SU1256846A1 - Суспензи дл изготовлени литейных оболочковых форм по выплавл емым модел м - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к изготовлению оболочковых форм по выплавл емым модел м и может быть использовано также при изготовлении литейных красок и керамических форм по посто нным модел м.

Целью изобретени   вл етс  повышение прочности литейных форм.

Сущность изобретени  состоит в том, что суспензию дл  изготовлени  литейных форм по выплавл емым модел м , включающую этилсиликат, разбави тель, минеральные кислотыj поверхностно-активное вещество, огнеупорный наполнитель, ввод т в коллоидную дисперсию кремнезема в виде пасты коллоидного кремнезема, стабилизированную полиэлектролитами и содержащей 65-90% SiOj.

Пасту приготавливают введением в кремнезоль сульфированной полиакриловой кисмюты или полиакрнламида из расчета 0,005-0,01 г на 1 ч. SiOj, с последующим центрифугированием дл  отделени  воды. Стабилизированна  такими полиэлектролитами паста способна диспергироватьс  в воде и органических растворител х. Она морозоустойчива (после размораживани  сохран ет свои технологические свойства ) ,

Разбавителем в суспе нзии служит вода или смесь ее с органическими растворител ми (ацетоном, спиртами). В качестве катализаторов примен ют кислоты - серную, сол ную, азотную, ортофосфорную или их смеси.

В качестве огнеупорного наполнител  используют пылевидный кварц (плавленый или кристаллический), шамот , циркон, электрокорунд.

Вводимые поверхностно-активные вещества  вл ютс  функциональными добавками, Их ввод т дл  улучшени  смачивани  или в качестве депрессоров испарени  органических растворителей в суспензии.

Суспензию готов т следующим образом .

Стабилизированную полиэлектролитами пасту коллоидного кремнезема диспергируют в воде, затем при перемешивании ввод т кислоты, поверхностно-активные вещества, огнеупорный наполнитель, этилсиликат. Общее врем  перемешивани  30-60 млн. Если гидролиз этилсиликата провод т в среде органических растворителей, то пред 56846

варительно диспергированную в подкисленной воде пасту ввод т в суспензию после этилсиликата и органических растворителей.

5 Составы суспензий и прочностные характеристики форм по примерам I- 13 приведены в табл. 1 и 2.

Пример 1, В емкость смесител  наливают- 1,94 л воды, затем

10 туда же ввод т 80 г пасты коллоидного кремнезема, стабилизированной производными полиакриловой кислоты. Смешивают до получени  однородной дисперсии. Затем последовательно

5 добавл ют 7,33 кг пьшевидного кристаллического кварца, 42 мл сол ной кислоты плотностью .1,19 г/см, 37 мл ортофосфорнрй кислоты плотностью 1,87 г/см , 0,49 л этилсили20 ката-40, 10 г метаупона. Врем  смешивани  суспензии 45 мин. Прочность при изгибе дл  этого и всех приведенных ниже примеров определ ют на трехслойных образцах. Врем  сушки

25 каждого сло  на воздухе 3 ч.

Пример 2, Осуществл ют аналогично примеру I. Пример иллюстрирует возможность получени  технологически приемлемой прочности при

30 низком содержании этил силиката в суспензии .

Пример 3. Пор док приготовлени  суспензии аналогичен примеру 1, но вместо смеси НС и (вод т

22 серную кислоту (плотность 1,83 г/мл). В качестве поверхностно активного вещества использован сульфанол.

Пример 4. Провод т аналогично примеру 1. В качестве разбави4Q тел  использована смесь воды и ацетона в соотношении по массе 1:4. Пор док приготовлени  суспензии: в бак смесител  ввод т 2,0 л ацетона, 5 г жирных спиртов фракции Cjj-C |g

4 (ПАВ), 849 мл этилсиликата, 6,9 кг огнеупорного наполнител  (плавленного кварца). Затем в суспензию ввод т 400 мл воды, в которой предварительно диспергировано 150 г пасты коллоидного кремнезема и введено 29,7 мл сол ной и 8,2 Nin серной кислоты.

Пример 5. Провод т по примеру . 1, Иллюстрирует повьш1ение прочности форм по сравнению с прототипом (пример 7) при равном суммарном количестве св зующего SiO и том же соотношении в суспензии двуокиси кремни  пасты и этилсиликата.

3

Пример 6. Аналогичен примеру 5, Отличие заключаетс  в том, что паста коллоидного кремнезема предварительно дважды подвергнута замораживанию при (-12 С) и оттаиванию при .

