SU996051A1 - Добавка дл отверждени жидкостекольных смесей - Google Patents

Description

(54) ДОБАВКА ДЛЯ ОТВЕРЖДЕНИЯ ЖОДКОСТЕКОЛЬНЫХ .СМЕСЕЙ

,1 .. Изобретение огноси1ч;  к ли гей ному проиэводсгву, а именно к ншдкостекопьным смес м и предназначено дл  получени  лйгейных форм и стержней. Известны пластичные жидкосгекот.ные смеси, содержащие огнеупорный напо нитель - кварцевый песок, св зующее жидкое стекло, отвержцаемые двухкальциевым силикатом L iX Недостатком данных смесей  вл етс  затрудненна  выбиваемосгь из отливки из-за повышенного содержани  св зующего (4-6 масс, ч.). Наиболее близкой к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  добавка дл  отверждени  жидкоетекольных смесей, включающа  в качестве отвердител  водный раствор электролита 21. Однако недостатком данной смеси в случае использовани  дл  изготовлени  литейных форм и стержней,  вл етс  отсутствие технологического интервала ее жиане способности (живучести), так как соли шелочно-земельных металлов и других водных растворов электролитов при контакте с жидким стшслом вступают в химическую реакцию и вызывают практически мгновенную его коагул цию. Цель изобретени  - повышение живучести и снижени  содержани  жидкого стекла. Поставленна  цель достигаетс  тем, что добавка дл  отверждени  жидкое теколы (ых смесей, включающа  водный раствор электролита, дополнительно содержит легкоплавкое углеводородное соединение , а в качестве водного раствора электролита - 25-43%г«ый раствор хлористого кальци  при следующем соотношении ингредиентов, мае. ч: 25-43%-ый раствор хлористого кальци 7О-вО Легкоплавкое углеводородное соединение2О-ЗО 3..99 В качестве легкоплавкого углеводородного соединени  добавка содержит технические парафины, сгеарин и модельные композиции, примен емые в производстве лить  по выплавл емым модел м, например , ПС (смесь парафина и стеарина в соотношении 1:1), ИПЛ ПуС (7О% парафина, 22% пушечной смаеки, 8% буроугольного воска). Парафин (марки Т) ГОСТ 16960-71,стеаринГОСТ 6.484-53, пушечна  смазка ТГОСТ 19537-74, буроугольный воск ТУ-39/9-34-72, жидкое стекло ГОСТ 8264-56. Добавку по изобретению используют в виде микрокапсул. Процесс микрокапсулировани  осущестл етс  путем щЬопускани  капель концент (рированных водных растворов электролитов через спой расплавленного пленкообразующего материала с последующим охлаждением микрокапсул в воде. Микрокапсулы имели форму сферических частиц диаметром 0,8-2,5 мм и толщину оболочки 0,О1-О,04 мм. Формовочную смесь готовили.в лопастном смесителе путем перемешивани  огнеупорного наполнител , жидкого стекла и микрокапсул. Отвердитель, заключенный в оболочку термопластгичного материала , не взаимодействуете жидким стеклом, что обеспечивает получение смеси с высокой живучестью, характерной дл  исходных жидкое текольных смесей упрочн емых тепловой сушкой или продувкой газом СО« . При уплотнении смеси встр хиванием с подпрессовкой, осуществл емого в процессе изготовлени  форм и стержней оболочки микрокапсул разрушаютс  за счет механического воздействи  на них с последующи высвобождением содержи- мого микрокапсул. Разрушение микрокапсул возможно также в результате интенсивного нагрева смеси токами с частотой 5-15 МГц. Выдел емое тепло , количество которого пропорционально высокой диэлектрической проницаемости содержимого микрокапсул, вызывает плавление материала оболочек микрокапсул , расширение отвердигел  с частичным переходом цго в парообразное состо ние и миграцией электролита по капилл рам смеси. Благодар  эффективному упрочнению жидкоетекольной смеси электролитами, способными вызывать быструю коагул цию растворимого с текла,, предлагаемый соб позвол ет уменьшить содержание раствора силикпта натри  в смеси до 2,О514 3,0 масс, ч., что удешевл ет ее и облегчает удаление стержней из отливок, а также создает предпосылки дл  регенерации отработанных составов. Составы и свойства жидкоетекольных смесей с отвердителем, приведены в табл, I и 2. Колинес тво микрокапсул отвердител  составл ет 2,5 масс. ч. от обшей массы смеси. Количество масс. ч. углеводородного соединени  и водного раствора СаС8 приведены в пересчете на массу смеси. Как видно из табл. Ij оптимальное количество углеводородного соединени  в смеси составл ет 0,5-0,75 масс, ч., что составл ет 20-ЗО масс. ч. от всего отвердител . При меньшем содержании углеводородного соединени  микрокапсулы имеют утонченную стенку с недостаточной прочностью. При содержании углеводородного соединени  свыше 0,75 масс, ч., относительное количество водного раствора СаСВ в микрокапсуле уменьшаетс . прочность смеси при этом падает, Максимальна  прочность предлагаемой смеси достигаетс  при использовании в микрокапсулах насьпценного раствора СаСЕ. (43%-ый водный раствор). КальЦий хлористый поставл етс  промышленностьюбезводным , кристаллическим и жидким. Водные растворы каждой из модификаций СаС6,2 пригодны дл  получени  микрокапсул. Оптимальность концентрации раствора иллюстрируетс  примерами смеси при вводе водного раствора СаСб различной концентрации, которые приведены в табл. 3. Испытывались смеси состава 2, соответственно табл. 1. Как следует из табл. 3 минимальна  концентраци  водного раствора , равна 25%. При меньшем ее значении прочностные показатели смеси не соответствуют требовани м предъ вл емым заводскими трёхнологйческими инструкци ми к литейным формам и стержн м. О качестве питой поверхности судили по наличию пригара, а также по ее шероховатости . Чугунные отливки, полученные в формах с микрокапсулами, имели значительно меньший пригар по сравнению с литьем, произведенныь- в число жидкостекольных смес х. Этому способствовала углеродосодержаша  добавка, котора  при высоких температурах выдел ет блест ший углерод, не смачивающийс  чугуном а в результате чего уменьшаетс  окисление чугуна и образование пригара.

