SU807542A1 - Mold and core making sand - Google Patents

Mold and core making sand Download PDF

Info

Publication number
SU807542A1
SU807542A1 SU792791836A SU2791836A SU807542A1 SU 807542 A1 SU807542 A1 SU 807542A1 SU 792791836 A SU792791836 A SU 792791836A SU 2791836 A SU2791836 A SU 2791836A SU 807542 A1 SU807542 A1 SU 807542A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
mixture
production
crystalline silicon
product
binder
Prior art date
Application number
SU792791836A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
О.Г. Савочкин
И.Н. Евстафьев
В.И. Колотилов
А.М. Варюшенков
Е.П. Исаева
Б.П. Громов
Original Assignee
Всесоюзный Проектно-Технологический Институт Литейного Производства
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Всесоюзный Проектно-Технологический Институт Литейного Производства filed Critical Всесоюзный Проектно-Технологический Институт Литейного Производства
Priority to SU792791836A priority Critical patent/SU807542A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU807542A1 publication Critical patent/SU807542A1/en

Links

Landscapes

  • Mold Materials And Core Materials (AREA)

Abstract

СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВ'ЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ, отверждае- ма  газообразным отвердителем, включающа  огнеупорный наполнитель и комп лексное св зующее - побочньА продукт производства кристаллического кремни  в сочетании с водой и щелочью, отличающа  с  тем, что, с целью повышени ' прочности и сни-. жени  осыпаемости форм и стержней после отверждени  газом при сохранении хорошей выбиваемости и высоких противопригарных свойств, смесь содержит указанные ингредиенты при следующем соотношении, вес.%: Побочный продукт производства кристаллического кремни  1,1-1,4 Щелочь0,85-0,98Вода .2,65-3,02Огнеупорньй наполнительОстальноеMIXTURE FOR MANUFACTURING CASTING FORMS AND RODS, cured with a gaseous hardener, including a refractory filler and an integrated binder — a by-product of the production of crystalline silicon in combination with water and alkali, which, in order to increase strength and reduce -. after curing with gas while maintaining good knockability and high nonstick properties, the mixture contains the specified ingredients in the following ratio, wt.%: By-product of the production of crystalline silicon 1.1-1.4 Alkaline0.85-0.98Water .2 , 65-3,02 Fire-resistant fillerEverything else

