 1.181 l
í tuhých látek fosforečnanu. SOS, 1 1 1 0,394 1 1 1 1 1 t 1 0.394 | ί Ί 1 i 0.394 {·· 1 | 0.394 1 1 1 1 1 1 i 0.394 I 1 ' 1 ! I 0.394 i 1 0.394 1 J
pevnost v tahu za tepla. kPa 1 I | 972-c I Τ Γ [ l | 600-d 1 1 1 752 1 | 731 1 1 1 1 1 | 228 | 496 1 1 | 1020 I
pevnost v tahu za studená, kPa Ί-- í | 2551-c I i-Γ 1 1 | 1124-d 1 1 1 2151 1 1 |. 2324 1 i ........1' 1 1 | 283 | i I 2703 1 1 | 2641 I
zbytková pevnost. kPa I í I 14 l 1 I 1 1 | 21-d | 1 1 276 · 1 | 69 i r i 1 1 ί 2& 1 1 1 ' 883 1 21 i ....
měknutí vodou, sekundy I I j 5 .. j 1 1 1 1 1 15-d ,| J:L 10 1 1 5 1 ! i 1 3 I i 1 >20 min t 1 i 5 1
-rK. tabulce .3...se_vztahuje následující klíč.
a. Křemičitan sodný má hmotnostní poměr SiO=/NaaO 2,58. BOS je definováno jako relativní hmotnost vzhledem k hmotnosti písku.
b. Fosforečnany byly rozpuštěny ve vodě, aby se získal 45% (hmotnostní %) roztoky. Pokud nemohly být vytvořeny 45% roztoky, byly vytvořeny nasycené fosforečnanové roztoky, byly provedeny úpravy, aby se zohlednily rozdíly v podílu tuhých látek.
c-. Průměr dvou zkoušek.
d. Tripolyfosforečnan sodný není příliš rozpustný ve vodě. Mohl být vytvořen pouze 14% roztok (hmotnostní %), Aby se zachoval poměr křemičitanu ~ku fosforečnanu, -byla v po jívupřítomna přídavná voda. Za účelem úplného odstranění vody při vytvrzování byla využita delší doba vytvrzování,,,.(90 sekund) .
e. VITRAFOS je polyfosforečnan sodný ' k dostání od formy Rhone-Poulenc Basic Chemicals Co, Shelton, CT.
f. BUDIT 9 je polyfosforečnan sodný k dostání od firmy Cometals, Inc., New York, NY.
Gelovátěni při, míšení křemičitanů a fosforečnanů
Jak bylo uvedeno výše, může v těchto anorganických systémech docházet k neočekávanému gelovátěni, dokonce i když v roztoku dojde pouze k malým fyzikálním nebo chemickým změnám. Předčasné nebo nežádoucí gelovátěni anorganických polymerů před jejich přidáním k agregovanému nebo sypkému materiálu omezuje použitelnost těchto pojivových systémů.
Byly provedeny experimenty za účelem studia náchylnosti pojivových systémů podle vynálezu ke gelovatění. Křemičitany sodné a polyfosforečnany sodné byly míšeny v různých poměrech. Při jejich míšení byla prováděna pozorování. Výsledky jsou znázorněny v tabulce 4.
Tabulka 4
Gelovatění směsí křemičitanu sodných a fosforečnanů sodných
1 1 1 1 | Hmotnostní ϊ 1 křemičitanu sodného 1
| 1 -,- | 90 1 1 70 I | 50 i [ [ 30 1 10 1
1---:--—-1 r E 1 J— 1 (Křemičitan sodný (poměr 2.58) | | | [ |
1 . IPolyfosforeČnan sodný. n=32 1 -1 | jasný 1 |jasný 1 í |jasný 1 |gel I |gel 1 -
| |Polyfosforečnan sodný, n-21 -!- 1 jasný . 1 i (jasný 1 1 | jasný I |gei 1 1 |geT 1
|Pólyfosforečnan sodný. n=7 1 1 jasný l 1 jasný l 1 (jasný |gel ! |ge1' 1
|-1-1-|-J | , 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 í 1 1 [Křemičitan sodný, poměr 2.00 | | j lit I_ ____.· ... _t_...._1_1___1_l
1 jPolyfosforečnan sodný, n=32 ;- | jasný 1 1 | jasný 1 i (jasný í | [jasný I [gel 1
I IPolyfosforeČnan sodný. n»21 1 1 1 jasný 1 1 I jasný I 1 1 jasný 1 1 | jasný I (gel I _I
1 |Polyfosforečnan sodný. n=7 1 1 jasný 1 1 jasný 1 I jasný 1 [jasný 1 |gel 1 (
Ve všech případech, kdy byly křemičitany sodné (poměry 2,00 a 2,58) a polyfosforečnany sodné (průměrná délka řetězce je 7, 21, 32) smíseny, vytvořil se gel, když se tyto materiály dostaly do vzájemného kontaktu.
U směsí, v nichž bylo křemičitanu sodného s poměrem 2,58 více než 30% (hmotnostní %) celkové směsi, se gel rozpustil mícháním (tedy se získaly jasné roztoky). Obvykle se gel rozpustil během méně než jedné hodiny. Když se gel roz32
Opustil“ “ byl'ú—v “roxtcku -obvykle^pozorováno =nwlé množství__.. prachových částic.
U směsí obsahujících 30 hmotnostních % nebo méně křemičitanu sodného s poměrem 2,58 nebyl gel ovlivněn mícháním po delší dobu (48 hodin). Naopak, u křemičitanu sodného s poměrem 2,00 gel vytvořený při smísení 30 křemičitanu sodného a 70 % polyfosforečnanu (hmotnostní %) se mícháním rozpustil, z čehož bylo možné usuzovat, že ve více alkalických ’křemxči-tanových--k-apa-l-i-náe-h-má-ge.l--větší, -rozpus-tnost.
AV-c;;. 7,
Další důležitou skutečností,- která byla pozorována je, Že všechny gely se snadno rozpouštěly přidáním vody, alkalického hydroxidu^a/nebo hydroxidu amonného. Rozpouštění gelu přidáním vody a/nebo hydroxidu sodného je uvedeno v tabulce 5.
Tabulka 5 n...
Účinky hydroxidu sodného a vody na gel vytvořený z křemičitanu sodného 2,58 a VITRAFOSu.
Hmotnostní % přidaného hydroxidu sodného (BOR)
10 20 30 40 50
Účinek -a rozpuštěn rozpuštěn rozpuštěn rozpuštěn rozpuštěn
Hmotnostní % přidané vody (BOR)
10 20 30 40 50
Účinek -a částečně rozpuštěn částečně rozpuštěn částečně rozpuštěn rozpuštěn rozpuštěn
a. Gely byly vytvořeny smísením 75 hmotnostních % křemičitanu sodného (poměr oxidu křemičitého/sody 2,58) a 25 hmot33 nostních % VITRAFOSu (45 % roztok)
Jak je znázorněno v tabulce 5, roztoky hydroxidu sodného byly značně účinné pro rozpouštění gelů vytvořených při výrobě kombinovaných pojiv z křemičitanu a polyfosforečnanu. Samozřejmě mohou být použity další alkálie, jako KOH, NH^OH, LiOH atd. Samotná voda byla rovněž účinná při rozpouštění gelů, ale bylo zapotřebí velké množství vody pro rozpuštění takovýchto gelů.
Tekutost
Kombinovaná pojivá podle vynálezu mají sníženou viskozitu, jak je to znázorněno v tabulce 5A fyzikálních vlastností. Když se pojivo se sníženou viskozitou smísí s agregovaným materiálem, propůjčí směsi zlepšenou tekutost. To umožňuje tečení do forem se složitým tvarem. Tekutost může být dále zvýšena přidáním látek pro podporu tekutosti a/nebo činidel pro regulaci tekutosti, pokud je to žádoucí. V tabulce 5A BOR značí hmotnost vzhledem k hmotnosti pryskyřice.
• — - -- ~ : Tabul1'3 - 54_____ _____
Fyzikální vlastnosti křemičitanových / fosforečnanových pojiv.
Pojivová kompozice, hmotnostní % BOR
Křemičitan sodný -a 100 75 60 50 0 50-C
Fosforečnan sodný-b 0 25 40 50 100 50
Vlastnosti
Viskozota, cP 444 178 116 109 41 107
Měrná váha 1,489 1,486 1,485 1,479 1,457 17’4'57' -
PH 11,9 11,7 11,6 11,5 4,3 12,4
Index lomu 1,4156 1,4105 1,4066 1,4053 1,3954 1,4085
a - hmotostní poměr oxidu křemičitého a sody je 2,58 b - fosforeČnanová složka je 45 ‘ % roztok, fosforečnan je VITRAFOS s řetězce o délce 21 c - poměr oxidu křemičitého a sody je 2,0
Vytloukání
Velkou nevýhodu pojiv s křemičitaném sodným je špatná možnost mechanického vytloukání a bortivost za tepla i za studená. Při procesu odlévání, kdy teploty jader a forem dosahují teploty nad 700°C, je křemičitan sodný tepelně transformován na sklovitou matrici a to má za následek obtížné mechanické vytloukání. Mechanické vytloukání je obvykle prováděno působením vibrací nebo nárazů na odlitý kov s jádrem. Ve skutečnosti může obtížné mechanické vytloukání vést k napětí v odlitém kovu. V takovýchto případech je nutno odlitek zpracovávat nebo žíhat, aby znovu získal vlastnosti daného kovu. V takovýchto případech je nutno odlitek tepelně zpracovávat nebo žíhat, aby znovu získal tvářitelnost daného kovu.
