RU2813028C1 - Смесь для изготовления литейных форм и стержней и способ её приготовления - Google Patents
Смесь для изготовления литейных форм и стержней и способ её приготовления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2813028C1 RU2813028C1 RU2023131183A RU2023131183A RU2813028C1 RU 2813028 C1 RU2813028 C1 RU 2813028C1 RU 2023131183 A RU2023131183 A RU 2023131183A RU 2023131183 A RU2023131183 A RU 2023131183A RU 2813028 C1 RU2813028 C1 RU 2813028C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixture
- liquid glass
- ost
- strength
- silicon dioxide
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 262
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 9
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims abstract description 52
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 25
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 claims abstract description 22
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 claims abstract description 20
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims abstract description 20
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 41
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 abstract description 18
- 229910021486 amorphous silicon dioxide Inorganic materials 0.000 abstract description 17
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 abstract description 10
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 abstract description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 abstract description 3
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 abstract description 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 14
- 238000007580 dry-mixing Methods 0.000 description 12
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 12
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 10
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 8
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 4
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910002012 Aerosil® Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001208 Crucible steel Inorganic materials 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 150000004673 fluoride salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000012778 molding material Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 238000005201 scrubbing Methods 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000000344 soap Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к области литейного производства. Смесь для изготовления литейных форм и стержней содержит, мас.%: жидкое стекло – 3,5-4,0, формовочную глину – 2,0-4,0, измельченные отходы силиконовых резин – 1,5-2,0, оборотную смесь – 40-50, водный 4-8%-ный раствор поливинилового спирта – 1,5-2,0 и кварцевый песок – остальное. При прогреве смеси происходит деструкция частиц силикона с выделением углекислого газа и мелкодисперсного аморфного диоксида кремния. Мелкодисперсный аморфный диоксид кремния содержится также в оборотной смеси. При приготовлении смеси мелкодисперсные частицы аморфного диоксида кремния частично растворяются в капельках жидкого стекла, повышая его модуль. Часть микрочастиц аморфного диоксида кремния не успевают раствориться в жидком стекле до его отверждения и остаются в пленке затвердевшего связующего, а при нагреве и дальнейшем охлаждении формы или стержня играют роль микропор, облегчая процесс выбивки стержней. Обеспечивается повышение газопроницаемости и прочности на сжатие, уменьшение остаточной прочности. 4 з.п. ф-лы, 8 табл., 1 пр.
Description
Изобретение относится к литейному производству, а именно, к изготовлению литейных форм и стержней из песчаных смесей на жидкостекольном связующем, отверждаемых продувкой углекислым газом.
Формовочные и стержневые жидкостекольные смеси получили широкое распространение в литейном производстве. Их главными недостатками можно считать низкую сырую (манипуляторную) прочность, осыпаемость и затруднённую выбиваемость из отливок. Одним из способов устранения этих недостатков является повышение модуля жидкого стекла, используемого в качестве связующего материала.
С повышением модуля жидкого стекла прочность стержневой смеси в отверждённом состоянии (после продувки углекислым газом) возрастает [1]. Это позволяет при сохранении необходимого уровня прочности стержня снизить содержание жидкого стекла в смеси и тем самым уменьшить остаточную прочность и улучшить выбиваемость.
Одним из способов повышения модуля жидкого стекла является введение в состав смеси аморфного диоксида кремния.
Известен способ приготовления жидкостекольного связующего для изготовления литейных форм и стержней, который предполагает введение в жидкое стекло аморфного диоксида кремния (аэросила) [2]. Это позволяет повысить прочность форм и стержней почти вдвое при снижении содержания жидкого стекла в смеси до 3,10-3,35 масс.%, за счёт чего удаётся снизить остаточную прочность смеси.
Недостатками данного способа являются необходимость введения в жидкое стекло сильно пылящего мелкодисперсного порошка – аэросила, что ухудшает экологическую обстановку на стержневом участке, и длительность процесса приготовления связующего (перемешивание в течение 20 минут и последующая выдержка в течение 8 часов).
Наиболее близкой к изобретению по сущности явлений, приводящих к необходимому результату, является смесь, состоящая из 5,0-7,0%, масс. жидкого стекла, 0,23-0,27%, масс. соапстока щелочного рафинирования растительного масла, 1,5-2,5 %, масс. белой сажи (аморфного диоксида кремния), 2-3 %, масс. воды, и кварцевого песка в качестве огнеупорной основы [3]. Введение белой сажи способствует повышению модуля жидкого стекла и улучшает выбиваемость стержней из отливок.
К недостаткам данной смеси относятся необходимость приготовления жидкой композиции, включающей в себя белую сажу и воду, а также недостаточно высокая прочность смеси в отверждённом состоянии (рабочая прочность).
Эти недостатки устраняются предлагаемым решением.
Решается задача улучшения технологичности смеси, и снижения экологической нагрузки на окружающую среду за счёт повторного использования отработанной смеси и отходов силиконовых резин.
Технический результат – получение смеси для изготовления литейных форм и стержней на жидкостекольном связующем, обладающей пониженной осыпаемостью и малой остаточной прочностью. При этом в составе смеси применяется подготовленная отработанная (использованная) смесь.
