RU2038182C1 - Self-hardening mixture for manufacturing of casting molds and rods - Google Patents
Self-hardening mixture for manufacturing of casting molds and rodsInfo
- Publication number
- RU2038182C1 RU2038182C1 RU92010502A RU92010502A RU2038182C1 RU 2038182 C1 RU2038182 C1 RU 2038182C1 RU 92010502 A RU92010502 A RU 92010502A RU 92010502 A RU92010502 A RU 92010502A RU 2038182 C1 RU2038182 C1 RU 2038182C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixture
- mixtures
- styromal
- ethylene glycol
- rods
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к литейному производству, в частности к составам самотвердеющих формовочных смесей для литейных стержней и форм. Известны самотвердеющие формовочные смеси, содержащие огнеупорный наполнитель, водный раствор силиката щелочного металла и сложные эфиры в качестве жидкого отвердителя, такие как циклический эфир пропиленгликоля и угольной кислоты пропиленкарбонат [1] сложные эфиры уксусной кислоты и этиленгликоля (ацетаты этиленгликоля АЦЭГ) или уксусной кислоты и глицерина (ацетаты глицерина триацетин, диацетин и их смесь). The invention relates to foundry, in particular to compositions of self-hardening molding sand for foundry cores and molds. Self-hardening molding mixtures are known that contain a refractory filler, an aqueous solution of alkali metal silicate and esters as a liquid hardener, such as cyclic ether of propylene glycol and carbonic acid propylene carbonate [1] esters of acetic acid and ethylene glycol (acetic acid glycerol ethylene glycol acetates) or (glycerol acetates triacetin, diacetin and their mixture).
Недостатками смесей со сложными эфирами являются затрудненная выбиваемость из отливок несмотря на пониженное содержание в смесях жидкого стекла, а также сложность регулирования живучести смесей при использовании одной и той же марки ацетатов этиленгликоля или глицерина. Смеси с пропиленкарбонатом имеют ограниченную живучесть, затрудняющую их применение при повышенных температурах воздуха или при изготовлении крупных форм и стержней. The disadvantages of mixtures with esters are the difficult knockability from castings despite the low content of liquid glass in the mixtures, as well as the difficulty in controlling the survivability of the mixtures when using the same brand of acetates of ethylene glycol or glycerol. Mixtures with propylene carbonate have limited survivability, making them difficult to use at elevated air temperatures or in the manufacture of large molds and rods.
Смеси с ацетатами этиленгликоля и глицерина позволяют в широких пределах регулировать живучесть, однако для этого необходимо пользоваться несколькими марками отвердителей с различным фракционным составом. Mixtures with acetates of ethylene glycol and glycerol allow for wide control of survivability, however, for this it is necessary to use several brands of hardeners with different fractional compositions.
Недостатком известных смесей являются относительно низкие прочности на начальных этапах твердения, определяющих цикл изготовления форм и стержней и время достижения ими манипуляторной прочности (возможность транспортировки стержней и форм, их сборки и т.д.). A disadvantage of the known mixtures is the relatively low strength at the initial stages of hardening, which determine the cycle of manufacturing molds and rods and the time they reach manipulative strength (the ability to transport rods and molds, their assembly, etc.).
Наиболее близкой к предлагаемой является смесь со сложными эфирами с добавкой НФ, улучшающей выбиваемость, повышающей живучесть и снижающей осыпаемость смесей и представляющей собой продукт конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида (НФ) [2]
Недостатком смеси с добавкой НФ является то, что последняя несколько увеличивает живучесть и существенно снижает прочность в начальные сроки твердения. При введении в смесь, содержащую 2,5 мас. жидкого стекла и 0,3 мас. ацетата этиленгликоля, добавки НФ в количестве от 0,3 до 1,0 мас. прочность смеси на сжатие (МПа) снижается с 0,33 (смесь без добавки) до 0,17 (при 1% НФ).Closest to the proposed is a mixture with esters with the addition of NF, which improves knockability, increases survivability and reduces the tearability of mixtures and is a condensation product of naphthalenesulfonic acid and formaldehyde (NF) [2]
The disadvantage of the mixture with the addition of NF is that the latter slightly increases the survivability and significantly reduces the strength in the initial stages of hardening. When introduced into a mixture containing 2.5 wt. water glass and 0.3 wt. ethylene glycol acetate, NF additives in an amount of from 0.3 to 1.0 wt. the compressive strength of the mixture (MPa) decreases from 0.33 (mixture without additives) to 0.17 (at 1% NF).