Bortivost 100 % křemičitého pojivá je rovněž špatná v důsledku nerozpustnosti sklovité křemiČitanové matrice vytvořené působením teplot rozpuštěného kovu na formu nebo jádro. V tomto vynálezu může být použita tekutina, například voda, za účelem zborcení jádra a vyplavení žáruvzdorných písků k regeneraci a opětovnému použití.
Samotné fosforečnany rovněž vykazují špatné možnosti mechanického vytloukání za tepla i za studená po působení lících teplot. Údaje v'tabulce 6 ukazují, že zkušební vzorky vyrobené pomocí kombinovaných pojiv “podle vynálezu a vystavené působení teploty 925°C v muflové peci po dobu 15 minut mají mnohem lepší bortivost a ' schopnost vytloukání (méně zůstatkové pevnosti v tahu, jak to. bylo zkoušeno na zkušebním přístroji Thwing Albert) než tomu bylo u zkušebních vzorků vyrobených ze 100 % jediného pojivá (100 % křemičitan nebo 100 % fosforečnan) Samozřejmě, že čím lepší jsou schopnosti vytloukání, tím menší je pravděpodobnost poškození kovového odlitku. S ohledem na výše uvedené jsou pojivá podle vynálezu doporučována pro výrobu kovových odlitku, zvláště odlitků ze slitin železa.
_ _ _ Tabulka 6
Zůstatková pevnost (925°C) vytvrzených agregovaných materiálů s pojivý
1 [Poměr kře* |mi či tanu |Si02/Na20 1 r—— Délka řetězce fos forečnanu i [Hmotnostní poměr křemičitanu a fosforečnanu (BOSI 1 -!
1 1 |100:0| 1 1 I 90:10| b 1 33.3:16.7)75:25 L 60:40 l 50:50 1 40:60 i r 25:7&| 16.7:83.3|0:100| _1_1
| | 3.22-a . 1 21 , 1 1 1 23 | l 1 34 | I 21 1 14 1 0 14 43 76 | 55 1 í |186-c| 4_i
1 | 2.58 1 32 ! 1 |510-c| 1 1 62 l I 21 1 14 1 7 14 7 55 [ 131 1 t |117-c| _1_1
r- | 2.58 ' 1 τ r 28-j- I - -2-1- 1 1- -2-1— 1 . <:7__ . <7 . ..<7 . _[. __<7 1 1 J186-c, i_1
21 j 510-c 1’ 1 í
1 ( 2.58 1 7 Ί Γ |510-c| 1 1 41 i 1 28 1 1 <7 1 14 <7 <7 . 7 [ 48 1 41 |
1 1 2.00 1 32 1-r )448-c| 1 1 1 41 j I 14 1 34 1 7 <7 7 <7 ) <7 1 ί |117-c[ J_l
Γ <j 2.00....,, 1 ...ΣΙ. ... -(- i.448^1 i 1 -x5tl 1 76 ή- Ι 41 21 7 7 21 i 21 1 1 |186-C)
1- ( 2,00 7 i~T |443-c| I 1 -Γ 41 | 1 117 +-— ί 41 I 14 <7 <7 34 1 34 1 41 | J_1
1 Ί | 1.60-b 1 32 ί——r 1 d 1 1 1 r 1 1 ď 1 48 0 t 1 |117-C| i_i
i | 1,50-b 1 21 i r 1 4 1 1 1 Γ 4 i 1 55 I 1 103 1 28 0 <7 96 | 62 1 1 (18ó-c| |I
| 1.60-b 1 7 T Γ 1 4 | 1 1 Γ í 1 1 1 d 1 110 7 0 1 41 1 J|
1 [ 1.30-b 1 32 Ί-Γ 1 d 1 1 i 1 d | 1 1 d 1 34 0 1 1 |117-c| I |
1-1 | 1.30-b i ' 21 Ί-Γ 1 d 1 1 1 Γ 4 1 d ί 1 4 1 32 ND ND 69 | 82 1 1 ]186-c| 1 (
1 | 1.30-b 7 i-r 1 .d 1 1 1 Γ 1 1 T 1 4 1 55 28 0 1 41 1 J_l
í | 1.00-b 1 32 1-r t d I t I Γ ) 1 1 1 152 14 1 1 |117-c| 1 I
1 | 1.00-b 1 21 I I' I d I 1 1 -f- d 1 1 d T 1 4 34 28 0 4 1 d l 1 (186-cI 1 1
1 | 1.00-b 1__ 7 1 ”T I 4 I J L Γ 1 1 1 1 í d 1 0 1 _ L 1 41 1 1 1
Tabulka 7 ukazuje schopnost měknutí a tedy regenerace pojivových systémů podle vynálezu, když je použita voda jako činidlo pro regeneraci agregovaného materiálu. Podané výsledky naznačují, že mnohá kombinovaná pojivá mohou být rozpuštěna vodou snadněji, než systémy s pojivý ze samotného křemicitanu sodného nebo polyfosforečnanů sodného. Rychlejší měknutí .kombinovaných pojiv naznačuje možnost snadnějšího oúslranění použitého pojivá z agregátu. To přispívá k lepší regeneraci agregovaného materiálu.
__________________-Tabulka 7 _________.. _
Doba měknutí tepelně ošetřovaných zkušebnách vzorků vytvrzeného agregovaného materiálu s pojivý (v sekundách) působením vody
Hmotnostní poměr křemičitanu ku fosforečnanu I ......./ i i 0:100 O 99 o oo i O as o Cl o 90 o 90 o Cl o 90 1 o o 90 | d l O BO o 00 o d 1 o o ea «o O Cl
Cl Ci 09 d Vl Vl Cl Ό a 2 G 2 M
~ vn r-t Ή fM *r η ci Tf O 2 G 2 υ
8 O ’Τ d ^0 Cl 'f ci n -t O 2 o 2 O 2 G 2 Q 2
O wi Ó Vl d Cl η ci d vi Cl Cl Cl n G 2 G 2 - . Cl c* G 2 í
O T s Cl Cl c* O Cl C d Cl Cl Cl Cl Cl’ G 2 υ
Vl Cl ví d -o- Vl O Cl O 2 1 *T Cl Vl Q 2 o u o u
r* Γ*ΐ cí «9 T 90 .o 8 o Cí e £ o c* A oo o 2 Cl v
O ó v\ 8 Cl o « O 00 c £ o c· Λ d E o c« Λ o 2 u u u v
o 8 Vl d ě o Cl A d £ o Cl A d fi o CM A d E o n Λ c 6 o n Λ d Έ o Cl A Q o u u u u u U U
a c Π3 S 1*0 *4 £* ťS O S£ 3 * d ci ci n C* s cl d Cl Cí Cl r* d Cí d f* d Cl d d
3 O ra Ί ť L* .XJ 8 Isí L·) * > <9 ci Cl ci oo vi ď 90 VJ cí 09 Ώ c* 8 c* 8 cí 8 cí Λ 4 JO š JO 8 JO á Cl Ó Cl Λ ó Cl Λ 8 Λ 8 JO 8
Jiné než sodné hydroxidy mohou být použity s úspěchem pro modifikaci křemičitanů sodných. Tabulka 8 níže ukazuje, že mohou být v provedeních podle vynálezu s úspěchem použity hydroxid draselný a hydroxid sodný. 1 j
Tabulka 8
Fyzikální vlastnosti vytvrzeného agregátu a pojivém a přidanými hydroxidy
Hydroxid sodný Hydroxid draselný Hydroxid amonný Žádný (kontrola)
hmotnostní %, BOR 20 20 20 nic
Pevnost v tahu za tepla kPa 482 490 . 848 1020
Pevnost v tahu za studená kPa 2434 1944 2268 2641
Měknutí vodou sekundy 3 3 ND 5
Kombinovaná pojivá použitá ve výše uvedených řadách experimentů se skládala z křemičitanu s hmotnostním poměrem SiO2 ku Na2O o velikosti 2,58 a z polyfosforečnanu VITRAFOS s průměrnou délkou řetězce 21. V těchto zkouškách písku bylo množství pojivá 3,5 hmotnostních % BOS nebo 1,575 hmotnostních % tuhých látek BOS. Hmotnostní poměr křemičitanu a fosforečnanu byl 3:1.
Křemičitan draselný může nahradit křemičitany sodné v pojivových systémech podle vynálezu. Křemičitany draselné mohou být rovněž použity vě spojení s křemičitany sodnými jako první složkou pojivového systému. Tabulka 9 ukazuje takovéto systémy.
— ' ' ,ς: Q · — -____________ _
Fyzikální vlastností vytvrzeného agregátu s křemičitanem draselným jako křemičitanovou složkou
Pouze křemičitan
Křemičitan draselný
Křemičitan sodný (kontrolní) r-,
Křemičitan a fosforečnan 1 “I
Křemičitan draselný
Křemičitan sodný (kontrolní) |hmotnostní % tuhých I látek v křemičitanu. BOS
1,575
1.575
1.181
1.181 (hmotnostní ΐ tuhých I látek ve VITRAFOS. BOS
0.394
0,394 |celkový % podíl tuhých |látek v pojivu
1.575
1.575
1.575
1,575 |pevnost v tahu za tepla jkPa
979
772
724
1020 |pevnost v tahu za studená |kPa i(meknutí vodou, sekundy |- -|zbytková pevnost, kPa
1862
2586
986
2641 >1200 >1200
172
510
Křemičitany draselné používané ve výše uvedených experimentech byly KASIL #6, k dostání od firmy PQ Corp., Philadelphia, PA. Tento křemičitan má poměr SiO2 ku K2O o velikosti 2,1. Byl použit křemičitan sodný s hmotnostním poměrem SiO2 ku Na20 2,58.
