Przedmiotem wynalazku jest masa formierska, zwlasz¬ cza do produkcji odlewów staliwnych o skomplikowanych ksztaltach, oparta na piasku kwarcowym i spoiwie bento- nitowym.Znane sa masy formierskie skladajace sie z bentonitu i piasku kwarcowego, które zawieraja 91—97 czesci wa¬ gowych piasku kwarcowego i 9—3 czesci wagowe bento¬ nitów gatunku V-6, M83, M73, M53 super i innych. Ben¬ tonity te charakteryzujace sie wysokimi wlasnosciami wiazacymi, sa bentonitami sodowanymi, z reguly uak¬ tywnianymi na sucho i wlasciwy ich proces aktywizacji zachodzi dopiero podczas przygotowania masy w mie¬ szarce po dodaniu wody. Bentonity te zawieraja 65—85% montmorylonitu oraz ilit i kaolinit, a ich zdolnosc wymia¬ ny kationów wynosi 60—80 milirównowazników na 100 g suchej substancji. Stezenie jonów wodorowych pH wy¬ nosi 7,8—9,8.Krajowy bentonit do celów odlewniczych, jest produk¬ tem przemialu bentonitów karbonskich i zawiera w pos¬ taci mielonej 55% a w postaci wzbogaconej nawet 85% montmorylonitu oraz ilit i kaolinit. Zdolnosc wymiany kationów jest rzedu 40 milirównowazników na 100 g su¬ chej substancji a stezenie jonów wodorowych pH jest rzedu 10—11. Bentonit ten charakteryzuje sie bardzo niskimi wlasnosciami wiazacymi. Uaktywnianie tych ben¬ tonitów, w celu podniesienia ich wlasnosci wiazacych, jak dotad nie dalo pozytywnych rezultatów. Osiagniete¬ mu w poszczególnych przypadkach nawet silnemu wzros¬ towi wytrzymalosci masy, towarzyszylo pogorszenie in- 10 19 20 30 nych wlasnosci, jak np. osypliwosci, dyskwalifikujace bentonit do celów odlewniczych.Ily bentonitowe, które sa skalami przejsciowymi miedzy bentonitami a skalami ilastymi, zawieraja rózne ilosci montmorylonitu, przy czym do celów odlewniczych wy¬ korzystuje sie ily bentonitowe o zawartosci montmorylo¬ nitu rzedu 55%. Ily bentonitowe posiadaja wlasnosci wiazace zblizone do wlasnosci bentonitów karbonskich.Niskie wlasnosci wiazace bentonitów karbonskich i ilów bentonitowych powoduja, ze aby uzyskac z ich dodatkiem masy o takich wlasnosciach jak z dodatkiem bentonitów w gatunku V-6, M83, M73 i innych, trzeba podniesc ilosc bentonitu, w masie z 9—3 czesci wagowych na 9—10 czesci wagowych. Przy czym przy* zawartosci 8% bentonitu karbonskiego lub ilu bentonitowego w masie o wilgot¬ nosci W=3—4% osypliwosc masy osiaga wartosc dopusz¬ czalna. Wysoka zawartosc bentonitu karbonskiego lub ilu bentonitowego w masie pogarsza jej wlasnosci techno¬ logiczne a tym samym nie pozwala na uzyskanie odle¬ wów o wymaganych wlasnosciach. Nadmierna zawartosc bentonitu karbonskiego lub ilu bentonitowego w masie jest czynnikiem powodujacym powstawanie licznych wad powierzchni surowej odlewów, takich jak: zaproszenie, strup, wzarcie, przypalenie oraz wad wewnetrznych w pos¬ taci zapiaszczen. Bardzo uciazliwa sprawa w warunkach odlewni jest uzyskanie stabilizacji jakosci masy i co za tym idzie, uzyskanie stalej