Другим недостатком этой смеси является сильный раздражающий запах, выделяющийся при изготовлении смеси с добавкой НФ, ухудшающий санитарно-гигиенические условия труда. Another disadvantage of this mixture is the strong annoying odor released during the manufacture of the mixture with the addition of NF, which worsens the sanitary and hygienic working conditions.
Цель изобретения регулирование живучести смеси, повышение начальной прочности, улучшение выбиваемости. The purpose of the invention is the regulation of the survivability of the mixture, increasing the initial strength, improving knockability.
Предложенная самотвердеющая смесь для изготовления литейных форм и стержней содержит огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния, водный раствор силиката щелочного металла, сложный эфир (ацетаты этиленгликоля или глицерина) в качестве отвердителя и в качестве добавки стиромаль сополимер малеинового ангидрида со спиртом, омыленный ароматическим амином, в бензольном кольце которого имеется сульфитная группа SO3Nа при следующем соотношении компонентов, мас. Водный раствор силиката щелочного металла 2-5 Сложный эфир отвердитель 0,2-0,7 Стиромаль 0,25-1,25 Огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния Остальное
В качестве отвердителя смесь содержит ацетат этиленгликоля.The proposed self-hardening mixture for the manufacture of foundry molds and cores contains a refractory filler based on silicon dioxide, an aqueous solution of alkali metal silicate, an ester (acetates of ethylene glycol or glycerol) as a hardener and, as an additive, styromal, a copolymer of maleic anhydride with alcohol, saponified by aromatic amine, in the benzene ring of which there is a sulfite group SO 3 Na in the following ratio of components, wt. An aqueous solution of alkali metal silicate 2-5 Ester hardener 0.2-0.7 Styromal 0.25-1.25 Refractory filler based on silicon dioxide Else
The mixture contains ethylene glycol acetate as a hardener.
В качестве отвердителя смесь содержит ацетат глицерина. The mixture contains glycerol acetate as a hardener.
Смесь приготовляют следующим образом. The mixture is prepared as follows.
Предварительно механически перемешивают добавку с водным раствором силиката щелочного металла (жидким стеклом). Далее в смеситель последовательно вводят огнеупорный наполнитель, отвердитель и затем приготовленную ранее композицию, состоящую из жидкого стекла и стиромали. Эта композиция может храниться 1-1,5 ч, после чего наблюдается расслоение компонентов и необходимо дополнительное перемешивание. Pre-mechanically mix the additive with an aqueous solution of alkali metal silicate (liquid glass). Next, a refractory filler, a hardener and then a previously prepared composition consisting of water glass and styromal are successively introduced into the mixer. This composition can be stored for 1-1.5 hours, after which the separation of the components is observed and additional mixing is necessary.
Для повышения стойкости композиции ее подогревают до 75-85оС при постоянном перемешивании выдерживают при этой температуре 35-40 мин. Приготовленная таким способом композиция может храниться в течение 3 ч.To increase the resistance of its composition is heated to 75-85 C with constant stirring, kept at this temperature for 35-40 min. A composition prepared in this way can be stored for 3 hours.
Возможно также вводить стиромаль плотностью 1020-1030 кг/м3 в автоклав вместе с силикат-глыбой при варке жидкого стекла из силикат-глыбы. Приготовленное таким образом жидкое стекло может храниться неограниченное время без расслаивания компонентов.It is also possible to introduce styromal with a density of 1020-1030 kg / m 3 into the autoclave together with a silicate block when cooking liquid glass from a silicate block. Liquid glass prepared in this way can be stored for an unlimited time without delamination of the components.