Měknutí-kombinovaných pojiv při zvýšených-teplotách
Zkušební vzorky připravené se 100% vodným pojivovým systémem z polyfosforečnanu sodného mají tendenci měknout, když jsou zahřátý na teploty blízké 250°C. Jestliže jádro a/nebo forma měkne při zvýšených teplotách, které na ně pů41 sobí při lití kovu, dojde k vážným poškozením odlitků. Byly prováděny srovnávací testy, aby se zjistilo, zda v kombinovaných pojivových systémech podle vynálezu dochází při teplotách 500°C. Měknutí při 500°C bylo měřeno následujícím způsobem: zkušební vzorek byl podepřen na obou koncích a 200 g závaží bylo zavěšeno ve středu. Toto zařízení pak bylo umístěno do pece při 500°C. Byl zaznamenáván čas, v němž se zkušební vzorek zlomil. Výsledky jsou znázorněny v tabulce 10.
______ . Tabulka., !0.
Měknutí vytvrzeného agregátu s pojivém při 500°C
a. Použitým křemiČitanem sodným bylo SB41, jehož poměr oxid křemičitý / soda byl 2,65
b. BUDIT 4, 7, 8 a 9 jsou polyfosforečnany sodné s různými délkami řetězce, které jsou k dostání od firmy Cometals, lne., New York, NY.
c. ALUSIL ET je hlinito-křemičitan sodný a je použit jako přísada pro zvýšení pevnosti za tepla
d. PA800K je 2-ethylhexylfosforečnan draselný a je použit jako činidlo pro zvýšení tekutosti, je k dostání od firmy Lakeland Laboratories, Ltd., Manchester, England.
e. Směs SB 41 se sacharózou.
f. Použity 45 % (hmotnostní %) roztoky polyfosforečnanů.
g. Použit polyfosforečnanový prášek
Celofosforečnanový systém se rozbil rychle (21 sekund), když byl vložen do pece s teplotou 500°C. Ve skutečnosti nebo pozorováno žádné měknutí kombinovaných pojiv při teplotě 500°C. Pojivá tvořená pouze křemiČitanem sodným rovněž neměkla při teplotách do 500°C.
Použití kombinovaných__pQjiv
Existuje mnoho způsobů, kterými lze použít kombinace pojiv z křemičitanu sodného a fosforečnanu sodného. Výhodný je jednosložkový pojivový systém, zásobování zákazníků produkty obsahujícími jak křemičitanový, tak fosforečnanový systém zjednoduší požadavky na manipulaci a skladování ve slévárenských provozech. Avšak to vyžaduje předběžné přimíšení fosforečnanů buďto ve formě kapaliny nebo tuhé látky v kapalině nebo směs dvou tuhých látek.
~~ Alternativně-je - možné-npnžít..dvousložkové systémy^ Je možné dodávat samostatný křemičitan a fosforečnan jako kapaliny. Dále může být vícesložkový pojivový systém tvořen samostatnými složkami, které představují kapalný křemičitan sodný, tuhý pólyfosforečnan a voda (nebo hydroxid). Jednotlivé složky mohou být přidávány do slévárenského písku současně (nebo postupně), aby se vytvořila vytvrdítelná písková směs. Vybrané Vybrané způsoby byly zhodnoceny a výsledky j-sou- -uká-zán-y v- -tabulce. .1.1.,
Sk . ,g--a
Tabulka 11
Porovnání vytvrzených agregátů vyrobených různými způsoby
1 1 1 i-i- 1 složka) L 1 2 složky 1 i ) více složek |
1 1 1 1 -η-|- f— , | křennčitanový roztokjkřemičitanový roztok |křemičítanový roztok | (tuhý fosforečnan [fosforečnanový roztokjtuhý fosforečnan,vodaj 1 L. J_1
|- |hn»tn.2 tuhých látek Ca) |kčerni č í tanu sodného,BOS ► 1. 1,181 ! 1 1,181 1 -j- | 1.181 l - 1 i | 1.181 i - --
1 |hmotn. 2 tuhých látek |VITRAFOS. BOS í 0,394 1 i | 0.394 1 i | 0,394 1 1 1 i 0.394 J
1 (Celkové hmotn,l tuhých |látek v pojivu, BOS 1 1.575 ! 1 ( 1.575 1 1 | 1,575 1 1 1 | 1,575 j
1 (Pevnost v tahu za tepla (kPa I . 938 1 ! | 703 1 1 I | 1020 .1 ’ | Θ34 I
1 - 1 ' 1 j Pevnost v tahu za |studená, kPa l 2544 1 1 | 1551 1 í 1 2641 1 . ... i | 2599 1 l
1 |Měknutí vodou, sekundy I_ 5 1 1 3 1 1 i 5 1 [ 1 3 1
Hmotnostní poměr SiO2 ku Na^O je 2,58.
Data z tabulky ll ukazují, že všechny uvedené způsoby aplikace kombinovaných pojivových systémů mohou být s úspěchem použity.
Stárnubí kombinovaných pojiv
Jak již bylo uvedeno, jednosložkový pojivový systém je výhodný vzhledem k jednoduchosti použití. Takovýto jednosložkový systém byl připraven a podroben urychlenému stárnutí. při teplotě 40°C. Pak se zestárnuté pojivo smísilo ___~e ^aíT-r-Oí-T/nranwm .maharj al om
-.....- —-~~3-- -—-í-----------------použilo- se__pro—pří-oravu zkušeb-.^ních vzorků. Výsledky jsou znázorněny v tabulce 12.
Tabulka 12
Stárnutí pojiv při 40°C - a,b
Dny při 40°C Pevnost v tahu za tepla, kPa Čas do zlomení při 500°C Vzhled poj iva
_ , . .. __0 . 137.9. . _ _. ..>.1.0. .min . ... .OK
7 1579 >10 min OK
14 1613 >10 min OK
21 1675 >10 min OK
28 1620 >10 min OK
35 netestováno netestováno dolní třetina zgelovatěla
a. Uvedené kombinované pojivo obsahovalo 3. díly SB.41, jedendíl .50%. NaOH,. jeden díl.._ vody. a.3 díly BUDIT 7 (roztok 45 hmotnostních %). 4% pojivá se pokryl písek CONGLETON 60.
b. Vytvrzování se uskutečnilo foukáním vzduchu o teplotě 140 až 150°C po dobu 60 sekund,. jaderník měl teplotu 120°C..
c. Čas do zlomení se měřil stejně jako pro tabulku 10.
Pevnost v tahu za tepla a měknutí jader vyrobených pomocí tohoto kombinovaného pojivá se nijak výrazně neměnily po dobu 28 dnů, z čehož lze usuzovat, že jednosložkové pojivové kompozice nijak výrazně nestárly až do údobí 28 až 35 dnů.
Použití jiných křemičitanů
Křemičitan sodný s poměrem (3,85) a křemičitan lithný byly hodnoceny v kombinovaných pojivech. Tyto křemičitany jsou k dostání od firmy Crosfield Chemicals {Warington, England). Bylo vyrobeno několik směsí s různým složením a tyto byly testovány. Výsledky jsou znázorněny v tabulce
13.
I
Tabulka 13
Fyzikální vlastnosti vytvrzeného agregátu při použití jiných . křemičitanů
Složení pojivá, hmotnostní ž
Výsledky zkoušek písku křemičitan sodný s poměrem 3.85 - a
BUDIT 7 -d
NaOH (granule) i-r-r
Voda 1PA800K
Pevnost v tahu za tepla. kPa
Pevnost v tahu za studená, kPa
Měknutí při 500°C
55.09
16.11
9.28
19.52|
1083 > 10 minut
55.79
16,31
8.13
19.77|
869
1089 > 10 minut
54,14
15,83
10.85
19.18|
765
1089 > 10 minut křemičitan lithný - b
BUDIT 7 -ď
NaOH (granule)
Voda |PA800K
Pevnost v tahu za tepla, kPa
Pevnost v tahu za studená, kPa
Měknutí pří 500°C
61.77
59.01 křemičitan sodný s poměrem 2,65 - c
39.65
16.27_,
16.68
15.93
BUDIT 7 -d „11.56 „841
1214 > 10 minut
9.35
12.211
1027
1131 > 10 minut
13.4
11,661
1000 > 10 minut
NaOH (granule)
Voda IPASOOK
Pevnost v tahu za tepla. kPa
Pevnost v tahu za studená, kPa
Měknutí, při 5i)0°C
16,05 | 7.44 |36,08| 0.8 i_i1110 > 10 minut i
a. Tímto křemičitanem sodným je CHYSTAL 52, od firmy Crosfield Chemicals, Warrington, England
b. Tímto křemičitanem lithným je CRYSTAL L40, od firmy Crosfield Chemicals, Warrington, England
c. Tímto křemičitanem sodným je SB 41, od firmy Crosfield Chemicals, Warrington, England
d. Prášek
Údaje z tabulky 13 ukazují, že křemičitan sodný s poměrem 3,85 a křemičitan lithný mohou být s úspěchem použity. Nebyly nalezeny žádné výrazné rozdíly v účincích.
