SU1713714A1

SU1713714A1 - Способ приготовлени жидкостекольного св зующего дл формовочных и стержневых смесей

Info

Publication number: SU1713714A1
Application number: SU874241548A
Authority: SU
Inventors: Николай Иванович Шадрин; Сергей Семенович Жуковский; Сергей Дмитриевич Тепляков; Анатолий Петрович Козлов
Original assignee: Институт проблем литья АН УССР
Priority date: 1987-05-05
Filing date: 1987-05-05
Publication date: 1992-02-23

Abstract

Изобретение относитс к литейному производству и может быть использобано дл изготовлени форм и стержней изжид- костекольных смесей. Цель изобретени -^ улучшение санитарно-гигиенических усло-вий труда и техники безопасности при приготовлении св зующего, устранение разуп-' рочнвни смесей за счет, повышени их общей прочности и снижени осыпаемости,. а также расщИрение объемов производства жидкостекольных смесей. Способ приготовлени жидкостеко/^ьного св зующего дл формовочных и стержневых смесей заключаетс в том, что ортофосфорную кислоту на первой ступени нейтрализуют триполифОс- фатом натри в количестве 5,0,,,15,0% от ее массы, на второй - количество едкого натра дл стадии нейтрализации ортофосфорной кислоты составл ет в их массовом соотношении

Description

Полученную комплексную добавку ввод т в жидкое стекло в массовом соотношении 1:(4,0-19,0).

Улучшение санитарных условий труда и техники безопасности приготовлени св зующего обеспечиваетс исключительно за счет нейтрализации ортофосфорной кислоты на первой ступени триполифосфатом натри . При растворении триполифосфата натри в ортофосфорной кислоте реакци идет ровно без каких-либо паро-газовых выделений и выбросов. На второй ступени нейтрализации ортофосфорной кислоты едким натром идет дальнейшее образование моно-ди- и тринатрййфосфатов, реакци образовани фосфатов идет ровно без выбросов и паро-газовых выделений. Процесс нейтрализации ортофосфорной кислоты по двухступенчатой системе с использованием на первой ступени триполифосфата натри обеспечивает в отличие от прототипа надежную технику безопасности .и санитарные услови в технологии приготовлени жидкостекольного св зующего. Одновременно така комплексна модифицирующа добавка дл жидкого стекла обеспечивает высокую общую и -поверхностную прочность форм и стержней, нечувствительность смеси к нарушению режимов пёрепродувки С02, что открывает широкую возможность к расширению объемов изготовлени стержней и форм из жидкостекольных смесей.

Кроме того, смеси, приготовленные согласно изобретению, не имеют хрупкости, они не подвергаютс сколу и разрушению при резких динамических нагрузках. Такое резкое повышение служебных характеристик стержней и форм достигаетс исключительно за счет внедрени фосфатных ионов в силикатную матрицу, измельчени и плотной упаковки глобул рной структуры продуктов твердени , снижени пористости и внутрикапилл рных напр жений, а также повышени св зей и эластичности между отдельными глобулами.

Св зующее может быть использовано дл смесей, отверждаемых углекислым га-зом , и самотвердеющих, жидких и сыпучих.

Составы растворов нейтрализованной ортофосфорной кислоты приведены в табл.1 (на первой ступени) и табл.2 (на второй ступени ), жидкостекольного св зующего в табл.3.

Л р и м е р 1. Смеси по С02 - процессу (табл. 4,5).

П р и м е р 2. Самотвердеющие смеси (табл. 6,7).

Примерз. Смеси дл форм и стержней теплового отверждени (табл. 8,9).

Пример 4. Жидкие самотвержеющие смеси (табл. 10,11).

При м е р 5. Смеси холодного отверждени (табл. 12,13).

Как видно из приведенных примеров,

дл смесей, отверждаемьгх углекислым газом (пример 1) обща и поверхностна прочность выше, чем у смеси по прототипу , в 4-6 раз, а остаточна прочность ниже

0 на 30-40%. Дл самотвердеющих смесей (пример 2) повышаетс живучесть и прочностные свой.ства, вместе с тем представл ; етс возможность использовать в качестве отвердител нар ду с феррохромовымшла5 ком и жидкими отвердител ми цементы. Использование цементов обеспечивает высокие прочностные свойства смеси и хорошую выбивку отливок, что дополнительно позвол ет расширить область применени

0 жидкостекольных смеСей дл ответственных стержней вместо смесей с жидкими отвердител ми на Основе сложных эфиров. Вместе с тем остаточна прочность смесей с цементным отвердителем после прокалки

5 ниже в 3-4 раза, чем у смесей со сложноэфирными отвердител ми, а обща и поверхностна прочность смеси с цементным отвердителем удовлетвор ет требовани м стержней любой сложности.