Использование стиромали в качестве добавки позволяет решать одновременно несколько важных для практики задач: регулировать в широких пределах живучесть смеси, используя отвердитель одного и того же фракционного состава; повышать начальные прочности смеси, сокращая время до раскрытия стержневых ящиков и протяжки модели; резко снижать трудоемкость выбивки смесей из отливок. Возможность повышения с помощью стиромали первоначальной прочности и снижения осыпаемости позволяют снизить содержание в смеси жидкого стекла до 2,0-2,5 мас. и тем самым дополнительно улучшить выбиваемость. Using styromal as an additive allows us to solve several important problems for practice at the same time: to widely regulate the survivability of the mixture using a hardener of the same fractional composition; increase the initial strength of the mixture, reducing the time before opening the core boxes and broaching the model; sharply reduce the complexity of knocking out mixtures from castings. The possibility of increasing the initial strength with the use of styromal and decreasing the crumbling rate allows reducing the content of liquid glass in the mixture to 2.0-2.5 wt. and thereby further improve knockability.
Оптимальное содержание стиромали в смесях 2,5 мас. жидкого стекла 0,7-1,0 мас. верхний предел 1,25 мас. Дальнейшее повышение содержания добавки почти не оказывает влияния на прочность, увеличивает газотворность и стоимость смеси. The optimal content of styromal in mixtures of 2.5 wt. liquid glass 0.7-1.0 wt. the upper limit of 1.25 wt. A further increase in the content of the additive has almost no effect on strength, increases gas production and the cost of the mixture.
В табл. 1-4 приведены данные по влиянию стиромали на свойства жидкостекольных смесей, отверждаемых жидкими отвердителями на основе ацетатов этиленгликоля. При этом использовался ацетат этиленгликоля марки 50 М (очень медленный), обеспечивающий исходным смесям повышенную живучесть. Аналогичное влияние оказывает добавка стиромали на свойства смесей, отверждаемых ацетатами глицерина (табл.5,6, смеси 4 и 5). В тех же таблицах представлены данные по составу и свойствам смесей при предельных значениях содержания связующего жидкого стекла и сложноэфирного отвердителя. При содержании жидкого стекла меньше 2,0 мас. прочностные свойства смеси резко снижаются и появляется большая осыпаемость. In the table. Figures 1–4 show data on the effect of styromal on the properties of liquid-glass mixtures cured by liquid hardeners based on ethylene glycol acetates. At the same time, 50 M ethylene glycol acetate (very slow) was used, which provides increased survivability of the initial mixtures. A similar effect is exerted by the addition of styromalium on the properties of mixtures cured by glycerol acetates (Table 5.6,
Введение в смесь жидкого стекла более 5,0 мас. нецелесообразно, так как при этом прочностные свойства изменяются мало, а трудоемкость выбивки сильно возрастает. The introduction of a mixture of liquid glass more than 5.0 wt. impractical, since in this case the strength properties change little, and the laboriousness of knocking out greatly increases.
Обычно сложноэфирный отвердитель дается в смесь в количестве 10-15% от массы связующего. При большом содержании отвердителя прочностные и другие свойства почти не изменяются, а стоимость смеси заметно возрастает. Поэтому предел по содержанию отвердителя ограничен 0,7 мас. при 5,0 мас. жидкого стекла. Usually the ester hardener is given in the mixture in an amount of 10-15% by weight of the binder. With a high content of hardener, strength and other properties hardly change, and the cost of the mixture increases markedly. Therefore, the limit on the content of hardener is limited to 0.7 wt. at 5.0 wt. liquid glass.
Смесь приготовляют из огнеупорного наполнителя, связующего жидкого стекла, жидкого сложноэфирного отвердителя и добавки, улучшающей свойства смеси. В качестве огнеупорного наполнителя используют кварцевый песок или высокоогнеупорные наполнители: циркон, дистенсиллиманит, рутил, хромит, хромомагнезит и др. The mixture is prepared from a refractory filler, a binder of liquid glass, a liquid ester hardener and additives that improve the properties of the mixture. As a refractory filler, quartz sand or highly refractory fillers are used: zircon, distensillimanite, rutile, chromite, chromomagnesite, etc.