Значение шероховагосги поверхнсжги отливок определ ли с помощью микроскофа Линийка (тип МИС-Ц). Чистога полученных отливок находилась в пределах 1-3 класса по ГОСТ 2789-73, т. е.

максимальное значение шероховатости не превышало 20О мкм.

Живучесть смеси оцеаива и по изменению прочности образцов на схатие через 1 ч, 3 ч и 24 ч. Как показали испытани , прочность смеси в течение 48 ч не измен лась. Следовательно, живучесть смеси превышает 48 ч. Дальнейшие иснытанин проводить было нецелесообразно, так как готова  смесь в литейных цехах используетс  по назначению, как пр вило , не позднее 48 ч. Опт1шальное количество о тверд ител  в смеси ленсит в пределах 2,,ОО масс. ч. При меньша  содержании этого количества, смесь имеет низкую прочность, неудовлетвор ющую требовани м по прочностным характеристикам , предъ вл емым к литейным формам и . Низка  прочность объ сн етс  недостаточным количеством отвердител , необходимого дл  отверждени  жидкостекольной смеси.

Дальнейшее увеличение содержани  микрокапсул свыше 3,ОО масс. ч. нераУглеводородное соединение , масс. ч.

43%-ный водный раствор CaCBfj , масс. ч.

Жидкое стекло (модуль 2,6О, плотность 1400 кг/м)

Песок кварцевый (зернистость 02)

ционально, так как нарастание прочностн происходит незначительно.

Оптимальное количество св зующегожидкого стекла в предлагаемой смеси лежит в пределах 2,0-3,0 масс. ч. При содержании жидкого стекла 2,О масс, ч. смесь имеет низкую прочность. Это объ сн етс  недостаточным Холичеством св зующего в смеси, необходимого дл  св зывани  зерен кварцевого песка.

Содержание: св зукицего свыше 3,О масс. ч. приводит к резкому ухудшению выбиваемоети смеси из отливок.

Как следует из табл. 1-3 предлагаема  смесь имеет вьюокую живучесть при уменьшенном содержании жидкого стекла.

Смесь не токсична, после тверденн  стержни имеют удовлетворительную поверхность . Благодар  уменьшению количества жидкого стекла на 50% и -замены вредного дл  организма человека мелкодисперсного порошка двухкальциевого силиката на микрокапсулы водных растворов электролитов, например хлористого кальци , себестоимость I т жидкоетекольной смеси уменьшаетс  по сравнению с извесмым в 1,4 раза, значительно улучшаетс  выбивай гость смеси из отливки. Таблица

0,750,625 0,50 О,875

1,751,875 2,ОО 1,625

2,5О2,5О 2,5О 2,5О

9595

95

95

Таблица 2

Прочное ть образцов на сжатие hocne уплотнени  встр хиванием и дополнительной обработки ТВЧ, МПа частота 6 МГц

Работа выбивки после прогрева образцов d 50 мм, Ь 50мм до 1000С, Дж электролита, о тличающа с  тем, что, с целью повышени  живучести смеси и снижени  содержани  жидкого стекла, она дополнительно содержит легкоплавкое углеводородное соединение, а в качестве водного раствора электролита 25-43%-ный раствор хлористого кальци  при следующем содержании ингредиентов масс, ч.:

1,15 1,г7 1ДО

1.12

2,00 2,ОО

1,5О

1,50 Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Жуковский С. С. и др. Формы и стержни из холоднотвердеющих смесей. М., Машиностроение, 1978. 2.Григорьев П. Н, и др. Растворимое стекло. М., Промстройиздат, 1956, с. 78-324.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Добавка для отверждения жидкоетеколь ³⁵ ных смесей, включающая водный раствор электролита, отличающаяся тем, что, с целью повышения живучести смеси и снижения содержания жидкого стекла, она дополнительно содержит лег- ⁴⁰ коплавкое углеводородное соединение, а в качестве водного раствора электролита 25-43%-ный раствор хлористого кальция при следующем содержании ингредиентов, масс, ч.: ⁴⁵

   25-43%-ный раствор хлористого кальция 70-80

   Легкоплавкое углеводородное соединение 20-30