Способ активации песка

(23) ПриоритетОпубликовано 15,12.76. Бюллетень46Дата опубликования описания 06.01,77 Совета Министров СССРло делам изобретенийи открытий(72) Авторы изобретения Ю, П. Васин, В, М. Александров, Б. А. Кулаков,Т, А. Османов, Г, Г, Цайзер и Р. И. ЧервяковЧелябинский политехнический институтимени Ленинского Комсомола(54) СПОСОБ АКТИВАЦИИ ПЕСКА Изобретение относится к литейному производству и может применяться для литья как черных, так и цветных металлов.Известен способ активации смесей, заключающийся в том, что в них вводят силаны, например аминопропил триэтоксилан 11. Однако получаемые при этом смеси имеют ограниченную живучесть,Наиболее близким к описываемому изобретению по технической. сущности и достигаемому результату является способ активации песков, заключающийся в обработке их химическими веществами, например воланом 21. Однако указанный способ не позволяет полностью исключать глинистую составляющую песков, а следовательно, не обеспечивает создания необходимых условий для формирования прочности.Целью изобретения является повышение прочности стержневых и формовочных смесей, блокирование вредного влияния глинистой составляющей и снижение количества вводимых в смесь органических связующих. Это достигается тем, что перед обработкой песка химическим веществом его плакируют 1 3 вес. % водного раствора дигидрофосфата алюминия плотностью 1,25 - 1,43 г/см, обсыпают 1,5 - 7 вес. % мелкозернистого материала, химически активного к водному раствору дигидрофосфата алюминия, и проводят термическую обработку при 185 - 700 С.В качестве мелкозернистого материала песок обсыпают окислами железа и хрома. Мо гут быть использованы также окислы магния,марганца, хрома и карбид кремния.Введение высокодисперсных химически активных материалов оказывает положительное влияние на связующее в процессе формирова ния прочности за счет увеличения поверхности контакта со связующим материалом, а также каталитического влияния, например, при применении СггОз, ГегОз и др.При термической обработке происходит от верждение пленки дигидрофосфата алюминияА 1 (НгРО 4) з на поверхности зерен песка, что приводит к образованию плотного непроницаемого покрытия, которое блокирует вредное влияние глинистой составляющей. В резуль тате отверждения пленки происходит образование прочной связи мелкодисперсных материалов и песка с пленкой дигидрофосфата алюминия.Способ осуществляют следующим образом.25 В обычные смесеприготовленные бегуны загружают песок, добавляют 1 - 3 вес. % водного раствора А 1 (НгРО 4) з плотностью 1,25 - 1,43 г/см, и все перемешивают в течение 1 3 мин. В полученную смесь вводят 1,5538809 Составы, вес. % Ингредиенты Основа Песок 11,54 20 13 37 вес. /ю мелкозернистого материала с размером зерна до 60 мкгл, например СгОз, РеОз ЫС, Рез 04 и др. После этого смесь, т. е, песок, покрывают дигидрофосфатом алюминия и мелкозернистым материалом, выгружают из бегунов и нагревают до 150 - 700 С с последующим охлаждением на воздухе.После термической обработки в результате отверждения пленки смесь рассыпается на отдельные зерна и, таким образом, плакированный песок становится годным для употребления в качестве наполнителя при изготовлении форм и стержней.Введение мелкозернистого материала с размером зерна более 60 мкм нежелательно, так как дальнейшее увеличение размеров не обеспечивает равномерного распределения его по поверхности зерен песка, огрубляет и уменьшает их наружную поверхность, что препятствует снижению расхода связующих материалов.Содержание водного раствора дигидрофосфата алюминия выше 3 вес. % приводит к утолщению пленки, что может вызвать спекание зерен песка в конгломерат, и при содержании менее 1 вес. % пленка оказывается очень тонкой и практически не связывает мелкодисперсное покрытие с поверхностью песка.Плотность водного раствора дигидрофосфата алюминия 1,25 - 1,43 г/см обеспечивает наилучшее растекание и смачивание на поДигидрофосфат алюминия (71,25 г/смз)Окись хрома Смола ПК 104 Прочность образцов иа разрыв при температуре термообработки ЗОО С в течение 45 мии, кгс/смф Обработка формовочных песков описываемым способом позволяет полностью блокировать вредное влияние глинистой составляющей, снизить расход связующих материалов, повысить их удельную прочность при изготовлении форм и стержней и улучшить условиятруда. Формула изобретения1. Способ активации песка, используемого преимущественно для стержневых и формовочных смесей, включающий обработку его химическим веществом и последующую термическую обработку, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности стержверхности зерен песка. Увеличение плотности приводит к затрудненному и неравномерному распределению раствора в массе песка, а снижение - к потере прочностных свойств.Увеличение содержания вводимого мелкозернистого материала свыше 7 вес. % обусловливает дополнительный повышенный расход дигидрофосфата алюминия и соответственно спекание материала, Кроме того, уве личение содержания мелкозернистого материала свыше 7% не обеспечивает заметного повышения прочности форм и стержней. Снижение содержания вводимого мелкозернистого материала ниже 1,5 вес, % приводит к недостаточному покрытию поверхности зерен песка и не обеспечивает достижения необходимой величины наружной поверхности зерен песка, позволяющей повысить удельную прочность связующих материалов.20 Термообработку песка, покрытого дигидрофосфатом и мелкозернистым материалом, осуществляют при 150 - 700 С. При температурах ниже 150 С процесс отверждения идет очень медленно, а повышение температуры 25 выше 700 С не вызывает заметного увеличения прочности пленки и ее сцепления с песком и мелкозернистым материалом,Сравнительные характеристики песков, ак- ЗО тивированных известным способом (состав4) и предлагаемым (составы 1 - 3), приведены в таблице. невых и формовочных смесей, блокирования вредного влияния глинистой составляющей и снижения количества вводимых в смесь органических связующих, перед обработкой песка химическим веществом его плакируют 1 - 3 вес, % водного раствора дигидрофосфата алюминия плотностью 1,25 - 1,43 г/см, об сыпают 1,5 - 7 вес, % мелкозернистого материала, химически активного к водному растводу дигидрофосфата алюминия, и проводят термическую обработку при 185 - 700 С,2. Способ по п. 1, отличающийся тем, 45 что в качестве мелкозернистого материала песок обсыпают окислами железа.3. Способ по п. 1, отличающийся тем,Корректор Л. Брахнина Редактор Н, Корченко Заказ 2821/б Изд.1862 Тираж 1003 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская, наб д, 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 что в качестве мелкозернистого материала песок обсыпают окислами хрома.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 61, РЖ Технология машиностроения, 1969,9, 9 Г 180 П,2. Авт, св.3666915, М, Кл. В 22 С 5/00, 1970 (прототип).