Технический результат достигается тем, что смесь для изготовления форм и стержней, содержащая жидкое стекло и кварцевый песок, согласно изобретению дополнительно содержит в своём составе формовочную глину, измельчённые отходы силиконовых резин, водный раствор поливинилового спирта и оборотную смесь при следующем соотношении ингредиентов, масс.%:
| жидкое стекло | 3,5-4,0 |
| формовочная глина | 2,0-4,0 |
| измельчённые отходы силиконовых резин | 1,5-2,0 |
| водный 4-8%-ный раствор поливинилового спирта | 1,5-2,0 |
| оборотная смесь | 40-50 |
| кварцевый песок | остальное |
При этом в качестве оборотной в составе смеси применяется специально подготовленная отработанная (использованная) смесь по патенту №2793659 [4] или отработанная патентуемая смесь. Способ подготовки оборотной смеси включает в себя дробление комьев отработанной смеси, просеивание полученной смеси через сито и её сухое (без добавления жидких компонентов) перемешивание в смесителе.
Сущность изобретения состоит в следующем.
Для улучшения выбиваемости в патенте №2793659 предлагается добавлять в смесь измельчённые отходы силиконовых резин (ОСР). После прогрева смеси до температур выше 300°С происходит деструкция частиц силикона с выделением углекислого газа и мелкодисперсного аморфного диоксида кремния. При этом масса аморфного диоксида кремния составляет приблизительно 50% от массы измельчённых ОСР, вводимых в стержневую смесь. Таким образом, для случая изготовления мелких и средних стержней, когда стержни прогреваются до температур выше 300°С по всему объёму, в составе отработанной смеси содержится около 1% аморфного диоксида кремния.
В заявляемом изобретении предлагается в состав жидкостекольной стержневой смеси добавлять специально подготовленную оборотную смесь, содержащую частицы аморфного диоксида кремния. Процесс подготовки включает в себя дробление комьев отработанной смеси, просеивание полученной смеси через сито и её сухое (без добавления жидких компонентов) перемешивание в смесителе.
При приготовлении смеси мелкодисперсные частицы аморфного диоксида кремния, содержащиеся в оборотной смеси, частично растворяются в капельках жидкого стекла, повышая его модуль. Быстрому протеканию этого процесса способствует большая поверхность контакта аморфного диоксида кремния с жидким стеклом и его (аморфного диоксида кремния) равномерное распределение по всему объёму смеси, чему способствует сухое (без добавления жидких компонентов) предварительное перемешивание в смесителе. Часть микрочастиц аморфного диоксида кремния не успевает раствориться в жидком стекле до его отверждения. Эти микрочастицы остаются в плёнке затвердевшего связующего и затем при нагреве стержня и дальнейшем его охлаждении играют роль микропор, облегчая процесс выбивки стержней.
Полностью заменить огнеупорную основу смеси – кварцевый песок на специально подготовленную оборотную смесь нельзя, поскольку комплекс эксплуатационных свойств полученной стержневой смеси будет слишком низким даже при увеличении содержания жидкого стекла в смеси, что подтверждается предварительно проведёнными испытаниями (табл. 1). При увеличении содержания жидкого стекла в смеси с 4,0 до 7,0 % (по массе) предел прочности во влажном состоянии остаётся на низком уровне (<0,01 МПа), прочность на сжатие в отверждённом состоянии растёт с 0,89 до 2,22 МПа., однако, газопроницаемость не достаточно высока (168-154 ед) и смесь обладает большой осыпаемостью (0,42-0,39%) и высокой остаточной прочностью (при содержании в смеси более 4% жидкого стекла). Из представленных в табл. 1 составов смесей наилучшим комплексом свойств обладает состав №5 (6% жидкого стекла).
Низкие эксплуатационные свойства смесей объясняются тем, что зёрна кварцевого песка, находящиеся в смеси, частично покрыты твёрдыми остатками жидкостекольного связующего материала, не удалённого в процессе подготовки оборотной смеси. В результате уменьшается площадь поверхности контакта зёрен песка с жидким стеклом, что в свою очередь приводит к снижению прочности смеси в отверждённом состоянии (рабочей прочности). В процессе подготовки оборотной смеси к повторному использованию при дроблении комьев и сухом перемешивании происходит частичная оттирка остатков связующего от поверхности зёрен песка. При этом частицы этих остатков остаются в составе смеси. Слишком большое содержание их в смеси приводит к ухудшению газопроницаемости смеси и к росту её осыпаемости.
Результаты испытаний образцов, изготовленных из свежей стержневой смеси с использованием в её составе различного количества оборотной смеси, показаны в табл. 2. Свежая жидкостекольная смесь с добавкой 30% оборотной смеси обладает высокой прочностью в отверждённом состоянии (2,51 МПа) и хорошей газопроницаемостью (198 ед.), однако, остаточная прочность смеси слишком высока (2,38 МПа). Свежая смесь, содержащая 90% оборотной смеси обладает в 1,26 раза меньшей остаточной прочностью, которая всё же остаётся на очень высоком уровне, что не позволяет считать смесь легковыбиваемой. К тому же газопроницаемость смеси значительно снижается до 162 ед.
Желательно использовать максимально возможное количество оборотной смеси в составе свежей стержневой смеси при сохранении её эксплуатационных характеристик на приемлемом уровне. Этому требованию удовлетворяет содержание оборотной смеси 40-50% (при его увеличении начинает снижаться газопроницаемость смеси и увеличивается её осыпаемость).