Description

Изобретение относитс  к области литейного производства, а именно к формовочным и стержневым смес м дл  изготовлени  литейных форм и стержней , отверждаемых газообразным отвердителем . Широко известны смеси, отверждабмые продувкой углекислым газом, вкхр чающиё огнеупорный наполнитель, напр мер варцевый песок и KOMZineKCHoe св зующее на основе жидкого стекла во ного раствора силиката щелочного.ме талла и 10-20%-ных водных растворов едкого HaTpaftJ. Наиболее близкой к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  смесь дл  изготовлени  литейных форм и стержней, отверждаема  газооб разным отвердителе, включак а  огнеупорный наполнитель и комплексное св зующее - побочный продукт производства кристаллического кремни  в с четании с водой и щёлочьюСЗД. Недостатком известной смеси  вл  низка  прочность и осыпаемость форм и стержней после отвержде ни . Целью изобретени   вл етс  повьше ние прочности и снижение осыпаемости форм и стержней после отверждени  га зом при созранении хорошей выбираемости противопригарных свойств. Дл  достижени  указанной цели сме дл  изготовлени  литейных форм и стерж ней, отверждаема  газообразным отвердителем , включанмца  огнеупорный наполнитель и комплексное св зуннцее побочный продукт производства кристаллического кремни  в сочетании с в дои и щелочью содержит указанные ингредиенты при следующем соотношении , вес.%: . Побочный продукт производства кристаллического кремни ;,.- - 1,1-1,4 Едкий натр (20А-НЫЙ водный раствор) 3,5-4,0 Огнеупорный наполнительОстальное Огнеупорный наполнитель - песок формовочный по ГОСТ 2138-74. Побочный продукт производства кристаллического кремни  представл ет собой тонкую, непористую, высококремиеземистую аморфную пыль общего химического состава, вес.%: Углерод 3-10 Окись алюмини  1-4 2 Окись железа 1,5-1,6 Окись кальци  0,3-1,7 Двуокись кремни  . Остальное Насыпна  масса 160-170 кгс/м угол естественного откоса - 40. Пыль не гигроскопична, склонна к образованию агрегатов, имеет серый Зерновой состав пыли: Побочный продукт производства кристаллического кремни   вл етс  ocHoBHEtM компонентом комплексного кремнеземсодержащего св зующего в предлагаемой смеси. Частицы высококремнеземистой пыли, в частности побочный продукт при производстве кремни  из кремнеземсрдержащих : соединений,  вл ютс  твердыми частицами гидратированного аморфного кремнезема - силикагел . При тепловой обработке в щелочной среде силикагель переходит в различные формы высокомолекул рных кремниевых кислот в водном растворе, которьй обладает  рко выраженными коллоидными в жущими свойствами после охлаждени . В качестве щелочной среды в комплексном кремнеземсодержащем св зующем предлагаемой смеси {{спользован 20%-ный водный раствор едкого .натра Водородный показатель среды при выбран ном соотнощении компонентов св зующего составл ет рН 12,9-13 ед. Это обес печйвает перевод высокомолекул рных кремниевых кислот в состо ние с основной формой существовани  в виде иона 5i ОI - с активной ненасьщ5енной двойной св зью Si О, способной к полимеризации при последующем снижении рН, например за счет продувки углекислым газом, до образовани  твердой полимерной (в заной) структуры первоначальных частиц аморфного кремнезема (силикагел ) SiO . При углекислым газом предлагаемой смеси кремнекислоты св зующего полимеризируютс  от формы SiO 3 до твердых полимерных структур частиц аморфного кремнезема - силикагел , обладающего исходными paзмepa ш частиц побочного продукта, производства кристаллического кремни . Одновременно в пленке св зующего вьщел ютс  карбонаты натрц . При продувке угпекиспь1м газом известной смеси жидкое стекло-силикат натри  в св зуницей пленке разлагаетс с образованием силикагел  с размерам частиц кремнезема в среднем 80 А и карбонатов. Значительно большие размеры части силикагел  в пленке св зующего затве девшей предлагаемой смеси .(3 мкм 3 против 80 А в известной) обёспечивают им .большую энергетическую устойчивость,. т.е. меньшую склонност к взаимодействию с карбонатами натри при обычжэй температуре, а при залив ке жидким металлом - с окислами мета ла на границе металл - форма. В известной смеси при продувке ее углекислым газом нар ду с образовани ем силикагел  из силиката имеет место и обратный процесс при обьтной температуре, который ускор етс  при более высоком из-за низкой энерг ткческой устойчивости частиц силикагел  - продукта разложени  жидкого стекла. При заливке жидким металлом силикат натри  в известной смеси на гран це металл - форма образует прочные железистые силикаты с окислами тшдко го металла, что способствует образованию; прочного пригара смеси к отливке . В толще формы или стержн  при их прогреве от тепла отливки силикат натри  взаимодействуют с наполнителем - кварцевым песком, образуют прочные монолиты со стертой границей наполнитель - св зующее. При заливке жидким металлом предлагаемой смеси образование затвердевшей корки отливки заканчиваетс  р нее, чем полное растворение мелких и крупных частиц кремнезема в расплавленном карбонате в пленке св зующего с образованием силикатов на границе металл - форма. Однако от теплосодержани  остывающего металла с течением времени силикат натри  в пленке св зующего в слое смеси у поверхности отливки образуетс  попностью , взаимодействует с наполните лем, но прочна  корка смеси с чет;кой границей имеет толщину не более 2-12 мм при толщине отливки 15-130 м и имеет низкое сцепление с отливкой . Пригар смеси легко удал етс , В толще смеси за коркой в пленке св зующего изменений.практически не происходит. Пленка состоит из твер дои смеси частиц аморфного кремнезема и карбонатов . с примесью сили- . катов натри  и легко разрушаетс . Это способствует легкой выбиваемости предлагаемой смеси из отливок обычными методами. Св зующее приготавливают следующим образом. Едкий натр раствор ют в расчетном количестве воды при комнатной темпераутре . Далее ввод т аморфную пыль побочный продукт производства кристаллического кремни  и ведут растворение ее, непрерывно перемешива  до получени  однородногораствора при температуре 80-90 С в течение 2,0-2,5 ч, обеспечива  технологически приемлемую в зкость 25-30 сПз. Готовое св зующее после охлаждени   вл етс  устойчивым коллоидным раствором, в котором частицы побочного продукта производства кристаллического кремни  наход тс  в виде высокомолекул рных кремниевых кислот Смешивание компонентов св зующего осуществл етс  в мешалке закрытого типа дл  предотвращени  испарени  воды. Предлагаемую смесь приготавливают, в лопастном или катковом смесителе обычного типа, смешива  огнеупорный наполнитель со св зующим в течение 2 мин. Предпочтительный, способ изготовлени  стержней и форм из предлагаемой смеси продувкой углекислым газом в оснастке в услови х крупносерийнсщо, мелкосерийного и массового производства . Изобретение иллюстрируетс  составами и свойствами смесей, которые при-, ведены в табл.1 и 2. Как следует из таблиц, лучшим комп лексом свойств обладают смеси №1,3 и 4. . При содержании компонентов домеси ниже нижнего предела № 1 снижаетс  прочность после отверждени  продувкой углекислым газом, а при содержа НИИ их вьш1е верхнего пределах (смес № 5) наблюдаетс  снижение газопроницаемости , некоторое ухудшение выбираемости и пригораемости. Смесь в соответствии с изобретением обладает более высокими физикомеханическими № технологическими свой ствами после продувки углекислым газом: прочность на сжатие в 4,2 раза;The invention relates to