PL104247B1 - Masa czesciowo rozpuszczalna do wytwarzania rdzeni albo form odlewniczych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest masa czesciowo rozpuszczalna w wodzie albo w roztworach wodnych do wytwarzania rdzeni albo form odlewniczych, stosowanych do wykonania odlewów ze stopów o temperaturze topnienia ponizej 800°C, zwlaszcza ze stopów aluminium.

Znane sa riiasy przeznaczone do wykonania usuwalnyeh przez zanurzenie w goracej wodzie, w rozcienczonych kwasach albo w alkoholu rdzeni albo form odlewniczych, zawierajace skladniki rozpuszczalne.

Przykladem moze byc tworzywo rdzenia wedlug zgloszenia P 134280, zawierajace bezwodny dwukrzemian sodowy, bezwodny metakrzemian sodowy, boraks oraz zmielone szklo. Celem wykonania rdzenia z tego tworzywa nalezy tworzywo stopic i nastepnie odlac rdzen w rdzennicy.

Wedlug brytyjskiego opisu patentowego nr 1055737 rozpuszczalny rdzen moze byc odlewany z roztopionych soli, których podstawowym skladnikiem jest siarczan sodowy i weglan sodowy, przy czym w pierwszym przypadku dodatkowymi skladnikami moga byc siarczan potasu, litu, baru albo wapnia oraz chlorek sodowy i wypelniacze np. tlenek glinu, w drugim zas - weglan potasowy, weglan barowy i tlenek glinu.

Istota masy wedlug wynalazku polega na tym, ze stanowi ja mieszanina skladajaca sie z weglanów metali alkalicznych w ilosci 2 do 10% masy, z wodorotlenków metali alkalicznych — 0,5 do 10% masy, ze spoiw hydrofilowych, korzystnie dekstryny — 0,5 do 2% masy, z wody - 2 do 8% masy, oraz z osnowy zarnowej, korzystnie w postaci piasku kwarcowego, w ilosci dopelniajacej do 100%.

Weglany, jak równiez poddane dzialaniu dwutlenku wegla podczas wykonywania rdzenia albo formy wodorotlenki metali alkalicznych, tworza na powierzchni ziarn substancje krystaliczna, wiazaca ziarna i zdolna nastepnie do rozpuszczania w wodzie.

Spoiwa hydrofilowe powoduja zmniejszenie osypliwosci wskutek dodatkowego wiazania ziarn.

Wlasnosci wytrzymalosciowe masy wedlug wynalazku przedstawia tabela.2 104 247 Tabela W czasie Po uformowaniu i utwardzeniu Po 3 godz. od wyjecia Po 6 godz.

Po 12 godz.

Po 24 godz.

Po 24 godz. ustalaja sie wartosci na sciskanie Re 3-1-10 *90 (K85 40*60 *50 *40 Wvtrzvmalosc fkG/cnia 1 na zginanie Rg 2*8 8*14 12*17 12*17 *12 9*12 na rozciag.

Rr 2*5 *8 6*10 7*10 *7 4*6 Przepuszczalnosc Pf cni4, nG-min.l 140*120 14OH20 140*120 140*120 14OM20 14OH20 Ze wzrostem zawartosci wodorotlenków i weglanów wzrastaja wlasnosci wytrzymalosciowe, natomiast zmniejsza sie przepuszczalnosc masy i wydluza sie nieco czas rozpadu masy w wodzie lub w roztworach wodnych.

Zawartosc wodorotlenków wprowadza odczyn Ph powyzej 11. W przypadku formowania recznego zachodzi wiec koniecznosc uzywania odziezy ochronnej, zwlaszcza rekawic.

Wskutek przedmuchania dwutlenkiem wegla rdzen lub forma zostaje utwardzona, osiagajac wytrzymalosc na zginanie 4 do 10 kG/cm2, zaleznie od ilosci dodanego spoiwa wiazacego. Wytrzymalosc ta wzrasta w czasie, osiagajac po szesciu godzinach wartosc 12 do 17 kG/cm2. Przy przetrzymywaniu rdzeni lub form przez okres 24 godzin wytrzymalosc obniza sie o okolo 10%, utrzymujac dalej stala wartosc. Rdzenie i formy wykonane z masy wedlug wynalazku, jak wykazaly przeprowadzone próby, odznaczaja sie niska osypliwoscia i sa trwale przez okres 4 tygodni bez obnizania sie ich wlasnosci.