Повышение модуля жидкого стекла за счёт растворения в нём аморфного диоксида кремния позволяет уменьшить процентное содержание жидкого стекла в составе смеси с 5,0-6,0%, масс. до 3,0-4,0%, масс. без значительного снижения эксплуатационных свойств. Это подтверждается проведёнными испытаниями (табл. 3). При снижении содержания в смеси жидкого стекла с 6% до 3% её остаточная прочность снижается с 2,31 до 0,46 МПа, газопроницаемость увеличивается незначительно с 185 до 202 ед., прочность на сжатие в отверждённом состоянии снижается в 1,3 раза. Из представленных в табл. 3 составов смесей наилучшим набором свойств обладает состав №2 (3,5% жидкого стекла).
Для повышения сырой (манипуляторной) прочности стержня в состав стержневой смеси добавляется формовочная глина в количестве 2,0-4,0%, масс. (табл. 4). Нижний предел содержания глины 2,0%, масс. обеспечивает сырую прочность стержня, необходимую для его извлечения из стержневого ящика без значительного риска повреждения стержня. Верхний предел составляет 4,0%, масс. поскольку дальнейшее увеличение содержания глины в смеси приводит к снижению прочности смеси в отверждённом состоянии (рабочей прочности).
Для усиления разупрочняющего эффекта в состав смеси вводятся измельчённые отходы силиконовых резин (размер частиц измельчённых отходов силиконовых резин составляет 0,3-0,5 мм) в количестве 1,5-2,0%, масс. (табл. 5). При использовании в составе смеси более 2,5% измельчённых отходов силиконовых резин остаточная прочность продолжает снижаться (составы №5 и №6 в табл. 5). Однако изготовление пробных отливок показало наличие в них пористости, что недопустимо. Поэтому наилучшим в табл. 5 можно считать состав №4.
Для повышения поверхностной прочности стержня и снижения его осыпаемости в смесь добавляется водный 4,0-8,0%-ный раствор поливинилового спирта в количестве 1,5-2,0%, масс. (табл. 6).
Предварительные испытания показали, что концентрация поливинилового спирта в воде менее 4,0%, масс. недопустима из-за значительного повышения прилипаемости стержня к оснастке и трудности его извлечения из стержневого ящика. При концентрации поливинилового спирта более 8,0%, масс. вязкость раствора растёт, что приводит снижению его обволакивающей и связывающей способности.
При увеличении содержания в смеси водного 4-8%-ного раствора поливинилового спирта с 0,25 до 2,0%, масс. осыпаемость смеси снижается более чем в 2,5 раза. При этом остальные эксплуатационные характеристики сильно не изменяются. Вводить в состав смеси более 2% раствора поливинилового спирта нецелесообразно, поскольку в отливках появляется пористость (составы №6 и №7 в табл. 6).
Проведённая экспериментальная проверка показала, что оборотную смесь можно использовать в составе свежей жидкостекольной смеси (без корректировки содержания других компонентов) до 5 раз (табл. 7). При этом в составе смеси, из которой изготавливались образцы для испытаний, в качестве оборотной использовалась специально подготовленная отработанная смесь (патентуемая смесь), полученная в результате выбивки из отливок литейных стержней, изготовленных из стержневой смеси следующего состава, масс.%:
| жидкое стекло | 3,5-4,0 |
| формовочная глина | 2,0-4,0 |
| измельчённые отходы силиконовых резин | 1,5-2,0 |
| водный 4-8%-ный раствор поливинилового спирта | 1,5-2,0 |
| оборотная смесь | 40-50 |
| кварцевый песок | остальное |
При этом способ подготовки оборотной смеси включал в себя дробление комьев отработанной смеси, просеивание полученной смеси через сито и её сухое (без добавления жидких компонентов) перемешивание в смесителе.
В составе №1 использовалась оборотная смесь, прошедшая предварительную подготовку (дробление комьев отработанной смеси, просеивание полученной смеси через сито и её сухое перемешивание в смесителе) один раз. В составе №2 использовалась оборотная смесь, прошедшая предварительную подготовку дважды, в составе №3 – трижды и т.д.
Ограничение повторного использования оборотной смеси (5 раз) связано с тем, что с превышением числа оборотов более указанного, состав оборотной смеси изменяется настолько, что необратимо теряет свои эксплуатационные свойства. В ней увеличивается количество мелкодисперсного диоксида кремния, шамотизированной, т.е. не обладающей связующими способностями, глины (при изготовлении отливок из чугуна и стали) и остатков жидкостекольного связующего, образующегося при частичной оттирке зёрен песка в процессе подготовки оборотной смеси. Всё это, в конечном счёте, приводит к снижению прочности в отверждённом состоянии и уменьшению газопроницаемости смеси (составы смесей №6 и №7 в табл. 7).
Пример
Были изготовлены образцы из предлагаемого состава для сравнения с известной смесью – прототипом [3]. Составы смесей и их физико-механические свойства приведены в табл. 8.
Для приготовления смеси использовались следующие материалы: стекло натриевое жидкое с модулем 2,6, плотностью 1,47 г/см3 (ГОСТ 13078-81); песок кварцевый 2К1О202 (ГОСТ 2138-91); глина формовочная П3 (ГОСТ 3226-93); измельчённые отходы силиконовых резин; водный 4-8%-ный раствор поливинилового спирта марки ПВС, 6/1 1 сорт ГОСТ 10779-78; оборотная смесь. Применяли оборотную смесь по двум вариантам.