the field of foundry, namely, molding and core mixtures for the manufacture of casting molds and cores, cured with a gaseous hardener. Widely known are mixtures that are cured by carbon dioxide blowing, in vitro refractory filler, eg boar sand and KOMZineKCHoe binder based on a liquid glass of a military solution of alkali metal silicate and 10-20% aqueous solutions of caustic HaTpaftJ. Closest to the described invention, the technical essence and the achieved result is a mixture for the manufacture of casting molds and cores, cured by a gas-curing hardener, including a refractory filler and complex binder - a by-product of the production of crystalline silicon in combination with water and alkaline. A disadvantage of the known mixture is low strength and friability of the forms and rods after curing. The aim of the invention is to increase the strength and decrease the fritability of the molds and rods after gas curing while maintaining a good choice of antiburning properties. To achieve this goal, blends for the manufacture of casting molds and cores, hardened with a gaseous hardener, include refractory filler and a complex binder from the production of crystalline silicon in combination with these and alkali contain the specified ingredients in the following ratio, wt.%:. By-product of the production of crystalline silicon;, .- - 1.1-1.4 Caustic soda (20A-aqueous solution) 3.5-4.0 Refractory fillerOther Refractory filler - molding sand according to GOST 2138-74. The by-product of the production of crystalline silicon is a fine, non-porous, highly cremaceous amorphous dust of general chemical composition, wt.%: Carbon 3-10 Aluminum oxide 1-4 2 Iron oxide 1.5-1.6 Calcium oxide 0.3-1, 7 Silicon dioxide. Rest Bulk weight 160-170 kgf / m angle of repose - 40. Dust is not hygroscopic, prone to the formation of aggregates, has a gray grain dust: A by-product of the production of crystalline silicon is ocHoBHEtM component of the complex silica-containing binder in the proposed mixture. Particles of high-silica dust, in particular a by-product in the production of silicon from silica containing: compounds, are solid particles of hydrated amorphous silica-silica gel. During heat treatment in an alkaline medium, silica gel transforms into various forms of high molecular weight silicic acids in aqueous solution, which has clearly pronounced colloid in adhering properties after cooling. The alkaline medium in the complex silica-containing binder of the proposed mixture is {{a 20% aqueous solution of caustic is used. The pH of the medium at the selected ratio of binder components is pH 12.9-13 units. This ensures the transfer of high molecular weight silicic acids to the state with the main form of existence in the form of the 5i OI ion — with an active, non-saturated double bond Si O, capable of polymerization with a subsequent decrease in pH, for example, by blowing carbon dioxide () in the closed) structure of the initial particles of amorphous silica (silica gel) SiO. With carbon dioxide, the proposed mixture of silica binder polymerizes from the SiO 3 form to the solid polymer structures of the particles of amorphous silica - silica gel, which has the initial size of byproduct particles, the production of crystalline silicon. Simultaneously, carbonates of sodium are added in the binder film. When purging carbon dioxide with a gas of a known mixture, liquid glass-sodium silicate decomposes into a silica film with the formation of silica gel with an average particle size of silica of 80 A and carbonates. The much larger dimensions of a portion of the silica gel in the binder film of the substrate of the proposed mixture (3 μm 3 versus 80 A in the known mixture) provide them with greater energy stability. those. lower tendency to react with sodium carbonates at a usual temperature, and when filled with liquid metal - with metal oxides at the metal – form interface. In a known mixture, when it is flushed with carbon dioxide, along with the formation of silica gel from silicate, a reverse process also takes place at an ambient temperature, which is accelerated at a higher because of the low energy stability of silica gel particles, a product of decomposition of liquid glass. When the metal is poured with liquid metal, sodium silicate in a known mixture on the face of metal — the form forms strong ferrous silicates with oxides of metal, which promotes formation; durable burn mixture to casting. In the thickness of the mold or rod, when they are heated from the heat of casting, sodium silicate interacts with a filler — quartz sand; they form strong monoliths with a blurred border; the filler — the binder. When the proposed mixture is poured with liquid metal, the formation of a hardened casting crust ends more than the complete dissolution of small and large silica particles in the molten carbonate in the binder film with the formation of silicates at the metal-form interface. However, from the heat content of the cooling metal over time, the sodium silicate in the binder film in the mixture layer at the surface of the casting is formed by contact, it interacts with the filler, but the strong crust of the mixture with a clear boundary has a thickness of no more than 2-12 mm with a casting thickness of 15- 130 m and has a low grip. Pig of the mixture is easily removed. In the thickness of the mixture behind the crust in the binder film, changes do not occur. The film consists of a solid mixture of particles of amorphous silica and carbonates. with admixture of sili-. sodium cathode and easily destroyed. This contributes to the easy knockability of the proposed mixture of castings using conventional methods. The binder is prepared as follows. Caustic soda is dissolved in the calculated amount of water at room temperature. Next, amorphous dust, a by-product of the production of crystalline silicon, is introduced and dissolves it, continuously mixing until a homogeneous solution is obtained at a temperature of 80-90 ° C for 2.0-2.5 hours, providing a technologically acceptable viscosity of 25-30 centipoise. The finished binder, after cooling, is a stable colloidal solution in which the by-product particles of the crystalline silicon production are in the form of high molecular weight silicic acids. The binder components are mixed in a closed type mixer to prevent water from evaporating. The proposed mixture is prepared, in a conventional type of paddle or roller mixer, by mixing the refractory filler with the binder for 2 minutes. The preferred method of making rods and molds from the proposed mixture is by purging with carbon dioxide in a snap-in under high-volume, low-volume and mass production conditions. The invention is illustrated by the compositions and properties of the mixtures, which are listed in Tables 1 and 2. As follows from the tables, mixtures No. 1.3 and 4 have the best complex of properties. When the content of the house components is below the lower limit No. 1, the strength decreases after solidification by carbon dioxide blowing, and when the SRI contains their upper limits (mixture No. 5), a decrease in gas permeability is observed, a slight deterioration in selectability and sticking. The mixture in accordance with the invention has higher physical and technological properties after purging with carbon dioxide: compressive strength 4.2 times;