Пример 7 (прототип), В смеситель.заливают 2,295 л кремнезо л  (пл. 1,05 г/мл), предварительно обработанного сол ной кислотой до рН 2,2 ад., ввод т 7,193 кг кристаллического пылевидного кварца, 7 г сульфонола, 368 мл этилсиликата-40. Разбавителем суспензии служит вода, содержаща с  в кремнезоле.

Пример 8. Пор док приготовлени  суспензии аналогичен примеру Соотношение компонентов в составе, а также отношение в суспензии SiO от пасты к SiO от этилсилика- та находитс  за пределами предлагаемых значений. Введение в ;,состав суспензии пасты кремнезема менее 0,8% при неверно выбранном со- .отношении между SiOj пасты и этилси- ликата не дает ожидаемого эффекта..

Пример 9. Провод т аналогично примеру 8. Паста с концентрацией SiO менее 65% сходна по свойствам с кремнезол ми: неморозоустойчива , не обеспечивает получени  агломератов оптимального размера. При введении ее в количестве, превышающем 6%, при неоптимальном отношении SiOj пасты и этилсиликата, она не дает эффекта упрочнени .

Примеры 10 и II иллюстрируют свойства оболочки за пределами предлагаемого состава, составл ющие которых по соотношению SiOj от пасты и SiO от кремнезол  близки к граничным услови м.

Пример 12 иллюстрирует возможность использовани  в качестве разбавител  смеси воды и этилового спирта , а пример 13 - циркона в качестве огнеупорного наполнител .

Сопоставление примеров 5 и 10 показывает , что при прочих равных услови х нецелесообразно увеличивать количество SiO от пасты при сохранении концентрации этилсиликата на

568464

прежнем уровне (т.е. выходить за пределы соотношени  1:0,6), так как это сопровождаетс  снижением наполнени  суспензии и уменьшением как абсолют- 5 ной, так и относительной (отнесенной к единице содержани  этилсиликата) прочности.

Сопоставление примеров 4 и Ы свидетельствует, что при прочих рав10 ных услови х изменение соотношени  между SiOj от пасты и от этилсиликата за пределы 1:3 нецелесообразно, так как при этом SiO пасты недостаточно дл  модифицировани  всего этилсили15 катного св зующего. Прочность формы (абсолютна  и относительна ) снижаетс .

Введение в состав суспензии коллоидных дисперсий кремнезема в виде

20 пасты, стабилизированной полиэлектролитами , содержащей 65-90% SiOj, обеспечивает повьш1ение прочности форм, причем эффект этот достигаетс  в интервале соотношений между двуо25 кисью кремни , вводимой в суспензию с пастой и с этилсиликатом, равном 1:(0,6-3),.

Повьш1ение прочности при вьш1е указанном соотношении достигаетс 

0 благодар  тому, что частицы SiO, образующиес  после диспергировани  пасты, представл ют собой удерживаемые полиэлектролитом рыхлые агломераты с активной поверхностью, 5 имекщке оптимальный размер 200- 500 нм.

Применение предлагаемой суспензии с коллоидной дисперсией кремнезема не измен ет технологических режимов 0 изготовлени  оболочковых форм. Прочность форм в холодном состо нии и при 900 С повьш аетс  в среднем на 28%, что позвол ет снизить содержание этилсиликата в суспензии на 30%, 5 Введение пасты коллоидного кремнезема в суспензию расшир ет область использовани  составов суспензии с пониженным содержанием этилсиликата , так как паста в отличие от 0 кремнезолей морозоустойчива, что значительно упрощает транспортировку и хранение исходного продукта.

Claims (1)

1. СУСПЕНЗИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ, включающая этилсиликат, органический разбавитель, минеральную кислоту, поверхностно-активное вещество, огнеупорный наполнитель, коллоидную дисперсию кремнезема, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности литейных форм, в качестве коллоидной дисперсии кремнезема суспензия содержит пасту коллоидного кремнезема с 65-90% двуокиси кремния, при этом соотношение в суспензии двуокиси кремния, внесенной пастой, и двуокиси кремния, введенной этилсиликатом, составляет 1:(0,6-3), а компоненты имеют следующее соотношение, мас.%: Этилсиликат 2-9

   Органический разбавитель 17-21

   Минеральная кислота 0,5-1,2

   Поверхностно-активное вещество 0,05-0,1

   Паста коллоидного кремнезема с 65-90% двуокиси кремния 0,8-6,0

   Огнеупорный наполнитель Остальное