Оборотная смесь по первому варианту была изготовлена путём специальной обработки отработанной (использованной) смеси, полученной в результате выбивки из отливок литейных стержней из стержневой смеси по патенту №2793659 следующего состава, масс.%:
| жидкое стекло | 5,0-6,0 |
| формовочная глина | 3,0-5,0 |
| измельчённые отходы силиконовых резин | 1,5-2,0 |
| водный 4-8%-ный раствор поливинилового спирта | 0,5-1,5 |
| кварцевый песок | остальное |
Оборотная смесь по второму варианту была изготовлена путём специальной обработки отработанной (использованной) смеси, полученной в результате выбивки из отливок литейных стержней из стержневой смеси следующего состава, масс.%:
| жидкое стекло | 3,5-4,0 |
| формовочная глина | 2,0-4,0 |
| измельчённые отходы силиконовых резин | 1,5-2,0 |
| водный 4-8%-ный раствор поливинилового спирта | 1,5-2,0 |
| оборотная смесь | 40-50 |
| кварцевый песок | остальное |
Оборотные смеси по обоим вариантам приготавливались следующим образом.
Комья выбитой стержневой смеси дробили с помощью щековой дробилки модели Retsch BB250 XL и просеивали с помощью вибросита модели ВО-01 до получения фракции ≤ 0,5 мм. При этом общие потери оборотной смеси составили не более 5% по массе. Далее полученную смесь перемешивали в смесителе модели 02113 около 5 минут (без добавления жидких компонентов) с целью равномерного распределения частиц аморфного диоксида кремния по всему объёму смеси.
Стержневая (формовочная) смесь приготавливалась следующим образом.
В смеситель модели 02113 загружали оборотную смесь, кварцевый песок, глину, измельчённые отходы силиконовых резин, предварительно подготовленные с помощью режущей мельницы модели Retsch SM100, и перемешивали в течение 3 минут. Затем вводили в смесь жидкое стекло и перемешивали в течение 6 минут. Далее вводили в смесь водный раствор поливинилового спирта и окончательно перемешивали в течение 3 минут.
Свойства смеси оценивались на стандартных образцах. Образцы продували углекислым газом в течение 60 секунд при расходе 30 дм3/мин и давлении 0,1 МПа.
Испытания образцов на прочность (на сжатие) проводились по ГОСТ 23409.7-78. Испытания образцов на газопроницаемость проводились по ГОСТ 23409.6-78. Испытания образцов на осыпаемость проводились по ГОСТ 23409.9-78.
Для определения остаточной прочности образцы предварительно нагревали до 1000°С (1273 К; так же как в патенте на изобретение, взятом за прототип) в течение одного часа, затем охлаждали на воздухе до 20°С и далее испытывали по стандартной методике (ГОСТ 23409.7-78).
Живучесть оценивалась по времени с момента приготовления смеси до момента изготовления образцов, прочность которых при испытаниях оказывалась на 15% ниже прочности образцов, изготовленных из смеси сразу после её приготовления [5].
Для сравнения был принят состав смеси №2 из прототипа.
Из табл. 8 видно, что предлагаемая смесь (составы №2 и №3) имеет более высокие физико-механические свойства по сравнению с прототипом, а именно: газопроницаемость выше в 1,5 раза; прочность в отверждённом состоянии выше в более чем 3,5 раза; остаточная прочность ниже более чем в 1,5 раза. При этом живучесть предлагаемой смеси не уступает таковой у смеси-прототипа.
Таким образом, технологичность смеси повышается. Кроме того, изобретение способствует снижению экологической нагрузки на окружающую среду за счёт разрешения актуальной проблемы рециклинга промышленных отходов, в частности, повторного использования отработанной смеси и переработки отходов силиконовых резин.
Источники информации
1. Жуковский С.С. Прочность литейной формы / С.С. Жуковский. М.: Машиностроение, 1989. 288 с.
2. Авторское свидетельство СССР №1592089, кл. В22С 5/04, опубл. 15.09.1990.
3. Авторское свидетельство СССР №1435365, кл. В22С 1/00, 1/16, опубл. 07.11.1988.
4. Патент РФ №2793659, кл. В22С 1/10, 1/18, опубл. 04.04.2023.
5. Медведев Я.И., Валисовский И.В. Технологические испытания формовочных материалов / Я.И. Медведев, И.В. Валисовский. М.: Машиностроение, 1973. 312 с.