Vliv, písku na kombinovaná pojivá
Některá slévárenská pojivá jsou velmi citlivá na typ písku, a mohou velmi Špatně působit, pokud sé použije neV vhodný písek. Následující zkoušky byly provedeny s několika druhy písků, aby se irčil vliv typu psíku na pevnost v tahu. Údaje jsou znázorněny v tabulce 14. '
Vliv agregovaného materiálu na pevnost v tahu za studená u forem s pojivý - a
Typ písku AFS GF č. - b Hmotnostní % pojivá, BOS Pevnost v tahu za studená,kPa
Průměr Rozsah
CONGLETON (SiOJ 59 4 1476 1276 - 1641
-GONGLET-ON- (SiOJ 59 3 1110 1034 - 1262
Zirkon 116 3 2110 1758 - 2310
Zirkon 78 3 2103 1848 - 2275
77.·-^^· .X,- Chromit Γ-_·. --iw.-· 53 •'-2 069 · ^1813 - - - 217 2~
Olivín 42 3 820 724 - 1000
&
•Ϊ a - Postup zkoušky písku: pojivo bylo přidáno k písku a míšeno po dobu dvou minut, v mísiči KENWOOD CHEF. Pomocí foukacího stroje byl.obalený písek foukán do jaderníku pro výrobu zkušebních vzorků, který měl teplotu 120°C a byl vytvrzen proplachovacím teplým vzduchem (140-150°C), pod tlakem 345 kPa, a rychlostí 5 litrů/sekundu po dobu 60 sekund. Byly měřeny pevnosti v tahu pomocí přístroje RISDALE Universal Sand Strength.
b. Americká slévárenská společnost,.číslo jemnosti písku.
Údaje v tabulce 14 ukazují, že kombinovaná pojivá podle vynálezu mohla být použita s různými druhy písků, včetně oxidu křemičitého, zirkonu, chromitu a olivínu.
Proces vyhřívaného jaderníku
Podobně jako experimenty prováděné pro proces s vyhřívaným jaderníkem a za pomoci vzduchu, byly tyto zkoušky prováděny za účelem zjištění, nikoli definování rozsahu použití kombinovaných pojiv. Obecný postup zkoušky písku pro proces s vyhřívaným jaderníkem je následovný: Pojivá použitá v těchto zkouškách obsahovala 45,0 + 0,5 % tuhých látek, pokud není určeno jinak. 300 g křemičitého písku WEDRON 530 bylo umístěno do Hobartovy mí sici nádoby. V písku byly vytvořeny dvě jamky. Vhodná množství křemičitanu sodného a fosforečnanu sodného (viz tabulka 15) (3,5 celkového množství pojivá, BOS) bylo umístěno do těchto dvou samostatných jamek, Mísič se nastartoval a míšení pokračovalo po dobu Γ?,Λ , V-.+rw dvou minut. Bylo dbáno na to, aby se pojivové složky rovnořq;'' *·:
měrně promísily. Obalený písek se pak foukal pod tlakem vzduchu 586 kPa po dobu jedné sekundy do jaderní ku na tři zkušební vzorky, který byl udržován na teplotě 218°C, a..to a i za pomocí foukacího přístroje Redford Cartridge Bench Core ' /ř ' rW
Blower (Redford Iron and Equipment Company, Detroit, MI) .
Po 60 sekundách se jaderník otevřel a zkušební vzorky byly vyňaty. Jeden zkušební vzorek byl použit pro určení okamžité pevnosti v tahu (za tepla). Zbývající dva zkušební vzorky byly použity pro zjištění hmotnosti a pevnosti v tahu za studená. Pevnost v tahu za studená.byla měřena po 30 minutách chlazení. Byly uváděny průměrné hodnoty alespoň tří měření. Další zkušební vzorky byly připraveny pro zjišťování odolnosti vůči vlhkosti, zbytkové pevnosti v tahu a měknutí vodou poté, co byly zkušební vzorky vystaveny působení teplot lití kovu (925°C).
-1· V.v.*A'v>g v v -- — —' -------------—·· - ' ··’'- Tabulka 15 ukazuje pevnost v tahu za tepla s ohledem na složení kombinovaných pojiv.
Tabulka 15
Pevnost v tahu za tepla (v kPa) vytvrzeného agregátu s pojivý {Proces vyhřívaného jaderníku)
Poměr SiO2:Na2O Délka řetěžce fosforečnanu Hmotnostní poměr křemičitan/fosforečnan
100:0 90:10 83,3:16,7 75:25 60:40 50:50
3,22-a 21 372 448 379 317 145 d
2,58 '303 -C 3T7 ’ ; -476' '' 414 172'^
2,58 21 303-c 434 600 490 d
2,58 7 303-c ND 414 421 359 d
2,00 21 207 276 345 434 d_
1,60-b 21 d 159 186 248 386 d
1,30-b 21 d 283 407. d
1,00-b 21 d 386 d
Poznámka:. Značky z tabulek 15-18 jsou vysvětleny u tabulky
I
1. .
Za experimentálních podmínek byly všechny pojivové systémy obsahující pouze křemičitan sodný s poměrem 3,22, 2,58 a 2,00 vytvrzovány tak, aby měly dostatečnou pevnost pro vytvoření kombinovaných pojivových systémů. Přidání fosforečnanu sodného mělo za následek vyšší pevnost v tahu za tepla u kombinovaných pojivových systémů.
Pevnosti v tahu za studená uvedené v tabulce 16 ukazují, Že zkušební vzorky vyráběné s poměry SiO2/Na2O o velikosti 2,58 a 2,00 měly celkově největší pevnost v tahu za studená. Tyto výsledky odpovídají výsledkům uvedeným v tabulce 2. S křemičitany s jinými poměry byly dosahované pevnosti v tahu za studená mírně nižší. Avšak formy vyrobené s kombinovanými pojivý s jinými poměry jsou dostatečně pevné pro běžnou slévárenskou praxi.
Je nutno poznamenat, že pro křemičitany sodné s nižšími poměry nemohly být vyrobeny zkušební vzorky se samotným křemičitanem sodným. Přidání fosforečnanu umožnilo vyrobení zkušebních vzorků a údaje o pevnosti naznačují, že tato pojivá jsou použitelná pro slévárenské aplikace.
............ Tabulka 16
Pevnost v tahu za studená (v kPa) vytvrzeného agregátu s kombinovanými pojivý (Proces vyhřívaného jaderníku)
Poměr SiO2:Na2O Délka řetěžce fosforečnanu Hmotnostní poměr křemičitan/fosforečnan
100:0 90:10 83,3:16,7 75:25 60:40 50:50
3,22-a 21 2917 2717 938 938 414 d
2,58 32 2806c 2455 2482 1531 627 d
2,58 21 2806c 2737 3199 2579 d
2,58 7 2806c ND 2620 2571 648 d
2,00 21 3434 3289 3254 2758 d
1,60-b . 21 d 2041 2634 2855 1889 d
1,30-b 21 d 2275 2480 d
1,00-b 21 d 807 d
.., - .. Taki.i Ί .Ir a.*7.*.. .ηΧι . tr - f-^.lrn i -Ji...lrAiwhi TIFYtrs ných pojivových systémů poté, co byly vystaveny působení teploty 925°C v muflové peci po dobu 15 minut.
Tabulka 17
Zbytková pevnost (v kPa) vytvrzeného agregátu po tepelném ošetření {925°C) {Proces vyhřívaného jaderníku)
Poměr SiO2:Na2O Délka řetěžce fosforečnanu Hmotnostní poměr křemičitan/fosforečnan
100:0 90:10 83,3:16,7 75:25 60:40 50:50
•3/22-a r· · :λ . 2 jj*'J ^69 “21^ - —'28 ~ - - -7 - - • nd · * ™d^
2,58 32 269-c ‘ND 41 0 . 0 d
2,58 21 269-c 28 55 7 d
2,58 7 269-c ND 28 0 0 a
2,00 21 993 62 83 28 a
1,60-b 21 d 83 76 69 0 d
1,30-b 21 d 21 0 d
1,00-b 21 d 0 d
Údaje v tabulce 17 výrazhě naznačují, že pojivové systémy podle vynálezu mají mnohem lepší schopnost mechanického vytloukání, než pojivá se samotným křemičitanem. Tyto údaje odpovídají údajům v tabulce 6.
Tabulka 18 ukazuje schopnost měknutí a tedy regenerační schopnost pojivových systémů podle vynálezu pomocí vody. Tyto údaje odpovídají údajům uvedeným v tabulce 7.
Tabulka 18
Doba do změknutí tepelně ošetřeného vytvrzeného agregátu (v sekundách) působením vody (Proces vyhřívaného jademíku)
Poměr SiO2:Na30 Délka řetězce fosforečnanu Hmotnostní poměr křemičitan/fosforečnan
100:0 90:10 83,3:16,7 75:25 60:40 50:50
3,22-a 21 >20min 15 3 ' 3 ND d
2,58 32 >20min-c ND 4 . 3 2 d
2,58 21 >20min-c 10 8 5 d
2,58 7 >20min-c ND ND 12 6 d
2,00 21 >20min 60 30 5 d
1,60-b 21 d 40 15 10 3 d
1,30-b 21 d 20 3 d
1,00-b 21 d 5 d
Tyto výsledky naznačují, Se mnohá kombinovaná pojivá si ponechávají svoji rozpustnost a mohla být rozpuštěna vodou mnohem snadněji, než systémy obsahující pouze křemičitan sodný jako pojivo. Zkušební vzorky vyrobené s kombinovanými pojivý s velkým množstvím křemičitanu (více než 90%) byly odolnější vůči měknutí působením vody. Jak již bylo vysvětleno, to je zřejmě důsledkem tvorby sklovitého křemičitanu během působení vysokých teplot. Rychlejší měknutí kombinovaných pojiv naznačuje snadnější odstraňování použitého pojivá na písku. To bude mít za následek opět lepší regeneraci písku. Zlepšené vytloukání za vlhka a lepší regeneraci písku jsou dalšími výhodami kombinovaných pojiv. Tyto výsledky odpovídají výsledkům uvedeným v tabulce 7.