Zastosowanie masy wedlug wynalazku upraszcza wykonanie rdzeni albo form, ograniczajac je do zabiegu formowania z pominieciem czynnosci takich, jak topienie mas solnych przed formowaniem, albo przetrzymywanie w suszarkach mas wiazacych glównie spoiwami hydrofilowymi. Zastosowanie masy wedlug wynalazku upraszcza równiez usuwanie rdzeni lub form. Spoiwo jest calkowicie i latwo rozpuszczalne w zimnej wodzie, co pociaga za soba mozliwosc regeneracji nierozpuszczalnych ziarn, nadajacych sie po wydzieleniu do ponownego uzycia.

Usuwanie rdzeni z odlewów i oddzielanie form od odlewów staje sie operacja latwa, bezpieczna, nie niszczaca odlewów i tania. Odbywa sie bez halasów towarzyszacych dzialaniu urzadzen mechanicznych i bez zapylania atmosfery czastkami masy. Powierzchnie odlewów odznaczaja sie wysoka czystoscia, bez pozostalosci ziarn masy.

Przedmiot wynalazku jest blizej przedstawiony w przykladach przygotowania mas.

Przyklad I. Sklad masy rdzeniowej: 77 kg piasku kwarcowego 2 kg dekstryny zóltej kg weglanu sodu 3 kg wodorotlenku sodu 8 kg wody Przyklad II. Sklad masy rdzeniowej: 93 kg piasku kwarcowego 1 kg dekstryny zóltej 2 kg weglanu sodu 1,5 kg wodorotlenku sodu 2,5 kg wody W celu przygotowania masy wedlug wynalazku wprowadza sie do mieszarki piasek, weglan sodu oraz dekstryne i miesza sie skladniki do calkowitego ich wymieszania, w czasie zaleznym od typu mieszarki. Osobno sporzadza sie roztwór wodny wodorotlenku sodu. Roztwór wlewa sie do mieszarki nie przerywajac mieszania, które prowadzi sie przez dalsze 3 do 4 minut. Z przygotowanej masy wykonuje sie rdzenie albo formy odlewnicze recznie albo maszynowo, po czym utwardza sie je, korzystnie przez przedmuchanie rdzenia, lub formy, w ciagu 15 do 30 sekund dwutlenkiem wegla. Na ziarnach otoczonych roztworem wodorotlenku sodu zachodzi reakcja: 2NaOH + C02 -? Na2C03 + H20,104 247 3 w wyniku której na ziarnach pojawiaja sie dodatkowe krysztaly weglanu sodu, wiazacego ziarna in statu nasccndi.

Weglan sodu, powstajacy z reakcji albo wprowadzony do masy jako skladnik, moze tworzyc z woda nastepujace zwiazki: Na2C03-H20 (1) Na2C03-7H20 (2) Na2CO3-10H2O (3) Najbardziej trwalym zwiazkiem jest (1), którego rozpad nastepuje w temperaturze 107°C. Zwiazki (2) i (3) rozpadaja sie w temperaturach 32°C i 35°C, rozpad ich moze nastepowac juz w czasie utwardzania, poniewaz przedstawiona reakcja jest silnie egzotermiczna. W przypadku prawidlowego doboru zestawu skladników pozostanie wiec tylko zwiazek (1).

Sposób usuwania rdzenia albo formy polega na tym, ze rdzen w odlewie lub forme poddaje sie dzialaniu rozpuszczalnika, zwlaszcza wody, korzystnie przez zanurzenie w wannie przemyslowej, gdzie bez uzycia energii nastepuje samoczynny rozpad rdzenia lub formy w ciagu 2 do 6 min. Rdzenie lub formy, wykonane z mas wedlug wynalazku, nabieraja pod wplywem temperatury wlasciwosci chloniecia rozpuszczalnika. Pochloniety rozpuszczalnik niszczy wiazania masy w rdzeniu lub formie.

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Masa czesciowo rozpuszczalna do wytwarzania rdzeni albo form odlewniczych, stosowanych do stopów o temperaturze topnienia ponizej 800°C, zwlaszcza stopów aluminium, zlozona z osnowy ziarnowej, z weglanów metali alkalicznych w ilosci 2 do 10% masy, ze spoiwa hydrofilowego, korzystnie dekstryny, stanowiacej 0,5 do 2% masy, oraz z wody w ilosci 2 do 8% masy, znamienna tym, ze zawiera wodorotlenki metali alkalicznych w ilosci 0,5 do 10%, korzystnie 0,5 do 3% masy.