0 Использование св зующего дл форм и стержней с тепловой подсушкой (пример 3) и жидких самотвердеющих смесей (пример 4), показывает, что лрочностные свойства смесей с тепловой сушкой и жидких само5 твердеющих смесей в 1,5-2,0 раза выще, чем у смесей по прототипу, а остаточные прочности у смесей с цементным отвердителем минимальны. В смес х холодного отверждёни с жидкими отвердител ми

0 сложноэфирногб типа (Флодур-1 Польской

Народной Республики) позвол ет повысить

живучесть смеси в 2,,5 раза, а также

прочностные характеристики стержней и

форм на всех стади х твердени в 2,5-3,0

5 раза, улучшить выживаемость смеси из отливок . Кррметого, использование св зующего по изобретению в смес х холодного отвер; ждени позвол ет резко повысить силикатный модуль жидкого стекла с 2,30-2,40 до

0 3,00. что благопри тно сказываетс на снижении трудоемкости выбивки смеси из отливок , так как резко сокращаетс в св зующей композиции количества легкоплавкого компонента - окиси натри . Термостойкость

5 св зующего повышаетс также за счет введени фосфатов (моно-, ДИ-, тринатрийфосфэтов и полифосфатов) в жидкое стекло и образовани силикофосфатной системы Na20-P205-Sl02, св зывани щелочи в кристаллические фазы: 9 NaaO -SPzOs 6S102;

SNazO P205 -ASIOarlSWazO SP205X X 6SIQ2. Экспериментальными исследовани ми установлено, что температура плавлени св зующего увеличиваетс по сравнению с обычным жидким стеклом на 30-50% и составл ет 1000-1350 0 против 760-790 С дл жидкого стекла с модулем 2,30-2,50. При этом сокращаетс количество эвтектического расплава и снижаетс его текучесть, что предотвращает растекание расплава по поверхности кварцевого зерна наполнител .

Claims

Улучшение физико-механических и технологических свойств у всех типов смесей достигаетс за счет внедрени фосфатных ионов ко плексной добавки в силикатную матрицу жидкого стекла, измельчени и плотной упаковки продуктов твердени , снижени пористости и внутренних напр жений в св зующей композиции. Формула изобретени Способ приготовлени жидкостекрльного св зующего дл формовочных и стержневых смесейгвключающий нейтрализацию ортофосфорнЪй кислоты двухступенчатым

методом, при этом на второй ступени кислоту обраба тывают едким натром, с последующим введением полученной комплексной добавки в жидкое стекло, отличающийс тем, что, с целью улучшени санитарногигиенических условий труда и техники безпасности при приготовлении св зующего, предотвращени разупрочнени смесей за счет повышени их общей прочности и снижени осыпаемости, а также расширени

объемов производства жидкостекольных смесей, ортофосфорную кислоту на первой ступени нейтра лизуЧ т трйполифосфатом натри в количестве 5,0... 15,0% от ее массы, количество едкого натра дл стадии нейтрализации ортофосфорной кислоты составл ет в их массовом соотношении (3,0-9,0): 1.0, а количество комплексной добавки в жидком стекле - 1,0:(4,0-19,0).

Концентрированна экстракционна ортофосфорна кислота п ютностью Ь68 г/см

Триполифосфат натри Увеличение объема растСостав раствора ортофос форной кислоты после первой Ступени нейтрализации соответственно табл.1

1 , . 2 .-., .

. - .

В5

95 5

90

is

T-§.2...

Состав св зующего соответственно табл. 3

1

2

3 .

Кварцевый песок

Прочность смеси на разрыв после продувки . в течение 10 с/бОс, МПа

Прочность на разрыв через Z ч, МПа

Осыпаемость, %

Остаточна прочность поле прокалки на сжатие, МПа

оос

60С°С

юооЧ

Таблиц и 3

.5

.5

95,5 95,5 95i5 95,5 95,5

0,16/0,28 0,18/0,23 0;20/0,30

1 ,t3/1,12 1,10/0,98 0,90/0,88 0,01/0,01 0,01/0,05 0,05/0,05

0,98

0,12, 0,15 0,10 0,85 0,0 0,0 0,87

9

1713714

10 Таблица 6

Та б ли ц ад

Составы св зующего табл,1

:1

2

3

Жидкое стекло

М;-2,ЛО

Жидкий ,отвердитёль ацетаты этиленглико ( Флсэ ур 5, ПНР)

Каолин

Мазут

Кварцевый песок

Жидкое стекло с силикатным модулем, 3,00

. Жидкое стекло с силикатным модулем 2,75.

Та ё л и ц а 12

0,,$

/- .V-- 2,0 :

о,и0,40

95,65 93,15 95,15

Т а б л и ц а 13