____Bvi _^iccvrnnán λτ·τ_τ_ι7„ nůzný^h--^slati^-t^ím trnožství· poj iVČL Učí —“ “ kompozicích s kombinovanými pojivý, které měly 75 hmotnostních % křemičitanu sodného s poměrem 2,58 a 25 hmotnostních % fosforečnanu sodného VITRAFOS (roztok 45 hmotnostních %). Výsledky jsou uvedeny v tabulce 19.
Tabulka 19
Vliv různých relativních množství pojivá (Proces vyhřívaného jaderní ku) . . ...
Xi#.*·
Hmotnostní % pojivá BOS
1,5 2,5 3,5
Pevnost-v - tahu-' za •-tepia··43' .VtíbÍ?-^ TiiÍjtfÍfi·
kPa 179 372 490
Pevnost v tahu za studená kPa 1289 1938 2579
Vrypová tvrdost 25 47 ’ .. 66
Hmotnost vzorku, g 100,5 100,5 ' 101,0
Zbytková pevnost, kPa 90 % RH, 24 hodin 186 1234 1096
Zbytková pevnost, kPa ošetření 925°C 0 0 7
Doba měknutí, sekundy 3 3 5
Dle očekávání výsledky ukazují, že vyšší relativní množství pojivá zvyšují pevnost v tahu a vrypovou tvrdost. Avšak ve studovaném rozsahu % množství přidávaného pojivá měla kombinovaná pojivá, poté, co na ně působila teplota 925°C, velmi nízkou zbytkovou pevnost v tahu, a velmi rychle měkla působením vody.
Podmínky vytvrzování byly rovněž studovány. Opět byly hodnoceny kompozice kombinovaných pojiv, se 75 hmotnostními % křemičitanu sodného s poměrem 2,58 a s 25 hmotnostními % fosforečnanu sodného VITRAFOS {roztok 45 hmotnostních %), různé teploty jaderníku a doby výdrže pro vytvrzování. Pevnosti v tahu (za tepla a za studená), vrypová tvrdost, a zbytková pevnost po skladování v prostředí s vysokou vlhkostí byly sledovány a jsou uvedeny v tabulce 20.
Tabulka 20
Vliv podmínek vytvrzování
Teplota jaderníku,°C 177
Doba výdrže, sekundy 30 45 60 120
Pevnost v tahu za tepla, kPa ND 241 290 683
Pevnost v tahu za studená,kPa ND 2489 2682 2586 ,
Vrypová tvrdost ND 72 69 70
Zbytková pevnost ND 97 269 2227 '
Teplota jaderníku,°C 218
Doba výdrže, sekundy 30 45 60 120
Pevnost v tahu za tepla, kPa 172 317 558 1207
Pevnost v tahu za studená,kPa 2303 2599 2744 2227
Vrypová tvrdost 69 64 68 68
Zbytková pevnost 69 1014 993 1882
Teplota jaderníku,°C 260
Doba výdr ž e, sekundy 30 45 60 120
Pevnost v tahu za tepla, kPa 290 427 648 1103
Pevnost v tahu za studená,kPa 2503 2117 1751 1834
Vrypová tvrdost 68 62 58 59
Zbytková pevnost , 255 1041 1607 1662
Vliv kalium-tetraboratu na vytvrzený agregát s pojivém (proces s vyhřívaným jaderníkem)
Křemičitan sodný s poměrem 2,58, hmotnostní % tuhých látek BOS 1,181 1,181
VITRAFOS, hmotnostní % tuhých látek BOS 0,394 0,394
1- Kalium-tetraborat-tetrahydrát, -hmofe-nosbn-í—%—t-uh-ých-látek,- .zalo^_ . ženo na množství tuhých pryskyřic _ . . 0........ ___1,.33
Pevnost v tahu za tepla, kPa 448 552
Pevnost v tahu za studená, kPa 2206 1427
Vrypova ťvřdósť^^ — -“·6'3 _ Tirl i ,-^j __.-v.
Hmotnost zkušebního vzorku, g 101,4 102,6
Zbytková pevnost, kPa, 90% RH, 24 hodin 241 33,8,.
Zbytková pevnost, kPa, ošetření při 925°C 0 V .
Doba měknutí, sekundy 5 5
1. Při použití kalium-tetraborat-tetrahydrátu se připravil roztok 10 hmotnostních %. Tento roztok se přidal do pískové směsi, když se přidaly pojivové složky. Vytvrzování se provádělo v ohřevem povlečeného písku v modelu o teplotě 218°C po dobu 60 sekund.
Údaje v tabulce 22 ukazují, že přidání kalium teťraboratu způsobilo pokles pevnosti v tahu za studená. Avšak výrazněji se prokázalo, že systém obsahující kalium- tetraborat byl odolnější vůči vlhkosti. Je rovněž nutno, poznamenat, že možnost mechanického vytloukání (za sucha a za mokra) nebyla přidáním tertaboratu ovlivněna.
Ze všech výše uvedených údajů výše je zřejmé, že podle vynálezu bylo vytvořeno pojivo a rovněž byl vytvořen způsob zlepšení charakteristik anorganické formy pro použití ve slévárenství, v oblasti produktů výroby formovacích prvků, odlévání a formování, například vstřikovacího formování, odlévání polymerů, odlévání betonu a podobně. Formy podle vyJ nálezu jsou nej lepši, když když je jejich povrch opatřen * podkosem, nebo jiným tvarovým prvkem, který zabraňuje stahování produktu a formy. Zlepšená bortivost. forem a jader podle vynálezu usnadňuje toto použití, kdykoli je problémem stahování produktu.
Ačkoli byl vynález popsán na konkrétních provedeních a s ohledem na zde uvedené tabulky, je jasné, že odborníkovi z dané oblasti budou ve světle výše uvedeného popisu zřejmé mnohé možnosti alternativ, modifikací a variant. Například způsob podle vynálezu vyžaduje dehydrataci zaformovaného agregátu pro vytvrzení formovacího prvku. Popis dehydratace zahrnoval ohřev a působení teplého vzduchu. Rovněž by mohlo být využito dehydratace vakuem. Avšak je nutno poznamenat, že pro tento popis je vzduch považován za inertní plyn a může být nahrazen jakýmkoli jiným inertním plynem, například i, dusíkem, argonem a podobně, nebo směsmi inertních plynů.
Teplota vzduchu nebo inertního plynu je taková, aby se uskuť * k
teČnila dehydratace a vhodných výsledků bylo dosaženo při teplotě 90°C a výše. Inertní plyn může být použit pouze pro ovlivnění dehydratace, nebo může být použit v kombinaci s provedením vyhřívaného jaderníku. Ve stejných situacích může být použit vzduch nebo jiný inertní plyn o pokojové teplotě, místo teplého vzduchu nebo inertního plynu. Tak mů62 __.še^bvt. rovněž_nou.žxt:o^vě>k”u™-5e.TnotTlé--nebo-V-ko™bí-H?.CÍ s ^a1 r-— šími provedeními pro usnadnění dehydratace. Proto má vynález zahrnovat všechny tyto alternativy, modifikace a variace, které spadají do rozsahu přiložených nároků.

Claims (6)

1. Pojivová kompozice zahrnující:
(a) nezreagovanou směs křemičitanů a fosforečnanu ve vodném médiu, (b) přičemž výslednou směsí je roztok.
2. Pojivová kompozice podle nároku 1, vyznačující se tím, že křemičitan je vybraný ze skupiny, kterou tvoří křemičitany alkalických kovů a křemičitany amonné.
3. Pojivová kompozice podle nároku 1, vyznačující se tím, že fosforečnan je vybrán ze skupiny, kterou tvoří fosforečnany alkalických kovů a fosforečnany amonné.
4. Pojivová kompozice podle nároku 1, vyznačující se tím, Že křemičitan zahrnuje křemičitan sodný a fosforečnan je vybrán ze skupiny, kterou tvoří polyfosforečnan sodný a polyfosforečnan draselný.
5. Pojivová kompozice podle nároku 4, vyznačující se tím, že polyfosforečnan má iontovou část vzorce kj ((PO ) 0, přičemž n značí průměrnou délku řetězce, která je v rozmezí 3 až 32 včetně.
6. Pojivová kompozice podle nároku 1, vyznačující š e tím, že dále zahrnuje povrchově aktivní látku.
- 66 __ _ ~ a-Ηνόχηχ.ΐ.Α= amonný.. r=- .—--- —, -- -.=.,^-— —t^·. - — ....
20. Způsob pojení sypkého materiálu pojivém, který zahrnuje: zajištění vodného pojivového systému, obsahujícího směs alespoň jednoho křemičitanu, alespoň jednoho fosforečnanu a pojených sypkých materiálů, formování směsi, dehydrataci směsi.
............... ..... .....................- - 41
21. Způsob podle nároku 20, vyznačující se tím, še dehydratací se směs dehydratuje na obsah vody menší než l hmotnostní % vzhledem k hmotnosti sypkých materiálů.
22. Způsob podle nároku 20, vyznačuj í.ci.í s e tím, že uvedené -zajištění alespoň jednoho fosforečnanu zahrnuje vytvoření fosforečnanu in šitu.
23. Způsob podle nároku 22, vyznačující se tím, Se vytvoření in šitu zahrnuje spojení kyseliny fosforečné se zásadou.
24. Způsob podle nároku 23, vyznačující se x 'íj tím, že vytvoření in šitu zahrnuje spojení prekurzoru fosforečnanu se sloučeninou vybranou ze skupiny, kterou tvoří kyselina a 2ásada, pro vytvoření fosforečnanu in šitu.