В качестве связующего водного раствора силиката щелочного металла применяется жидкое стекло модуля 2,2-3,0, плотностью 1400-1520 кг/м3. При модуле более 3,0 живучесть смеси резко сокращается, а осыпаемость возрастает до недопустимых значений. При модуле меньше 2,2 выбиваемость смеси заметно ухудшается и объемное твердение снижается. При уменьшении плотности жидкого стекла живучесть смеси несколько падает, начальные прочности снижаются незначительно, суточные прочности остаются достаточно высокими. При плотности жидкого стекла ниже 1400 кг/м3 может возникнуть деформация форм и стержней, а при плотности больше 1520 кг/м3 ухудшается выбиваемость и снижается прочность. При приготовлении смеси используют стиромаль плотностью 1020-1030 кг/м3.As a binder aqueous solution of alkali metal silicate, liquid glass of a module of 2.2-3.0 with a density of 1400-1520 kg / m 3 is used . With a module of more than 3.0, the survivability of the mixture is sharply reduced, and the tearability increases to unacceptable values. With a modulus of less than 2.2, the knockability of the mixture deteriorates markedly and volume hardening is reduced. With a decrease in the density of liquid glass, the survivability of the mixture decreases slightly, the initial strengths decrease slightly, the daily strengths remain quite high. When the density of water glass is lower than 1400 kg / m 3 , deformation of molds and cores can occur, and when the density is more than 1520 kg / m 3, knockability deteriorates and strength decreases. When preparing the mixture using styromal with a density of 1020-1030 kg / m 3 .
Смеси приготавливались в лопастном смесителе следующим образом. Mixtures were prepared in a paddle mixer as follows.
В смеситель загружался огнеупорный наполнитель, вводилась доза жидкого отвердителя и перемешивались 1 мин, после чего загружали заранее приготовленную жидкую композицию, состоящую из водного раствора силиката натрия и стиромали, после этого смесь перемешивали в течение 45-60 с до ее готовности. Указанная жидкая композиция готовилась механическим перемешиванием жидкого стекла и стиромали до однородного состояния. A refractory filler was loaded into the mixer, a dose of a liquid hardener was introduced and mixed for 1 min, after which a previously prepared liquid composition consisting of an aqueous solution of sodium silicate was loaded and styromali, after which the mixture was stirred for 45-60 s until it was ready. The specified liquid composition was prepared by mechanical stirring of liquid glass and styromali to a homogeneous state.
Из приготовленной смеси набивались блоки для получения стандартных цилиндрических образцов и определения прочности смеси на сжатие и осыпаемость по стандартной методике. Blocks were packed from the prepared mixture to obtain standard cylindrical samples and to determine the compressive strength and crumbling of the mixture according to the standard method.
Живучесть смеси и определялась на приборе конструкции ЦНИИТМАШ, работающем по принципу измерения сопротивления вращающегося в свежеприготовленной смеси крестообразного ротора. The survivability of the mixture was determined on the device of the TsNIITMASH design, working on the principle of measuring the resistance of a cross-shaped rotor rotating in a freshly prepared mixture.
Трудоемкость выбивки смесей определялась при заливке сталью технологической пробы массой 150 кг с пятью стержнями сечением 100х100 мм, высотой 180 мм, изготовленных из различных испытуемых смесей. Выбивка стержней осуществлялась механическим путем при одинаковой интенсивности воздействия на залитый стержень и выражалась в условных единицах. The complexity of knocking out the mixtures was determined when casting steel with a technological sample weighing 150 kg with five rods with a cross section of 100x100 mm, a height of 180 mm, made from various tested mixtures. Knocking out the rods was carried out mechanically at the same intensity of impact on the filled rod and was expressed in arbitrary units.