Таблица 1
| № п/п |
Компоненты и характеристики смесей | Состав смесей*, масс.% | ||||||
| №1 | №2 | №3 | №4 | №5 | №6 | №7 | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| 1 | Жидкое стекло | 4,0 | 4,5 | 5,0 | 5,5 | 6,0 | 6,5 | 7,0 |
| 2 | Оборотная смесь** | ост. | ост. | ост. | ост. | ост. | ост. | ост. |
| 3 | Предел прочности на сжатие во влажном состоянии, МПа | <0,01 | <0,01 | <0,01 | <0,01 | <0,01 | <0,01 | <0,01 |
| 4 | Прочность на сжатие в отверждённом состоянии, МПа | 0,89 | 0,92 | 1,13 | 2,07 | 2,12 | 2,18 | 2,22 |
| 5 | Газопроницаемость, ед. | 168 | 165 | 163 | 161 | 159 | 156 | 154 |
| 6 | Осыпаемость, % | 0,42 | 0,42 | 0,40 | 0,40 | 0,39 | 0,39 | 0,39 |
| 7 | Остаточная прочность после прокалки образцов при температуре 1000°С, МПа | 0,45 | 0,62 | 0,75 | 1,42 | 1,86 | 2,05 | 2,50 |
| 8 | Газовая пористость в отливке | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет |
| * В составах смесей варьируется содержание жидкого стекла. ** В качестве оборотной смеси используется отработанная смесь, полученная в результате выбивки из отливок литейных стержней, изготовленных из стержневой смеси по патенту №2793659 путём дробления комьев смеси, просеивания через сита и сухого перемешивания в смесителе. |
||||||||
Таблица 2
| № п/п |
Компоненты и характеристики смесей | Состав смесей*, масс.% | ||||||
| №1 | №2 | №3 | №4 | №5 | №6 | №7 | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| 1 | Жидкое стекло | 6,0 | 6,0 | 6,0 | 6,0 | 6,0 | 6,0 | 6,0 |
| 2 | Оборотная смесь** | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 |
| 3 | Кварцевый песок | ост. | ост. | ост. | ост. | ост. | ост. | ост. |
| 4 | Предел прочности на сжатие во влажном состоянии, МПа | <0,01 | <0,01 | <0,01 | <0,01 | <0,01 | <0,01 | <0,01 |
| 5 | Прочность на сжатие в отверждённом состоянии, МПа | 2,51 | 2,50 | 2,46 | 2,38 | 2,31 | 2,20 | 2,15 |
| 6 | Газопроницаемость, ед. | 198 | 190 | 185 | 180 | 174 | 167 | 162 |
| 7 | Осыпаемость, % | 0,22 | 0,23 | 0,24 | 0,26 | 0,29 | 0,34 | 0,37 |
| 8 | Остаточная прочность после прокалки образцов при температуре 1000°С, МПа | 2,38 | 2,35 | 2,31 | 2,23 | 2,13 | 2,00 | 1,89 |
| 9 | Газовая пористость в отливке | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет |
| * В составах смесей варьируется содержание оборотной смеси. ** В качестве оборотной смеси используется отработанная смесь, полученная в результате выбивки из отливок литейных стержней, изготовленных из стержневой смеси по патенту №2793659 путём дробления комьев смеси, просеивания через сита и сухого перемешивания в смесителе. |
||||||||
Таблица 3
| № п/п |
Компоненты и характеристики смесей | Состав смесей*, масс.% | ||||||
| №1 | №2 | №3 | №4 | №5 | №6 | №7 | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| 1 | Жидкое стекло | 3,0 | 3,5 | 4,0 | 4,5 | 5,0 | 5,5 | 6,0 |
| 2 | Оборотная смесь** | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 |
| 3 | Кварцевый песок | ост. | ост. | ост. | ост. | ост. | ост. | ост. |
| 4 | Предел прочности на сжатие во влажном состоянии, МПа | <0,01 | <0,01 | <0,01 | <0,01 | <0,01 | <0,01 | <0,01 |
| 5 | Прочность на сжатие в отверждённом состоянии, МПа | 1,89 | 1,95 | 2,05 | 2,14 | 2,26 | 2,35 | 2,46 |
| 6 | Газопроницаемость, ед. | 202 | 200 | 200 | 196 | 190 | 187 | 185 |
| 7 | Осыпаемость, % | 0,29 | 0,28 | 0,28 | 0,27 | 0,27 | 0,26 | 0,24 |
| 8 | Остаточная прочность после прокалки образцов при температуре 1000°С, МПа | 0,46 | 0,69 | 0,99 | 1,31 | 1,62 | 1,93 | 2,31 |
| 9 | Газовая пористость в отливке | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет |
| * В составах смесей варьируется содержание жидкого стекла. ** В качестве оборотной смеси используется отработанная смесь, полученная в результате выбивки из отливок литейных стержней, изготовленных из стержневой смеси по патенту №2793659 путём дробления комьев смеси, просеивания через сита и сухого перемешивания в смесителе. |
||||||||
Таблица 4
| № п/п |
Компоненты и характеристики смесей | Состав смесей*, масс.% | |||||||||
| №1 | №2 | №3 | №4 | №5 | №6 | №7 | №8 | №9 | №10 | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| 1 | Жидкое стекло | 3,5 | 3,5 | 3,5 | 3,5 | 3,5 | 3,5 | 3,5 | 3,5 | 3,5 | 3,5 |
| 2 | Формовочная глина | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 3,5 | 4,0 | 4,5 | 5,0 | 5,5 | 6,0 | 6,5 |