25. Způsob výroby formovacích prvků ze sypkého materiálu, který zahrnuje:
vytvoření směsi ze sypkého materiálu, křemičitanu, fosforečnanu a vody, vytvoření formovacího prvku z této směsi, dehydrataci formovacího prvku.
26. Způsob podle nároku 25, vyznačující se tím, Že dehydratace zahrnuje ohřev formovacího prvku.
F
27. Způsob podle nároku 25, vyznačující se tím, že dehydratace zahrnuje formování ve vyhřívaném jaderníku.
28. Způsob podle nároku 25, vyznačující še tím, že dehydratace zahrnuje foukání inertního plynu skrz uvedený formovací prvek.
29. Způsob podle nároku 27, vyznačující se tím, že dehydratace zahrnuje foukání inertního plynu skrz uvedený formovací prvek.
30. Způsob podle nároku 25, vyznačující se
j. t í m , že dehydratace zahrnuje působení podtlakem ve forC movacím prvku.
31. Způsob podle nároku 27, vyznačující se tím, že dehydratace zahrnuje působení podtlakem ve formovacím prvku.
32. Způsob výroby formovacích prvků ze sypkého materiálu,
- 68 . _ ______?—.-=- --— τ--—r————__ :. — přidání pojivá obsahujícího křemičitánovou složku a fosforečnanovou složku do sypkého materiálu, míšení pojivá a sypkého materiálu pro vytvoření směsi, plnění směsi do ohřátých modelů a vytvrzení směsi.
33. Způsob podle nároku 32, vyznačující se < tím , že. vytvrzení .zahrnuje -dehydrataci -směsi. —
34. Způsob podle nároku 33, vyznačující se tím, že dehydratace zahrnuje foukání inertního plynu skrz směs.
35. Způsob podle nároku 34, vyznačuj í;c- í se tím, že inertní plyn je ohřátý na teplotu alespoň 90°C.
36. Způsob podle nároku 33, vyznačující se tím, že dehydratace zahrnuje působení vakuem ve směsi.
37. Způsob podle nároku 32, vyznačující se tím, že ohřátý model je udržován na teplotě alespoň 90°C.
38. Způsob podle nároku 32, vyznačující se tím, že křemičitan a fosforečnan jsou přidávány k sypkému materiálu simultánně.
39. Vodou bortivá forma, zahrnující zaformovanou hmotu z částic, přičemž jednotlivé částice jsou navzájem spojeny pojivém obsahujícím alespoň jeden ve vodě rozpustný křemičitan a alespoň jeden ve vodě rozpustný fosforečnan, přičemž výsledné pojivo je ve vodě rozpustné a jeho obsah vody je méně než 1 hmotnostní % z hmotnosti formy.
40. Forma podle nároku 39, tím, že je vodou bortitelnš ní teplot až do 1200°C.
vyznačující se i když je vystavena působě41. Forma podle nároku 39, vyznačující se tím, že je vodou bOrtitelná, i když je vystavena působení teplot v rozmezí 700 až 12OO°C.
42. Forma podle nároku 39, vyznačující se tím, že částice jsou z alespoň jednoho materiálu vybraného ze skupiny, kterou tvoří: oxid křemičitý, oxid hlinitý, karbid křemíku, magnezit, dolomit, křemičitan hlinitý, mulit, uhlík, forsterit, chrommagnezit, zirkon, jíl, chromit, šamot a olivín.
43. Vodou bortivá forma zahrnující:
zaformovanou hmotu z Částic, přičemž jednotlivé částice jsou navzájem spojeny pojivém obsahujícím alespoň jeden ve vodě rozpustný křemičitan a alespoň jeden ve vodě rozpustný fosforečnan, přičemž tato forma je tepelně vytvrzená forma.
44. Forma podle nároku 43, v y z n ač u jí c i s e tím, že částice jsou z alespoň jednoho materiálu vybraného ze skupiny, kterou tvoří: oxid křemičitý, oxid hlinitý, karbid křemíku, magnezit, dolomit, křemičitan hlinitý, mulit, uhlík, forsterit, chrommagnezit, zirkon, jíl, chromit, šamot a olivín,
45. Forma zahrnující spojenou hmotu žáruvzdorných částic, přičemž hmota je spojena pojivém obsahujícím křemičitan a fosforečnan, přičemž obsah uhličitanu ve formě je méně než 0,05 hmotnostních % z hmotnosti formy.
46. Forma podle nároku 45, vyznačující se tím, že' křemičitan a fosforečnan jsou ve vodě rozpustné, přičemž forma je vodou bortivá.
47. Forma podle t í m , že pojivo sucha.
nároku 45, vyznačující se zajišťuje pro formu možnost vytloukání za
48. Způsob zvýšení pevnosti v tahu za tepla a za studená pro slévárenská jádra neboformy, který zahrnuje: zajištění pojivá obsahujícího křemičitan sodný a fosforečnan ve vodném médiu, smísení uvedeného pojivá se slévárenským pískem a pak vytvrzení uvedeného pojivá teplem.
49. způsob podle nároku 48, vy zaafiu j í č í s e tím, že uvedený fosforečnan má n fosforečnanových jedno·· tek (P03)n)0, přičemž n je Číslo od 3 do 32 včetně.
h
50. Způsob podle nároku 49, vyznačující se tím, že n je Číslo od 4 do 21 včetně.
51. Způsob podle nároku 48, vyznačující se tím, že křemičitan má poměr SiO2:Na2O v rozmezí od 0,6:1 do 3,85:1.
,1
Γ
52. Způsob podle nároku 48, vyznačující se tím, že poměr křemičitanu ku fosforečnanu je v rozmezí od 97,5:2,5 do 5:95.
53. Způsob podle nároku 48, vyznačující se tím, že k izomorfnímu nahrazení křemičitanových iontů fosforečnanovými ionty dojde před smísením písku s pojivém.
54. Způsob podle nároku 20, vyznačující se tím, že vodný pojivový systém je vytvořen přidáním roztoku křemičitanu sodného do vodné směsi uvedeného sypkého materiálu a uvedeného fosforečnanu.
55. Způsob zvýšení rychlosti vytvrzování křemičitanového pojivá, který zahrnuje přidání rozpustného fosforečnanu ke křemičitanovému pojivu.
56. Způsob výroby kovových odlitků, který zahrnuje zajištění formy podle nároku 43 a lití roztaveného kovu do uvedené formy.
57. Způsob _výrobykovových odlitků, který zahrnuj e zaj ištění formy podle nároku 45 a lití roztaveného kovu do uvedené formy.
58. Způsob pojení sypkého materiálu pojivém, který zahrnuje: zajištění vodného pojivového systému zahrnujícího směs z alespoň jednoho křemičitanu, alespoň jednoho fosforečnanu a pojeného sypkého materiálu, přičemž uvedené zajištění alespoň jednoho fosforečnanu zahrnuje vytvoření fosforečnanu in šitu.
CZ19962759A 1996-02-29 1996-09-20 Pojiva pro jádra a formy CZ295537B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/609,111 US6139619A (en) 1996-02-29 1996-02-29 Binders for cores and molds

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ275996A3 true CZ275996A3 (en) 1997-09-17
CZ295537B6 CZ295537B6 (cs) 2005-08-17

Family

ID=24439383

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ19962759A CZ295537B6 (cs) 1996-02-29 1996-09-20 Pojiva pro jádra a formy

Country Status (15)

Country Link
US (1) US6139619A (cs)
EP (1) EP0796681A3 (cs)
JP (1) JP4298806B2 (cs)
KR (1) KR100271695B1 (cs)
CN (1) CN1106237C (cs)
AU (1) AU723938B2 (cs)
BR (1) BR9603954A (cs)
CA (1) CA2187706C (cs)
CZ (1) CZ295537B6 (cs)
MX (1) MX9603351A (cs)
NO (1) NO324721B1 (cs)
PL (1) PL317060A1 (cs)
TR (1) TR199700103A2 (cs)
TW (1) TW340074B (cs)
ZA (1) ZA967600B (cs)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ307086B6 (cs) * 2016-07-29 2018-01-03 Sand Team, Spol. S R.O. Způsob přípravy slévárenského geopolymerního pojivá a zařízení k provádění tohoto způsobu

Families Citing this family (80)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6416572B1 (en) * 1999-12-02 2002-07-09 Foseco International Limited Binder compositions for bonding particulate material
US6743275B1 (en) * 2000-05-22 2004-06-01 Alternative Casting Technologies, Llc Method of making and using ferrous metal particle briquettes
JP4438973B2 (ja) * 2000-05-23 2010-03-24 アムコア テクノロジー,インコーポレイテッド シート状樹脂組成物及びそれを用いた半導体装置の製造方法
AU2001285236A1 (en) * 2000-08-23 2002-03-04 Solvent Systems International Ferrous metal particle briquettes and method of making and using them
US20050031843A1 (en) * 2000-09-20 2005-02-10 Robinson John W. Multi-layer fire barrier systems
US6969422B2 (en) * 2000-09-20 2005-11-29 Goodrich Corporation Inorganic matrix composition and composites incorporating the matrix composition
US6966945B1 (en) * 2000-09-20 2005-11-22 Goodrich Corporation Inorganic matrix compositions, composites and process of making the same
US7732358B2 (en) * 2000-09-20 2010-06-08 Goodrich Corporation Inorganic matrix compositions and composites incorporating the matrix composition
US20080063875A1 (en) * 2000-09-20 2008-03-13 Robinson John W High heat distortion resistant inorganic laminate
US7094285B2 (en) * 2000-09-20 2006-08-22 Goodrich Corporation Inorganic matrix compositions, composites incorporating the matrix, and process of making the same
ES2241880T3 (es) 2001-10-08 2005-11-01 Xexos Limited Aglutinante de fosfato y su preparacion.