Из приведенных в табл.1 и 2 данных видно, что по мере увеличения содержания в смеси стиромали живучесть смеси сокращается, часовые и 3-часовые прочности возрастают, осыпаемость смеси снижается, а трудоемкость выбивки резко падает. Из сопоставления смесей 5 и 8 (прототип), содержащих одинаковое количество жидкого стекла, стиромали и НФ, следует, что смесь со стиромалью выбивается значительно лучше смеси с НФ (49 и 67 условных единиц соответственно). Таким образом отличительными признаками заявляемой смеси и способа ее приготовления по сравнению с прототипами являются следующие: стиромаль сокращает живучесть смеси и позволяет регулировать ее в широких пределах, используя одну марку отвердителя с повышенной первоначальной живучестью смеси, в то время как добавка НФ лишь незначительно увеличивает живучесть смеси; стиромаль существенно повышает начальные прочности смеси, в то время как НФ понижает; стиромаль в значительно большей степени, чем НФ улучшает выбиваемость смеси (при содержании жидкого стекла 3,5 мас. трудоемкость выбивки при введении 1 мас. стиромали снижается в 2,7 раза, а при 1 мас.ч. НФ в 1,86 раза, при содержании жидкого стекла 2,5 мас. в 5,7 раза и 2,86 раза соответственно); стиромаль не имеет запаха при приготовлении смеси, в то время как при использовании НФ выделяется неприятный резкий запах. From the data given in Tables 1 and 2, it can be seen that as the content of styromal in the mixture increases, the survivability of the mixture decreases, the hourly and 3-hour strengths increase, the tearability of the mixture decreases, and the knock-out time drops sharply. From a comparison of
Составы смеси приведены в табл.1. The composition of the mixture are given in table 1.
Свойства смесей приведены в табл. 2. The properties of the mixtures are given in table. 2.
Claims (1)
Ацетаты этиленгликоля или глицерина 0,2 0,7
Стиромаль 0,25 1,25
Огнеупорный наполнитель на основе диокисда кремния ОстальноеAlkali metal silicate aqueous solution 2 5
Ethylene glycol or glycerol acetates 0.2 0.7
Stiromal 0.25 1.25
Silicon Dioxide Refractory Filler
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU92010502A RU2038182C1 (en) | 1992-12-07 | 1992-12-07 | Self-hardening mixture for manufacturing of casting molds and rods |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU92010502A RU2038182C1 (en) | 1992-12-07 | 1992-12-07 | Self-hardening mixture for manufacturing of casting molds and rods |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2038182C1 true RU2038182C1 (en) | 1995-06-27 |
RU92010502A RU92010502A (en) | 1996-09-27 |
Family
ID=20133219
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU92010502A RU2038182C1 (en) | 1992-12-07 | 1992-12-07 | Self-hardening mixture for manufacturing of casting molds and rods |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2038182C1 (en) |
-
1992
- 1992-12-07 RU RU92010502A patent/RU2038182C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 532986, кл. B 22C 1/10, 1983. * |
2. Авторское свидетельство СССР N 1685587, кл. B 22C 1/02, B 22C 1/10, 1991. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4541869A (en) | Process for forming foundry components | |
RU2038182C1 (en) | Self-hardening mixture for manufacturing of casting molds and rods | |
US3970462A (en) | Self setting molding process | |
RU2033882C1 (en) | Method for preparation of cold-curing liquid glass mixture | |
RU2061572C1 (en) | Self-curing sand for manufacture of casting molds and cores | |
AU657194B2 (en) | Alkaline resol phenol-aldehyde resin binder compositions | |
SU1532181A1 (en) | Sand for making moulds and cores | |
RU2229488C2 (en) | Cold-hardening blend | |
SU1652021A1 (en) | Compound for producing anti-burn coat on casting moulds and cores | |
SU1458058A1 (en) | Self-hardening sand for making moulds and cores | |
RU2167021C2 (en) | Mixture for manufacture of casting molds and cores | |
SU1435365A1 (en) | Self-hardening sand for making moulds and cores | |
SU1379067A1 (en) | Sand for making moulds and cores | |
RU1770022C (en) | Mixture for casting forms and rods preparation | |
RU1787647C (en) | Sand for making casting molds and cores | |
SU1600905A1 (en) | Sand for making cores and moulds hardened in cold tooling by blow-out with sulfurous acid anhydride | |
SU1260102A1 (en) | Sand for making moulds and cores according to co2 process | |
SU1424937A1 (en) | Sand for making moulds and cores | |
SU770641A1 (en) | Pickup-preventing coating for casting moulds and cores | |
SU1731401A1 (en) | Mixture for making casting patterns | |
SU1163958A1 (en) | Composition for making moulds and cores | |
SU1620203A1 (en) | Sand for making moulds and cores in heated tooling | |
RU2094162C1 (en) | Self-hardening mixture for manufacturing casting molds and cores | |
RU1811955C (en) | Self-curing mixture for manufacture of casting molds and foundry cores | |
SU865477A1 (en) | Composition for making moulds and cores |