| 3 | Оборотная смесь** | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 |
| 4 | Кварцевый песок | ост. | ост. | ост. | ост. | ост. | ост. | ост. | ост. | ост. | ост. |
| 5 | Предел прочности на сжатие во влажном состоянии, МПа | 0,02 | 0,02 | 0,03 | 0,03 | 0,03 | 0,03 | 0,04 | 0,04 | 0,05 | 0,05 |
| 6 | Прочность на сжатие в отверждённом состоянии, МПа | 1,94 | 1,92 | 1,90 | 1,87 | 1,84 | 1,79 | 1,73 | 1,68 | 1,62 | 1,56 |
| 7 | Газопроницаемость, ед. | 197 | 197 | 196 | 195 | 193 | 190 | 190 | 188 | 185 | 182 |
| 8 | Осыпаемость, % | 0,28 | 0,29 | 0,29 | 0,29 | 0,30 | 0,32 | 0,32 | 0,33 | 0,34 | 0,34 |
| 9 | Остаточная прочность после прокалки образцов при температуре 1000°С, МПа | 0,67 | 0,66 | 0,63 | 0,60 | 0,57 | 0,59 | 0,55 | 0,51 | 0,48 | 0,44 |
| 10 | Газовая пористость в отливке | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет |
| * В составах смесей варьируется содержание формовочной глины. ** В качестве оборотной смеси используется отработанная смесь, полученная в результате выбивки из отливок литейных стержней, изготовленных из стержневой смеси по патенту №2793659 путём дробления комьев смеси, просеивания через сита и сухого перемешивания в смесителе. |
|||||||||||
Таблица 5
| № п/п |
Компоненты и характеристики смесей | Состав смесей*, масс.% | |||||
| №1 | №2 | №3 | №4 | №5 | №6 | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 1 | Жидкое стекло | 3,5 | 3,5 | 3,5 | 3,5 | 3,5 | 3,5 |
| 2 | Формовочная глина | 3,0 | 3,0 | 3,0 | 3,0 | 3,0 | 3,0 |
| 3 | Измельчённые отходы силиконовых резин (размер частиц 0,3-0,5 мм) | 0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 |
| 4 | Оборотная смесь** | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 |
| 5 | Кварцевый песок | ост. | ост. | ост. | ост. | ост. | ост. |
| 6 | Предел прочности на сжатие во влажном состоянии, МПа | 0,03 | 0,03 | 0,04 | 0,05 | 0,05 | 0,05 |
| 7 | Прочность на сжатие в отверждённом состоянии, МПа | 1,89 | 1,89 | 1,88 | 1,88 | 1,87 | 1,86 |
| 8 | Газопроницаемость, ед. | 193 | 193 | 192 | 191 | 190 | 190 |
| 9 | Осыпаемость, % | 0,30 | 0,30 | 0,31 | 0,32 | 0,34 | 0,38 |
| 10 | Остаточная прочность после прокалки образцов при температуре 1000°С, МПа | 0,31 | 0,28 | 0,25 | 0,20 | 0,17 | 0,15 |
| 11 | Газовая пористость в отливке | нет | нет | нет | нет | есть | есть |
| * В составах смесей варьируется содержание измельчённых отходов силиконовых резин. ** В качестве оборотной смеси используется отработанная смесь, полученная в результате выбивки из отливок литейных стержней, изготовленных из стержневой смеси по патенту №2793659 путём дробления комьев смеси, просеивания через сита и сухого перемешивания в смесителе. |
|||||||
Таблица 6
| № п/п |
Компоненты и характеристики смесей | Состав смесей*, масс.% | ||||||
| №1 | №2 | №3 | №4 | №5 | №6 | №7 | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| 1 | Жидкое стекло | 3,5 | 3,5 | 3,5 | 3,5 | 3,5 | 3,5 | 3,5 |
| 2 | Формовочная глина | 3,0 | 3,0 | 3,0 | 3,0 | 3,0 | 3,0 | 3,0 |
| 3 | Измельчённые отходы силиконовых резин (размер частиц 0,3-0,5 мм) | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 |
| 4 | Водный 4-8%-ный раствор поливинилового спирта | 0,25 | 0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 |
| 5 | Оборотная смесь** | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 |
| 6 | Кварцевый песок | ост. | ост. | ост. | ост. | ост. | ост. | ост. |
| 7 | Предел прочности на сжатие во влажном состоянии, МПа | 0,05 | 0,05 | 0,05 | 0,06 | 0,06 | 0,06 | 0,07 |
| 8 | Прочность на сжатие в отверждённом состоянии, МПа | 1,88 | 1,88 | 1,89 | 1,92 | 1,94 | 1,96 | 1,97 |
| 9 | Газопроницаемость, ед. | 193 | 192 | 192 | 190 | 190 | 190 | 189 |
| 10 | Осыпаемость, % | 0,13 | 0,10 | 0,08 | 0,06 | 0,05 | 0,05 | 0,04 |
| 11 | Остаточная прочность после прокалки образцов при температуре 1000°С, МПа | 0,17 | 0,17 | 0,17 | 0,16 | 0,16 | 0,16 | 0,16 |
| 12 | Газовая пористость в отливке | нет | нет | нет | нет | нет | есть | есть |
| * В составах смесей варьируется содержание водного 4-8%-ного раствора поливинилового спирта. ** В качестве оборотной смеси используется отработанная смесь, полученная в результате выбивки из отливок литейных стержней, изготовленных из стержневой смеси по патенту №2793659 путём дробления комьев смеси, просеивания через сита и сухого перемешивания в смесителе. |
||||||||
Таблица 7
| № п/п |