US7517402B2 (en) 2001-10-08 2009-04-14 Xexos Ltd. Composition comprising a phosphate binder and its preparation
US7216691B2 (en) * 2002-07-09 2007-05-15 Alotech Ltd. Llc Mold-removal casting method and apparatus
KR100828887B1 (ko) 2002-07-11 2008-05-09 콘솔리데이티드 엔지니어링 캄파니, 인크. 주조품으로부터 샌드 주형의 제거를 보조하기 위한 방법
KR100491118B1 (ko) * 2002-08-29 2005-05-23 여수대학교산학협력단 고분자복합체의 강도보강용 유기화한 층상 실리케이트 및 그 제조방법
AU2003270542A1 (en) * 2002-09-11 2004-04-30 Alotech Ltd. Llc. Chemically bonded aggregate mold
US7121318B2 (en) * 2002-09-20 2006-10-17 Alotech Ltd. Llc Lost pattern mold removal casting method and apparatus
AU2003272624A1 (en) * 2002-09-20 2004-04-08 Alotech Ltd. Llc Lost pattern mold removal casting method and apparatus
US20070250139A1 (en) * 2004-05-07 2007-10-25 John Kanzius Enhanced systems and methods for RF-induced hyperthermia II
DE102005002202A1 (de) * 2004-08-02 2006-02-23 Hydro Aluminium Deutschland Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Gießformteils
DE102004042535B4 (de) * 2004-09-02 2019-05-29 Ask Chemicals Gmbh Formstoffmischung zur Herstellung von Gießformen für die Metallverarbeitung, Verfahren und Verwendung
CN102766423B (zh) 2005-07-26 2015-10-28 可耐福保温材料有限公司 粘结剂和由其制备的材料
DK1752235T3 (da) * 2005-08-13 2008-08-25 Fischer Georg Automobilguss Fremgangsmåde til fremstilling stöbekerner eller forme
DE102005042475A1 (de) * 2005-09-07 2007-03-08 Ks Aluminium-Technologie Ag Formtrennschicht für das Gießen von Nichteisenmetallen
DE102006002227A1 (de) * 2006-01-16 2007-07-19 Bernd Kuhs Verfahren zur Herstellung von offenporigen Bauteilen aus Metall, Kunststoff oder Keramik
EP2049448A2 (en) * 2006-07-05 2009-04-22 XEXOS Limited Composition comprising a phosphate binder and its preparation
US20080060778A1 (en) * 2006-09-08 2008-03-13 Abraham Velasco-Tellez Binder composition and method of forming foundry sand cores and molds
AU2007312540B2 (en) 2006-10-19 2011-09-22 Ashland-Sudchemie-Kernfest Gmbh Moulding material mixture containing carbohydrates
DE102006049379A1 (de) * 2006-10-19 2008-04-24 Ashland-Südchemie-Kernfest GmbH Phosphorhaltige Formstoffmischung zur Herstellung von Giessformen für die Metallverarbeitung
US20100086726A1 (en) 2007-01-25 2010-04-08 Roger Jackson Mineral fibre board
ES2834151T3 (es) 2007-01-25 2021-06-16 Knauf Insulation Gmbh Aglutinantes y materiales elaborados con los mismos
US8501838B2 (en) 2007-01-25 2013-08-06 Knauf Insulation Sprl Composite wood board
WO2008127936A2 (en) 2007-04-13 2008-10-23 Knauf Insulation Gmbh Composite maillard-resole binders
US9314941B2 (en) 2007-07-13 2016-04-19 Advanced Ceramics Manufacturing, Llc Aggregate-based mandrels for composite part production and composite part production methods
ES2760927T3 (es) * 2007-07-13 2020-05-18 Advanced Ceramics Mfg Llc Mandriles basados en áridos para la producción de piezas de material compuesto y métodos de producción de piezas de material compuesto
GB0715100D0 (en) 2007-08-03 2007-09-12 Knauf Insulation Ltd Binders
DE102007045649B4 (de) 2007-09-25 2015-11-19 H2K Minerals Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Form und/oder eines Kernes unter Verwendung von zerkleinerten natürlichen partikulären amorphen Kieselsäurematerialien im Gießereibereich und Binderzusammensetzung
DE102007051850A1 (de) * 2007-10-30 2009-05-07 Ashland-Südchemie-Kernfest GmbH Formstoffmischung mit verbesserter Fliessfähigkeit
EP2163328A1 (de) 2008-09-05 2010-03-17 Minelco GmbH Mit Wasserglas beschichteter und/oder vermischter Kern- oder Formsand mit einem Wassergehalt im Bereich von >= etwa 0,25 Gew.-% bis etwa 0,9 Gew.-%
DE102010023644A1 (de) * 2009-07-01 2011-01-05 Ksm Castings Gmbh Verfahren zum Gießen eines Materials, Verwendung des Verfahrens, Gießform zur Durchführung des Verfahrens und nach dem Verfahren bzw. in der Gießform hergestellte Gegenstände sowie Kern zum Einlegen in eine solche Gießform
WO2011015946A2 (en) 2009-08-07 2011-02-10 Knauf Insulation Molasses binder
CN102040914A (zh) * 2009-10-19 2011-05-04 天津市硅酸盐研究所 防火门用环保型gys无机胶粘剂
BR112012028526B1 (pt) 2010-05-07 2020-11-17 Knauf Insulation método de preparação de uma tábua de madeira compósita com um aglutinante polimérico, termorrígido, curado
MY160858A (en) 2010-05-07 2017-03-31 Knauf Insulation Carbohydrate polyamine binders and materials made therewith
WO2011154368A1 (en) 2010-06-07 2011-12-15 Knauf Insulation Fiber products having temperature control additives
WO2012152731A1 (en) 2011-05-07 2012-11-15 Knauf Insulation Liquid high solids binder composition
JP5734818B2 (ja) * 2011-11-28 2015-06-17 トヨタ自動車株式会社 砂型造型方法及び砂型
GB201206193D0 (en) 2012-04-05 2012-05-23 Knauf Insulation Ltd Binders and associated products
GB201214734D0 (en) 2012-08-17 2012-10-03 Knauf Insulation Ltd Wood board and process for its production
DE102012020509A1 (de) 2012-10-19 2014-06-12 Ask Chemicals Gmbh Formstoffmischungen auf der Basis anorganischer Bindemittel und Verfahren zur Herstellung von Formen und Kerne für den Metallguss
DE102012020511A1 (de) 2012-10-19 2014-04-24 Ask Chemicals Gmbh Formstoffmischungen auf der Basis anorganischer Bindemittel und Verfahren zur Herstellung von Formen und Kerne für den Metallguss
DE102012020510B4 (de) 2012-10-19 2019-02-14 Ask Chemicals Gmbh Formstoffmischungen auf der Basis anorganischer Bindemittel und Verfahren zur Herstellung von Formen und Kerne für den Metallguss
WO2014086777A2 (en) 2012-12-05 2014-06-12 Knauf Insulation Binder
CN103111581B (zh) * 2013-02-27 2015-07-22 湖北工业大学 无机粘结剂制备方法及其应用
CN103406488B (zh) * 2013-08-29 2015-09-16 南通华东油压科技有限公司 石墨粉泥芯粘合剂
EP3102587B1 (en) 2014-02-07 2018-07-04 Knauf Insulation, LLC Uncured articles with improved shelf-life
GB201408909D0 (en) 2014-05-20 2014-07-02 Knauf Insulation Ltd Binders
CN106660109B (zh) * 2014-06-20 2019-11-19 旭有机材株式会社 铸型的制造方法和铸型
DE102014118577A1 (de) * 2014-12-12 2016-06-16 Ask Chemicals Gmbh Verfahren zum schichtweisen Aufbau von Formen und Kernen mit einem wasserglashaltigen Bindemittel und ein wasserglashaltiges Bindemittel
KR101614401B1 (ko) 2015-03-10 2016-04-21 (주)피알테크 주물사용 무기 바인더 조성물
CN105038340A (zh) * 2015-08-31 2015-11-11 温州泓呈祥科技有限公司 一种天花板表面抗油耐腐蚀复合涂层
GB201517867D0 (en) 2015-10-09 2015-11-25 Knauf Insulation Ltd Wood particle boards
CN105964928A (zh) * 2016-02-18 2016-09-28 蚌埠市鸿安精密机械有限公司 一种钛酸钾晶须增强水溶性型芯及其制备方法
GB201610063D0 (en) 2016-06-09 2016-07-27 Knauf Insulation Ltd Binders
CN106862480B (zh) * 2017-01-23 2019-03-12 中国第一汽车股份有限公司 一种高模数无机粘结剂
GB201701569D0 (en) 2017-01-31 2017-03-15 Knauf Insulation Ltd Improved binder compositions and uses thereof
EP3651934A1 (en) * 2017-07-14 2020-05-20 3M Innovative Properties Company Abrasive article with anionic water solubilizing material and method of making
CN109822040B (zh) * 2017-11-23 2020-10-16 宁夏共享化工有限公司 一种双组份水硬化温芯盒粘结剂
EP3749613B1 (de) * 2018-02-09 2022-11-16 Aquis Wasser-Luft-Systeme GmbH Lindau, Zweigniederlassung Rebstein Verfahren zur herstellung eines anionenaustauschers zur dosierung von polyphosphat in wasser
GB201804908D0 (en) 2018-03-27 2018-05-09 Knauf Insulation Ltd Binder compositions and uses thereof
GB201804907D0 (en) 2018-03-27 2018-05-09 Knauf Insulation Ltd Composite products
RU2716677C1 (ru) * 2018-12-03 2020-03-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Санкт-Петербургская государственная академия ветеринарной медицины ФГБОУ ВО СПбГАВМ Способ изготовления анатомических копий костей методом отливки в силиконовой форме
