SU532986A1 - Самотвердеюща смесь дл изготовлени литейных стержней и форм - Google Patents

Description

(21)2062663/02

(22)25.09.74

(46) 23.06.83. Бюл. 23 (72) П.А. Борсук и В.Н. Игнатьев (71) Центральный научно-исследователский институт технологии маьжностроени 

(53) 621.742.4(088.8) (56) 1. Патент Ангии 1150541, кл. С 3 N,1969.

2. Патент Англии 1260439 кл. С 3 N, 1972.

(54) (57) САМОТВЕРДЕЕОЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ СТЕРЖНЕЙ И ФОРМ, включающа  огнеупорный наполнитель, водный раствор силиката щелочного металла и отвердитель, о т л и ч а ющ а   с   тем, что/ с целью упрощени  приготовлени  и регулировани  живучести и скорости твердени  смеси, в качестве отвердител  смесь содержит пропиленкарбонат при следующем соотношении ингредиентов, вес.ч.: Огнеупорный наполнитель80 ,0-110,0 Водный раствор си- ликата щелочного металла (М 2,0-3,0;

уд.в. 1,2-1,5 г/см) 2,0-71,0 Пропиленкарбонат 0,1-1,0 Изобретение -относитс  к тпейноТЯ производству, в частности к состава самотвердеющи} формовочных смесей д литейных стержней и форм. Известны самотвердеющие формовоч ные омеси, содержащие огнеупорный н полнитель, водный раствор силиката металла, двухкальциевЕлй силикат или ангидрит и эфир многоатомного спирта, такой как этиленгликольдиацетат l . Однако эти смеси имеют недостато но высокую скорость твердени , кром того,,не обеспечиваютс  стабильные свойства-смеси при добавке одного ,из бтвердителей, например двухкальциевого силиката или ангидрита и этиленгликольдиацетата. Поэтому вво д т два отвердител , причем в небол ших количествах, что затрудн ет при готовление смеси, дозирование ко}лпонентов и регулирование скорости твердени . Известна также самотвердеюща  фо мовочна  смесь дл изготовлени  литейных форм и стержней, содержаща  огнеупорный наполнитель, водный рас вор силиката щелочного металла и в качестве отвердител  смесь сложных эфиров - диацетина и триацетина 2J Эти эфиры не равнозначны по своей химической активности относительно водного раствора силиката натри . Диацетин - очень активный материал, а триацетин - относительно пассив ный о Поэтому дл  получени  смеси с заданной живучестью эти эфиры необхолимо смешивать . Наличие в этой смеск двух компонентов (диацетина и триацетина) существенно усложн ет технологию приготовлени  смеси, а также затрудн е регулирование ее живучести и скорости твердени . Это происходит изза -большой чувствительности смеси к соотношению компонентов, вход щих в состав ее отвердител о Нарушение эт го соотношени  резко измен ет свойства самой смеси. Целью изобретени   вл етс  упрощение технологии приготовлени  смеси и облегчение регулировани  ее жи вучести и скорости твердени . Это достигаетс  тем, что в качест ве отвердител  предлагаема  смесь со держит пропиленкарбонат при следующем соотношении ингредиентов, вес.ч Огнеупорный наполни80 ,0-110,0 Водный раствор силиката щелочного металла (М 2,03 ,0; уд.в. 1, г/см) 2,0-7,0 0,1-1,0 магнезит или любой другой материал, обычно примен емый в литейном производстве при изготовлении форм и стержней о Св зующим в смеси . вл етс  водный раствор силиката натри  (жидкое стекло) модул  ( отношение SiO,;Ha20) 2 , 0-3 , О 5 уд, в „ 1,2-1,5 г/см Измен   модуль жидкого стекла в указанных пределах можно измен ть живучесть смеси и скорость ее твердени . В качестве жидкого отвердител  используют пропиленкарбонат, представлйющий собой полный сложный циклический эфир пропиленгликол  и угольной кислоты, имеющий следующую формулу сй -сн-сн I о о Пропиленкарбонат изготовл ют путем взаимодействи  окиси пропилена и углекислого газа в присутствии галогенидов щелочных металлов, служащих катализатором процесса, Пропиленкарбонат , представл ющий собой про- „ зрачную жидкость, имеет уд,в,1,2 г/см. Целесообразно пропиленкарбонат вводить в смесь в количестве 0,11 ,0 вес.ч. (предпочтительно 0,20 ,6 вес„ч.). При введении в смесь меньше 0,1 вес.ч. пропиленкарбоната она твердееточень медленно и прочность ее недостаточна дл  изготовлени  стержней и форм. При добавке больше 1,0 вес.ч. пропиленкарбоната скорость твердени  повышаетс  настолько, что живучесть резко сокращаетс  и значительно увеличиваетс  осыпаемость смеси. Самотвердеющую смесь приготавливают следующем образом. В кварцевый песок ввод т пропиленкарбонат и перемешивают в течение 60 с, затем добавл ют водный раствор силиката натри  и перемешивание продолжают в течение 30-60 с. Пример 1. Используют составы, содержание которых приведено в табл.1. Таблица Кварцевый песок 100 100 100 Водный раствор силиката натри  (отношение 510«:ЫагО« -2,8, уд.5. 1,47 г/см) 2,0 7,0 4,0 Пропиленкарбонат ( уд.в. 1,2 г/см) 0,1 1,0 0,3 вода0,5 1,0 0,5