Компоненты и характеристики смесей | Состав смесей*, масс.% | ||||||
| №1 | №2 | №3 | №4 | №5 | №6 | №7 | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| 1 | Жидкое стекло | 3,5 | 3,5 | 3,5 | 3,5 | 3,5 | 3,5 | 3,5 |
| 2 | Формовочная глина | 3,0 | 3,0 | 3,0 | 3,0 | 3,0 | 3,0 | 3,0 |
| 3 | Измельчённые отходы силиконовых резин (размер частиц 0,3-0,5 мм) | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 |
| 4 | Водный 4-8%-ный раствор поливинилового спирта | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 |
| 5 | Оборотная смесь** (многократно используемая) |
50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 |
| 6 | Число повторных использований оборотной смеси | один раз | два раза | три раза | четыре раза | пять раз | шесть раз | семь раз |
| 7 | Кварцевый песок | ост. | ост. | ост. | ост. | ост. | ост. | ост. |
| 8 | Предел прочности на сжатие во влажном состоянии, МПа | 0,05 | 0,05 | 0,04 | 0,03 | 0,03 | 0,02 | 0,02 |
| 9 | Прочность на сжатие в отверждённом состоянии, МПа | 1,93 | 1,87 | 1,80 | 1,73 | 1,68 | 1,41 | 1,19 |
| 10 | Газопроницаемость, ед. | 193 | 188 | 183 | 177 | 169 | 155 | 139 |
| 11 | Осыпаемость, % | 0,05 | 0,05 | 0,05 | 0,06 | 0,07 | 0,15 | 0,20 |
| 12 | Остаточная прочность после прокалки образцов при температуре 1000°С, МПа | 0,17 | 0,17 | 0,16 | 0,15 | 0,14 | 0,12 | 0,12 |
| 13 | Газовая пористость в отливке | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет |
| * В составах смесей варьируется число повторных использований оборотной смеси. ** В качестве оборотной смеси используется отработанная смесь, полученная в результате выбивки из отливок литейных стержней, изготовленных из патентуемой стержневой смеси путём дробления комьев смеси, просеивания через сита и сухого перемешивания в смесителе. |
||||||||
Таблица 8
| № п/п |
Компоненты и характеристики смесей | Состав смесей, масс.% | ||
| №1 (прототип) |
№2* | №3** | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 1 | Жидкое стекло | 6 | 3,5 | 3,5 |
| 2 | Формовочная глина | - | 3,0 | 3,0 |
| 3 | Измельчённые отходы силиконовых резин (размер частиц 0,3-0,5 мм) | - | 2,0 | 2,0 |
| 4 | Водный 4-8%-ный раствор поливинилового спирта | - | 2,0 | 2,0 |
| 5 | Оборотная смесь | - | 50 | 50 |
| 6 | Соапсток щелочного рафинирования масла | 0,25 | - | - |
| 7 | Белая сажа – отход производства фтористых солей | 2,0 | - | - |
| 8 | Вода | 2,5 | - | - |
| 9 | Кварцевый песок | ост. | ост. | ост. |
| 10 | Прочность на сжатие***, МПа | 0,50 | 1,94 | 1,93 |
| 11 | Газопроницаемость, ед., не менее | 120 | 190 | 193 |
| 12 | Живучесть, мин, не менее | 10 | 12 | 12 |
| 13 | Остаточная прочность после прокалки образцов при температуре 1000°С, МПа, не более | 0,30 | 0,16 | 0,17 |
| * В качестве оборотной смеси в составе №2 используется отработанная смесь (смесь №5 в табл. 6), полученная в результате выбивки из отливок литейных стержней, изготовленных из стержневой смеси по патенту №2793659 путём дробления комьев смеси, просеивания через сита и сухого перемешивания в смесителе. * *В качестве оборотной смеси в составе №3 используется отработанная смесь (смесь №1 в табл. 7), полученная в результате выбивки из отливок литейных стержней, изготовленных из патентуемой стержневой смеси путём дробления комьев смеси, просеивания через сита и сухого перемешивания в смесителе. * * *Для смеси-прототипа это предел прочности в отверждённом состоянии после выдержки в течение 3 часов. Для смесей составов №2 и №3 это предел прочности в отверждённом состоянии после продувки углекислым газом или выдержки на воздухе в течение 2-3 часов. |
||||
Claims (6)
1. Смесь для изготовления литейных форм и стержней, содержащая жидкое стекло и кварцевый песок, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит формовочную глину, добавку измельченных отходов силиконовых резин, водный 4-8%-ный раствор поливинилового спирта и оборотную смесь, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
2. Смесь по п. 1, отличающаяся тем, что размер частиц измельченных отходов силиконовых резин составляет 0,3-0,5 мм.
3. Смесь по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве оборотной смеси применяется отработанная, использованная, подготовленная смесь.
4. Смесь по п. 3, отличающаяся тем, что отработанная смесь получается в результате выбивки из отливок литейных стержней, изготовленных из стержневой смеси.