CN110000330B (zh) * 2019-03-28 2021-06-11 宁夏共享化工有限公司 一种铸造用无机粘结剂
CN111377744A (zh) * 2020-03-24 2020-07-07 共享智能铸造产业创新中心有限公司 3d打印陶瓷材料用硫酸盐基复合粘结剂
US11724306B1 (en) 2020-06-26 2023-08-15 Triad National Security, Llc Coating composition embodiments for use in investment casting methods
CN113547068B (zh) * 2021-08-06 2023-10-20 重庆长江造型材料(集团)股份有限公司 一种铸造型砂用粘结剂及其应用
CN114230211B (zh) * 2021-12-28 2023-03-28 沈阳铸造研究所有限公司 一种3d打印用无机粘结剂及其制备方法
CN114406181B (zh) * 2022-01-21 2023-10-20 金耐源(河南)工业科技有限公司 一种温芯盒粘结剂及制备方法
CN114472796A (zh) * 2022-01-21 2022-05-13 中国第一汽车股份有限公司 一种具有溃散性的改性无机粘结剂砂及制取方法
CN114985673B (zh) * 2022-05-26 2023-09-01 华中科技大学 适用于砂型铸造铝锂合金的硅酸锂作为粘结剂的铸造涂料

Family Cites Families (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE246488C (cs) *
US2541674A (en) * 1947-01-24 1951-02-13 Wingfoot Corp Bag structure, and particularly the closure therefor
LU35432A1 (cs) * 1956-09-05
US2964415A (en) * 1958-03-12 1960-12-13 Monsanto Chemicals Aqueous film forming compositions
DE2029701A1 (en) * 1970-06-16 1971-12-23 Woellner-Werke, 6700 Ludwigshafen Self setting water glass - coating material and cement with phosphate glass as hardener
GB1283301A (en) * 1970-07-03 1972-07-26 Abram Moiseevich Liass Improvements in or relating to the manufacture of foundry cores and moulds
FR2096863B1 (cs) * 1970-07-07 1973-02-02 Ctre Tech Ind Fonderie
SU530498A1 (ru) * 1975-04-11 1987-12-23 Sychev I S Св зующее дл формовочных и стержневых смесей
JPS5220927A (en) * 1975-08-12 1977-02-17 Honda Motor Co Ltd Method of making mold
US4226277A (en) * 1978-06-29 1980-10-07 Ralph Matalon Novel method of making foundry molds and adhesively bonded composites
JPS5519463A (en) * 1978-07-31 1980-02-12 Natl Res Inst For Metals Production of wet type fluid water soluble self-hardening casting mold
FI64525C (fi) * 1978-12-21 1983-12-12 Ahlsell Ir Ab Saett att framstaella en gjutkaerna eller -form av kornformigaoch/eller fibroesa material
DE2856267A1 (de) * 1978-12-27 1980-07-17 Woellner Werke Bindemittel fuer formstoffe zur herstellung von giessereiformen und -kernen
CA1128554A (en) * 1979-04-23 1982-07-27 Thomas A. Geisler Method of lining a rotary cement kiln
SU801365A1 (ru) * 1979-06-25 1992-05-23 Научно-Исследовательский Институт Специальных Способов Литья Способ приготовлени жидкостекольных смесей дл изготовлени литейных стержней и форм пескодувно-пескострельным процессом
US4331197A (en) * 1979-07-02 1982-05-25 Ford Motor Company Microwave core process
EP0041774B1 (en) * 1980-06-05 1983-06-22 Foseco International Limited Sand reclamation
DD158090A1 (de) * 1981-04-10 1982-12-29 Eckart Flemming Verfahren zur festigkeitsregulierung anorganischer formstoffe auf der basis von alkalisilikatloesungen
US4423764A (en) * 1982-01-25 1984-01-03 International Minerals & Chemical Corp. Binder for preparing improved cores and molds
DE3369257D1 (en) * 1982-12-11 1987-02-26 Foseco Int Alkali metal silicate binder compositions
SU1107948A1 (ru) * 1983-03-11 1984-08-15 Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола Св зующее дл изготовлени литейных керамических форм по выплавл емым модел м и способ его приготовлени
SU1289581A1 (ru) * 1985-06-27 1987-02-15 Белорусский Политехнический Институт Св зующее дл изготовлени литейных форм и стержней
SU1338959A1 (ru) * 1985-07-01 1987-09-23 Институт проблем литья АН УССР Способ приготовлени св зующего дл изготовлени литейных форм и стержней
SU1335366A1 (ru) * 1986-02-24 1987-09-07 Брянское Научно-Производственное Объединение По Механизации И Автоматизации Производства "Вктистройдормаш" Способ приготовлени св зующего дл изготовлени литейных керамических форм по выплавл емым модел м
SU1366277A1 (ru) * 1986-06-25 1988-01-15 Предприятие П/Я А-3595 Самотвердеюща смесь дл изготовлени литейных форм и стержней
CN86209003U (zh) * 1986-11-12 1987-12-09 鞍山钢铁学院 一种新型高功能的绝热板
CN87103439A (zh) * 1987-05-09 1988-04-13 哈尔滨工业大学 铸造用磷酸盐铝矾土涂料
JPS6483333A (en) * 1987-09-22 1989-03-29 Honda Motor Co Ltd Production of casting mold
SU1724415A1 (ru) * 1988-09-01 1992-04-07 Институт проблем литья АН УССР Способ приготовлени жидкостекольного св зующего
SU1704900A1 (ru) * 1989-01-04 1992-01-15 Предприятие П/Я А-7665 Суспензи дл форм, полученных по выплавл емым модел м, и способ ее обработки
CA2009035A1 (en) * 1989-01-31 1990-07-31 Rudolf Novotny Process for hydrothermal production of sodium silicate solutions
SU1678497A1 (ru) * 1989-07-06 1991-09-23 Институт проблем литья АН УССР Способ приготовлени жидкостекольного св зующего дл получени формовочных и стержневых смесей
US4983218A (en) * 1989-09-11 1991-01-08 Arco Chemical Technology, Inc. Composition and method for hardening an aqueous alkali metal silicate solution
DE3938729A1 (de) * 1989-11-23 1991-05-29 Henkel Kgaa Verfahren zur hydrothermalen herstellung von natrium-polysilicat
US5160639A (en) * 1990-02-07 1992-11-03 Mccollum J Michael Lime-tree preformed shapes for casting aluminum
GB9022754D0 (en) * 1990-10-19 1990-12-05 Pilkington Controlled Release Improvements in or relating to water dispersible moulds
CN1024399C (zh) * 1992-01-10 1994-05-04 常州市压缩机配件厂 一种冷硬砂型叠型铸造工艺
MX9301739A (es) * 1992-03-28 1993-12-01 Borden Uk Ltd Metodo para producir moldes.
GB9226815D0 (en) * 1992-12-23 1993-02-17 Borden Uk Ltd Improvements in or relating to water dispersible moulds
US5366547A (en) * 1993-05-24 1994-11-22 U.S. Army Corps Of Engineers As Represented By The Secretary Of The Army Setting control for alkali-activated silicate binders
GB9324509D0 (en) * 1993-11-30 1994-01-19 Borden Uk Ltd Foundry binder

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ307086B6 (cs) * 2016-07-29 2018-01-03 Sand Team, Spol. S R.O. Způsob přípravy slévárenského geopolymerního pojivá a zařízení k provádění tohoto způsobu

Also Published As

Publication number Publication date
JP4298806B2 (ja) 2009-07-22
KR100271695B1 (ko) 2000-12-01
CA2187706A1 (en) 1997-08-30
TW340074B (en) 1998-09-11
JPH09239485A (ja) 1997-09-16
US6139619A (en) 2000-10-31
BR9603954A (pt) 1998-06-09
MX9603351A (es) 1997-08-30
CA2187706C (en) 2004-12-14
NO324721B1 (no) 2007-12-03
CN1106237C (zh) 2003-04-23
AU1470597A (en) 1997-09-04
NO963162L (no) 1997-09-01
KR970061398A (ko) 1997-09-12
PL317060A1 (en) 1997-09-01
CN1172709A (zh) 1998-02-11
EP0796681A3 (en) 2006-07-12
EP0796681A2 (en) 1997-09-24
CZ295537B6 (cs) 2005-08-17
TR199700103A2 (tr) 1997-09-21
NO963162D0 (no) 1996-07-29
AU723938B2 (en) 2000-09-07
ZA967600B (en) 1997-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ275996A3 (en) Binding agents for cores and moulds
MXPA96003351A (en) Agglutinants for hearts and molds
US10722938B2 (en) Process for casting nonferrous metals including light metals and casting mold
US6299677B1 (en) Binders for cores and molds
US10232430B2 (en) Mould material mixture having improved flowability
US5641015A (en) Water dispersible molds
RU2640686C2 (ru) Смеси формовочного материала, содержащие сульфат бария
JP7100662B2 (ja) 鋳型、中子およびそれから再生される型母材を製造する方法
US20080099180A1 (en) Moulding Mixture For Producing Casting Moulds For Metalworing
JPH06501425A (ja) 水分散可能な型、その型の製造方法及びその型を使用する鋳造方法
CA2177716C (en) Foundry binder
JPWO2018185251A5 (cs)
US4390370A (en) Metal silico-phosphate binders and foundry shapes produced therefrom
US4524053A (en) Process for preparing cores and molds
KR100497758B1 (ko) 규산염,인산염및촉매를포함하는바인더조성물및바인더제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20150920