jakosci form.Celem wynalazku jest usuniecie tych niedogodnosci i wprowadzenie do masy skladajacej sie z bentonitu kar¬ bonskiego lub ilu bentonitowego oraz piasku kwarcowe- 107 381107 38J go, dodatku pozwalajacego pa obnizenie zawartosci ben¬ tonitu lub ilu i uzyskanie niasy o wysokich wlasnosciach wytrzymalosciowych i wysokich wlasnosciach technolo¬ gicznych.Nieoczekiwanie stwierdzano, ze dodatkiem spelniaja- 5 cym te warunki jest emulsja olejowa typu olej w wodzie, znana pod handlowa nazwa AMAS, stosowana dotychczas jako rozluzniasz czyli dodatek obnizajacy sily wiazania po zalaniu cieklym metalem mas opartych na piasku Mar¬ cowym i spoiwie krzemianowym. Dodanie tej emulsji 10 w ilosci 0,5—1,5 czesci wagowych na 100 czesci wagowe masy skladajacej sie z bentonitu karbonskiego lub ilu ben¬ tónitowego oraz 91—97 czesci wagowych piasku kwar¬ cowego, pozwala na obnizenie zawartosci bentonitu kar- bonskiega-kll*4fri bentónitowego z 9—10 na 3—9 czesci 15 wagowe.. * ¦'* ' ^ * . ' * Emulsja olejowa AMAS jest emulsja olejowa typu olej w wodzie zbierajaca ^wbdny roztw<&r #myj|;aijera, ajfci" lobenzen, lVwieloalkilobehzeny, mieszanine weglowodorów Iz^paralrhdWO-naiftenowych oraz wosk Montana. Dodatek ** emulsji olejowej w ilosci 0,5—1,5 czesci wagowych na 100 czesci wagowe masy, polepsza wlasnosci technolo¬ giczne masy; zmniejsza jej osypliwosc, zwieksza plynnosc i zywotnosc masy oraz co jest bardzo wazne w warunkach odlewni, pozwala na uzyskanie stabilizacji jakosci masy M przy stosowaniu bentonitu lub ilu bentónitowego o róz¬ nych wlaijn n^riQfb Zastosowanie wynalazku pozwala na szersze wykorzys¬ tanie krajowych bentonitów i ilów bentonitowych. Doda¬ tek emulsji olejowej pozwala na szersze wykorzystanie 30 masy obiegowej do sporzadzania mas przynuKJelpp^cli, Mase obiegowa, która stanowi masa pochodzaca z wybi¬ tych form, z której usunieto Czesci metalowe droga prze¬ siewania i nastepnie przez oddzielanie magnetyczne, skla¬ dajaca sie z piasku kwarcowego i przepalonych spoiw i do- 35 datków, stosuje sie z reguly jako mase wypelniajaca, po odswiezeniu. Odswiezanie masy obiegowej polega na doda¬ niu wody oraz okresowo na dodaniu swiezego piasku kwarcowego i bentonitu nizszej jakosci. Sporzadzanie 2 dodatkiem tej masy mas przymodelowych, nawet w przy- 40 padku stosowania wysokojakosciowych bentonitów jest w odlewnictwie staliwa ograniczone.Masa wedlug wynalazku, posiadajaca nastepujacy sklad: — piasek kwarcowy 91,0—97,0 czesci wagowe — bentonit karbonski lub il bentonitowy 9,0—3,0 czesci wagowe 100,0—100,0 — emulsjaolejowa • 0,5—1,5 czesci wagowe — ewentualnie dekstryna 0,5—0,9 czesci wagowe przy wilgotnosci, wynoszacej w okresie letnim W=3,5 —4,5% a w okresie zimowym W=3,0—4,0% charak¬ teryzuje sie nastepujacymi wlasnosciami: Pw120cm4/Gmin.RJ = 0,05—0,08MPa 55 W = 0,12—0,19 MPa sr=o^i% Stosujac dodatek emulsji olejowej3 sporzadzono równiez mase