5. Смесь по п. 3, отличающаяся тем, что подготовка оборотной смеси включает в себя дробление комьев отработанной смеси, просеивание полученной смеси через сито и ее сухое, без добавления жидких компонентов, перемешивание в смесителе.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2813028C1 true RU2813028C1 (ru) | 2024-02-06 |
Family
ID=
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2909107A1 (de) * | 1978-03-09 | 1979-09-13 | Ahlsell Ir Ab | Verfahren bei herstellung von koerpern aus koernigem und/oder faserhaltigem material mit natriumsilikat alternativ kaliumsilikat (wasserglas) als bindemittel |
| SU1072978A1 (ru) * | 1982-01-21 | 1984-02-15 | Предприятие П/Я Г-4967 | Жидкостекольна смесь дл изготовлени литейных форм и стержней |
| SU1435365A1 (ru) * | 1987-01-12 | 1988-11-07 | Всесоюзный Проектно-Технологический Институт Литейного Производства | Самотвердеюща смесь дл изготовлени литейных форм и стержней |
| SU1620203A1 (ru) * | 1989-01-05 | 1991-01-15 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-технологический институт химического и нефтяного машиностроения | Смесь дл изготовлени литейных форм и стержней в нагреваемой оснастке |
| MD3315B1 (ru) * | 2005-12-23 | 2007-05-31 | Коммерческое Общество "Turnare-M" О.О.О. | Противопригарное покрытие для газифицируемых литейных моделей |
| CN103600446B (zh) * | 2013-10-29 | 2015-11-18 | 哈尔滨玻璃钢研究院 | 耐高温减毒性脱模剂 |
| RU2793659C1 (ru) * | 2022-12-12 | 2023-04-04 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Смесь для изготовления литейных форм и стержней |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2909107A1 (de) * | 1978-03-09 | 1979-09-13 | Ahlsell Ir Ab | Verfahren bei herstellung von koerpern aus koernigem und/oder faserhaltigem material mit natriumsilikat alternativ kaliumsilikat (wasserglas) als bindemittel |
| SU1072978A1 (ru) * | 1982-01-21 | 1984-02-15 | Предприятие П/Я Г-4967 | Жидкостекольна смесь дл изготовлени литейных форм и стержней |
| SU1435365A1 (ru) * | 1987-01-12 | 1988-11-07 | Всесоюзный Проектно-Технологический Институт Литейного Производства | Самотвердеюща смесь дл изготовлени литейных форм и стержней |
| SU1620203A1 (ru) * | 1989-01-05 | 1991-01-15 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-технологический институт химического и нефтяного машиностроения | Смесь дл изготовлени литейных форм и стержней в нагреваемой оснастке |
| MD3315B1 (ru) * | 2005-12-23 | 2007-05-31 | Коммерческое Общество "Turnare-M" О.О.О. | Противопригарное покрытие для газифицируемых литейных моделей |
| CN103600446B (zh) * | 2013-10-29 | 2015-11-18 | 哈尔滨玻璃钢研究院 | 耐高温减毒性脱模剂 |
| RU2793659C1 (ru) * | 2022-12-12 | 2023-04-04 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Смесь для изготовления литейных форм и стержней |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100887410B1 (ko) | 주조용 주형재료 및 그의 제조방법 | |
| CZ300176B6 (cs) | Smes pro výrobu jader a kokil, použití této smesi, zpusob výroby jádra nebo kokily za studena a jádro nebo kokila | |
| DE102006056093B4 (de) | Kernwerkstoff aus Aerogelsand enthaltend Additivsand und dessen Verwendung | |
| RU2813028C1 (ru) | Смесь для изготовления литейных форм и стержней и способ её приготовления | |
| US3330674A (en) | Molding composition containing iron oxide and starch | |
| US4144086A (en) | Additive for concrete | |
| DE3537265C2 (ru) | ||
| RU2793659C1 (ru) | Смесь для изготовления литейных форм и стержней | |
| US2442519A (en) | Insulating material and method of making same | |
| RU2820616C1 (ru) | Смесь для изготовления литейных форм и стержней | |
| RU2445185C1 (ru) | Смесь для изготовления литейных стержней и форм | |
| RU2385782C1 (ru) | Смесь для изготовления форм и стержней в точном литье и способ ее приготовления | |
| DE10131361B4 (de) | Verfahren zur Herstellung von Porenbeton | |
| KR20120024917A (ko) | 방사선 차폐블럭 제조용 응고제 조성물을 이용한 방사선 차폐블럭 제조방법 | |
| JP2006016213A (ja) | コンクリート固化体組成物およびその製造方法およびコンクリート固化体 | |
| KR101170090B1 (ko) | 방사선 차폐블럭 제조용 응고제 조성물 및 이를 이용한 방사선 차폐블럭 및 그 제조방법 | |
| RU2298449C2 (ru) | Легковыбиваемая жидкостекольная смесь и способ ее приготовления | |
| JP2007269591A (ja) | コンクリート製品の製造方法およびコンクリート製品 | |
| RU1789319C (ru) | Смесь дл изготовлени литейных форм и стержней | |
| EP1832357A1 (de) | Form oder Formling, Giesserei-Formstoffgemisch und Verfahren zu seiner Herstellung | |
| SU835589A1 (ru) | Смесь дл изготовлени литейных стерж-НЕй и фОРМ B НАгРЕВАЕМОй OCHACTKE | |
| SU1163958A1 (ru) | Состав дл изготовлени литейный форм и стержней | |
| SU1013081A1 (ru) | Жидка самотвердеюща смесь дл изготовлени литейных форм и стержней | |
| SU833351A1 (ru) | Св зующее дл изготовлени литей-НыХ фОРМ и СТЕРжНЕй | |
| SU1618493A1 (ru) | Смесь дл изготовлени литейных форм |