осыпаемость ниже более чем в 20 раз, при незначительной работеcrumbling lower by more than 20 times, with little work

807542 «807542 "

по выбираемости и практическом отсутствии пригораемости.on selectability and practical absence of sticking.

Таблица 1Table 1

Щелочь (едкийAlkali (caustic

натр по ГОСТrub according to GOST

4328-66)4328-66)

Вода техническа Water technical

Песок кварцевыйQuartz sand

по ГОСТ 2138-74 ГГримерчаниin accordance with GOST 2138-74 of Grimerchani

Прочность на сжатие ,после продувки углекислым газом в течение 45 с, кгс/смCompressive strength, after purging with carbon dioxide for 45 s, kgf / cm

252 230 228252 230 228

3,5 0,3 0,16 6,9 0,5 0,363.5 0.3 0.16 6.9 0.5 0.36

0,760,850,915 0,981,120.760,850,915 0,981.12

2,342,652,735 3,023,482,342,652,735 3,023,48

95,995,4.95,09 94,693,995,995,4.95,09 94,693,9

Таблица 2table 2

16,8 18,5 18,916.8 18.5 18.9

1414

230 217230 217

190190

0,11 0,08 0,04 0,26 0,19 0,16 е: Приведенные в таблице значени  щелочи и воды соответствуют 20%-ному водному раствору едкого натра. Выбиваемость, кгм (по работе, затрачиваемой на. выработку смеси из образца ) Не при Пригораемость (визуальна  оценка) горает к обра к отливкам - образцам толщиной цам 20 , 50 и 100 мм отливкам 0.11 0.08 0.04 0.26 0.19 0.16 e: The values of alkali and water given in the table correspond to a 20% aqueous solution of caustic soda. Beatability, kgm (for work expended on producing a mixture from a sample) Not with prigoreyamost (visual assessment) burns to the castings - samples with thicknesses of 20, 50 and 100 mm castings