przymodelowa, zawierajaca w swym skladzie mase obiegowa, majaca szczególnie zastosowanie do formowa- 60 nia odlewów ze staliwa wysokomanganowego o malym ciezarze i srednich grubosciach scianek.Masa o nastepujacym skladzie: — piasek kwarcowy 60,0—60,0 czesci wagowe ^— masa obiegowa 34,0—32,0 czesci wagowe 65 — bentonit karbonskilub 4 il bentonitowy 6,0—8,0 czesci wagowe 45 50 94,0 czesci wagowe 6,0 czesci wagowe J00,0—100,0 — emulsja olejowa 0,5—1,0 czesci wagowe — ewentualnie dekstryna 0,5—0,5 czesci wagowe przy wilg&tnuisci, wynoszacej w okresie letnim W=3,5— —4,5% a w okresie zimowym W=3,Q<—4,0%, charakte¬ ryzuje sie nastepujacymi wlasnosciami.Pw100cm4/Gmm Rw = 0,05—0,06 MPa c 9 9 Rsr = 0,12^0,19 MPa s* =0—1% Przyklad I. — piasek kwarcowy ^ bentank karbonski 100,0 — emulsja olejowa 1,0 czesci wagowe'! — woda wedlug potrzeb -na V=4% Do mieszarki laduje sie skladniki sypkie (piasek, bea* tonit) i miesza w czasie 2 minut i nastepnie dodaje sie potrzebna ilosc wody i miesza przez 2 minuty, po czym dodaje sie emulsje olejowa i miesza fiif jeszcze przez 2 mi¬ nuty.Sporzadzona masa posiadala nastepujace wlasnosci: Pw120 cm4/G min. rw = 0,05 MPa Rs _ o,ll MPa sr-i% Przyklad II. -»- piajgk kwarcowy — il bentonitowy 93,0 czesci wagowe 7,0 czesci wagowe 100,0 — emulsjaolejowa 1,5 czesci wagowe — dekstryna Zólta 0,5 £Ze£ci wagpwe — woda wsdhig pptrzsb na W^3% Do mieszarki laduje sie skladniki sypkie i miesza w cza¬ sie 2 minut, nastepnie dodaje sie potrzebna ilosc wody i miesza przez 3 minuty, po czym dodaje sie emulsje ole¬ jowa i miesza sie jeszcze przez 3 minuty.Sporzadzona masa posiadala nastepujace wlasnosei: F*ri20em4/Gmin rw = o,06 MPa c Rs — 0,15 MPa sr — i % FrzykladHI. -»- pisek kwarcowy rr- masa obiegowa — il bentonitowy 60,0'jczic4ci wagowe 34,0 czesci wagowe 8,0 czesci wagowe 102,0 — emulsja olejowa 1,0 czesci wagowe — dekstrynazólta 0,5 czesci wagowe — woda wedlug potrzeb na W = 3,5 % Do mieszarki laduje sie piasek kwarcowy, mase obie¬ gowa, il bentonitowy oraz dekstryne i miesza sie w czasie 3 minut i nastepnie dodaje sie potrzebna ilosc wody i mie¬ sza przez 6 minut, po czym dodaje sie emulsje olejowa i miesza jeszcze przez 3 minuty.Sporzadzona masa posiadala nastepujace wlasnosci: Pw100 cm4/G min Rw = 0,06 MPa c Rs = 0,14 MPa s' = i %107 381 5 6 Poza podanymi przykladami, emulsje olejowa w ilosci cowego, znamienna tym, ze dodatkowo zawiera 0,5— 0,5—1,5 czesci wagowych na 100 czesci wagowe masy, —1*5 czesci wagowych emulsji olejowej typu olej w wo- zastosowano do poprawy wlasnosci mas sporzadzanych dzie na 100 czesci wagowe masy. na bentonitach lepszej jakosci.Zastrzezenia patentowe 5 2. Masa wedlug zastrz. 1 znamienna tym, ze zawiera 1. Masa formierska skladajaca sie z bentonitu lub ilu 9—3 czesci wagowe bentonitu lub ilu bentonitowego na bentonitowego oraz 91—97 czesci wagowych piasku kwar- 91—97 czesci wagowe piasku kwarcowego. PL