Таблица2

Живучесть, мин Прочность на сжатие, кгй/см

через 1ч

через 3 ч

через 24 ч Прим-ер содержание кот . табл. 3.. Компоненты Кварцевый песо Водный раствор ката натри  (о ние Si02:NayO уд.в, 1,48 г/с Водный раствор ликата натри  ношение SiO2:N уд.в. 1,48 г/с Свойства сме в Jaбл. 4. Показатели Прочность на

2

15

9-12 20 13-15 25 25-30 В .табл. 1 и 3 (смеси 3,4 и 5) приведены составы смесей, модуль жидкого стекла в которых измен етс  от 2-, 1 до 2,8, что позвол ет регулировать живучесть смеси в пределах от 4 до 20-25 мин. Это достигаетс  как за счет выбора жидкого стекла различного модул , так и путем введени  в высокомодульное жидкое стекло различного количества едкого натра, что равносильно снижению модул  стекла. Например, в смеси 5 указанные в табл. 3 свойства достигаютс  при использовании 4 вес.ч, жидкого стекла М 2,8 и 0,27 вес.Чо едкого натра, снижающего модуль стекла до 2,5, Аналогичные результаты по регулированию живучести и скорости твердени  могут быть получены при введении в смесь едкого кали (КОН). Самозатвердевание формовочной смеси за счет взаимодействи  силиката натри  и пропиленкарбоната протекает также в жидкой смеси, котора  о кроме огнеупорного наполнител , водного раствора силиката натри  и пропиленкарбон&та , содержит поверхностно-активное вещество. Наиболее подход щими поверхностно-активными веществами  вл ютс  алкилсульфаты, содержащие в молекуле 8-13 атомов углерода . ПримерЗ. Дл  приготовлени  жидкой смеси используют следующие компоненты, вес.ч.: Кварцевый песок 100 .Водный раствор силиката натри  (отношение SiO2 :1Яа2О 2,( уд.в. 1,47 г/см ) 6,0 Пропиленкарбонат (уд.в. 1,2 г/см) 0,4 Алкилсульфат фракции , 5 Вода2,2

нейший пор док введени  компонентов соответствует описанному. Живучесть смеси 4 мин.

Прочность на сжатие стандартных образцов составл ет через 1 ч 46 кгс/см , через 3 ч 6-8 кгс/см , через 24 ч 12-15 кгс/см.

I -

Пропиленкарбонат можно вводить также в составы известных самотвердеющих смесей на основе жидкогостекла и двухкальциевого силиката или содержащих его материалов (например ,.- феррохромовый шлак) с целью ускорени  и-х затвердевани  и повышени  прочности. В этом случае содержание двухкальциевого силиката, например феррохромового шлака, в смеси может измен тьс  от 1 до 5%, содержание пропиленкарбоната - от 0,1 до 0,6%. Ниже приводитс  пример смеси с одновременным введением двухкальциевого силиката и .пропиленкарбоната .

Пример4. Дл  приготовлени  смеси используют следующие компонен ты, вес.ч.

Кварцевый песок 100 Феррохромовый шлак 1,0 Водный раствор силиката натри  (отношение siO :Na;2O 2, 8, уд.в. 1,47 г/см) 4,0 Пропиленкарбонат (уд.в. 1,2 г/см) 0,15 Вода0,6

Живучесть смеси 4 мин. Прочность на сжатие стандартных образцов со|Ч::тавл ет через 1 Ч-4-б кгс/см , через 3 ч 6-8 КГС/СМ через 24 ч 14-16 кгс/см .

Применение предлагаемой самотвердеющей смеси позвол ет упростит технологию приготовлени  смеси, облегчить регулирование ее жив.учести скорости твердени , а также существенно повысить прочность и улучшить выбиваемость из отливок.

По сравнению с твердыми  Лн порошкообразными отвердител ми (например днухкальциевым силикатом) жидкий отвердитель (Пропиленкарбонат) совершенно безвреден, а расход его в 10-15 раз ниже.