807542807542

8 Продолжение табл, 2 ПовышеНа образцах - отливках смесь удал етс  до чистой поверхности ние металла обстукиванием в виде косцеплерок смеси, не имекицих сцеплени  ни  мес отливкой. талла с коркой Под коркой поверхность металла чиста  смеси8 Continuation of the table, 2 By raising the mixture in casting specimens, the metal is removed to a clean surface by tapping in the form of a mixture of mixers that do not adhere to the mixture. tall with a crust Under the crust the surface of the metal is pure mixture

Claims (1)

СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ, отверждаемая газообразным отвердителем, вклю чающая огнеупорный наполнитель и комп лексное связующее - побочный продукт производства кристаллического кремния в сочетании с водой и щелочью, отличающаяся тем, что, с целью повышения' прочности и снит жения осыпаемости форм и стержней после отверждения газом при сохранении хорошей выбиваемости и высоких противопригарных свойств, смесь содержит указанные ингредиенты при еле дующем соотношении, вес.%:A MIXTURE FOR THE PRODUCTION OF CASTING FORMS AND BARS, cured by a gaseous hardener, including a refractory filler and a complex binder - a by-product of the production of crystalline silicon in combination with water and alkali, characterized in that, in order to increase the strength and reduce the crumbling of molds and cores after gas curing, while maintaining good knockability and high non-stick properties, the mixture contains the indicated ingredients in the right ratio, wt.%: Побочный продукт производства кристаллического кремния 1,1-1,4A crystalline silicon by-product 1.1-1.4 Щелочь 0,85-0,98Alkali 0.85-0.98 Вода 2,65-3,02Water 2.65-3.02 Огнеупорный наполнитель ОстальноеRefractory filler SU „„807542SU „„ 807542
SU792791836A 1979-07-05 1979-07-05 Mold and core making sand SU807542A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792791836A SU807542A1 (en) 1979-07-05 1979-07-05 Mold and core making sand

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792791836A SU807542A1 (en) 1979-07-05 1979-07-05 Mold and core making sand

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU807542A1 true SU807542A1 (en) 1984-04-15

Family

ID=20838722

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792791836A SU807542A1 (en) 1979-07-05 1979-07-05 Mold and core making sand

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU807542A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2008202587B2 (en) * 2007-06-12 2010-01-28 Minelco Gmbh Moulding material mixture, moulded part for foundry purposes and process of producing a moulded part
RU210048U1 (en) * 2021-12-07 2022-03-25 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Casting shape

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Л сс A.M. Быстротвердеющие , формовочные смеси. М., "Машиностроение", 1965, с.290, 319.2. Авторское свидетельство СССР по за вке » 2707408/02, кл. В 22 С 1/18, .1979. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2008202587B2 (en) * 2007-06-12 2010-01-28 Minelco Gmbh Moulding material mixture, moulded part for foundry purposes and process of producing a moulded part
EP2014392A3 (en) * 2007-06-12 2010-07-21 Minelco GmbH Moulding material mixture, moulded blank for moulding purposes and method for producing a moulded blank
RU210048U1 (en) * 2021-12-07 2022-03-25 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Casting shape

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4410365A (en) Binder
US2992930A (en) Low density refractory oxide
US4440576A (en) Hydraulic cements prepared from glass powders
WO2018147419A1 (en) Mold material composition and method for producing mold using same
JPH0157070B2 (en)
GB2039283A (en) Production of moulds
US3804643A (en) Process for producing casting molds using a dry flowable blended sand
SU807542A1 (en) Mold and core making sand
US4541869A (en) Process for forming foundry components
KR102136575B1 (en) An inorganic binder for casting containing vegetable wax and method for preparing the same
US2114166A (en) Alkali silicate cement
KR101262447B1 (en) Paste composition for manufacturing artificial stone, method of manufacturing artificial stone using the paste composition and inoragnic binder artificial stone manufactured the method
JPS5884163A (en) Inorganic foam and manufacture thereof from phosphoric acid metal tertiary salt
RU2082536C1 (en) Mixture for manufacture of casting molds and cores
US3754952A (en) Method of obtaining chemical resistant concrete
US4131481A (en) Polymer composition
JP2881511B2 (en) Composition for inorganic foam
JP2797197B2 (en) Manufacturing method of cellular concrete
SU944745A1 (en) Mixture for producing casting moulds
SU1125086A1 (en) Coating for metal moulds
JPS6319469B2 (en)
JPH0134942B2 (en)
SU835595A1 (en) Pickup preventing coating for casting moulds and cores
SU1080911A1 (en) Mixture for producing moulds and cores by co@ process
RU2450886C1 (en) Moulding mixture