Связующее для керамической суспензии

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 9) И) А 2 С 1/1 ГОСУДАРСТВЕН ПО ДЕЛАМ ИЗ ОПИС ЗОБРЕТЕН ЕЛЬСТ 610/22-01.82 и фо с целью повышения прочн при температурах их про связчющее в качестве уп алив ания,очняющейраствор би 1,5 г/сми ингредиендныи добавки соде шофита плоти при следующе тью соо 1 3 -ошентов, мас.l: Органическии растворительВодный растворбишофита плотностью 1,3 - 1,5 г/смВода 50,0-58,0 510 3,0- 7,0 ОстальноЭтилсиликат2. Связующее по п. отлив водный раст- а ющий состав,е с я тем, чтита имеет след чаювор бпшмас. 7.:Хлор 29,78-45,5 1,11 в 1,1 0,76-0,78 0,39- 1,0 0,002-0,00 0,44- 0,801016-0104Остальное гни Хлорид кальция Хлорид натрияХлорид калия Хлорид лития Бром ор а НЫЙ НОМИТЕТ СССРОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт техно логии химического и нефтяного аппаратостроения и Волгоградский ордена Трудового, Красного Знамени политехнический институт(56) 1. Авторское свидетельство СССР У 63792, кл. В 22 С. 1/00, 1978.2. Авторское свидетельство СССР й 1 900929, кл. В 22 С 1/22, 1982.3, Авторское свидетельство СССР Ф 395157, кл. В 22 С 1/00, .1974. (54)(57) 1,СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ КЕРАМИЧЕСКОЙ СУСПЕНЗИИ 1 используемой при изготовлении литейных форм, включающее этилсиликат, органический растворитель 1 воду, упрочняющую добавку о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,Г1Изобретение относится к литейному производству, а именно к получению связующего на основе гидролизованного раствора этилсиликата, применяемого для изготовления керамических форм и стержней по постоянным оделям а также литейного огнеупорного покрытия краски для песчаных ли. - тейных форм. Известно связующее, применяемоедля изготовления керамических форм,которое содержит ацетон, эпоксиднодиановую смолу, воду, соляную кислоту, этилсиликат 11 .Недостатком такого .состава является низкая прочность керамикипосле ее прокаливания, Введение всостав связующего эпоксиднодиановойсмолы может повысить прочность керамики только до прокаливания. После прокаливания при 900 С. эпоксиднодиановая смола и ее производныевыгорают, так как температура ее деструкции 350-400 С и в итоге керамикао,разупрочняется.Кроме того, данное связующее необеспечивает прочное литейное покрытие (противопригарную краску) на,.песчаных литейных Формах и стержнях.Известна смесь для изготовлениялитейных стержней и форм. тепловогоотверждения, содержащая мочевиноформальдегндное связующее, фенолформальдегидное связующее, водный растворбишофита, нефтяные масла (дистилят- З 5ные сернокислотной очистки)и огнеупорный наполнитель.Водный раствор бишофита в составесмеси повышает прочность литейныхформ и стержней Ц , 40Однако в данном составе, предназначенном для получения форм и стержней по горячим ящикам при тепловомотвержцении, применяются мочевинофор"мальдегидное и фенолформальдегидное 45связующее, которое в сочетании с водным раствором бишофита с другими компонентами, приведенными в составесмеси, не обеспечивают прочностьформ и стержней при высоких температурах свыше 900 С 1, так как составотносится к ниэкотемпературным.Смесь размягчается при температурахвыше "400 С, а связующее выгорает.Наиболее близкой по техническому 55существу и достигаемому результатуявляется смесь, включающая этилсили"кат, органический растворитель, во 1135522 3ду и упрочняющую добавку. Введениев качестве упрочняющей добавки водного раствора поваренной соли в составе гидролизованного этилсиликатаобеспечивает повышение прочности ке"рамики во время ее прокалки при900 С 13.Однако наличие в известном составе керамики натрия при 800 С в1 О структуре связующего гидролизованного этилсиликата формирует дисили-кат натрия(0 а 02810), температураразмягчения которого 874 С.0Присутствие дисиликата натрияв связующем керамики, т.е. по всейее структуре и сечению керамическогоизделия формы или стержня) при температурах заливки последних металлом, нарушает геометрию формы истержня из-эа низкой их прочностипри высоких температурах выше 900 С).О,Искажение геометрии керамическихформ и стержней повышенной (1-П)группы сложности обеспечивает значительный их брак (10-123),.Наличие в структуре керамики силиката натрия, являющегося активнымсоединением по отношению к жидкомуметаллу, приводит к образованиюпо поверхности отливок пригарав основном химического) и ухудшаетчистоту поверхности отливок до 1 =40260 мкм.Цель изобретения - повышение прочности форм при температуре их прокаливания.Указанная цель достигается тем,что связующее для керамической суспензии, используемой при изготовлении литейных форм, включающее этилсиликат, органический растворитель,воду, уирочняющую добавку, в качестве упрочняющей добавки содержит вод-.ный раствор бишофита плотностью1,3 - 1,5 г/см при следующем соотношении ингридиентов, мас.7:Органическийрастворитель 50,0-58,0Водный раствор бишофитаплотностью1,3 - 1,5 г/см 1,5- 5,0Вода 3,0- 7,0Зтилсиликат ОстальноеПри этом раствор бишофита имеетследующий состав,мас.7:Хлорид магния 29,78-45,59Хлорид кальция 111- 1,12Хлорид натрия 0,76- 0,781135 ас.Х, в составе Этилсиликат но снова нова снова 57-58 Органический растворитель 5 7-8 Х-ный Водныйраствор поваренной соли 16-18 Хлорид калия 0,39- 1,04Хлорид лития 0,002- 0,008Бром 0,44- 0,81Бор 0,06- 0,043Вода Остальное5Связующее приготавливают следующим образом.В гидролизатор заливают предварительно смешанный органический растворитель (например, ацетон) с водой. 10Включают гидролизатор и порциями добавляют этилсиликат. Перемешивание проводят в течение 1 ч при вращении винта со скоростью 2500 об/мин.Далее добавляют водный раствор бишофита и продолжают гидралиэ до 1,5 ч.Связующее используют сразу для изготовления как керамических смесей, так и для литейного противопригарного покрытия. 20В табл. 1 приведены предлагаемые (2 - 4) и известный,1 1) составы связующих.Керамическую суспензию со связующим приготаливают следующим образом.В мешалку заливают расчетное количество связующего 1,25 мас.Х) и включают ее. Порциями вводят составляющие смеси: пылевидный кварц ПК 1 1,45 мас.Х) и кварцевый песок 1 К 0315 30 мас.l). Перемешивание проводят30 при вращении винта 11=2000 об/мин . в течение 10-15 мин. При получении однородной консистенции вводят геле-. образователь, например полиметилсилазан, в количестве 0,5 мас.Х и эа- .35 ливают смесь в форму до ее затвердевания,В табл.2 приведены физико-механические и технологические характеристики керамической смеси, Водный раст"40 522 4вор бишо ита имеет плотность 1,3 - 1,5 г/см , основными соединениями в составе бишофита являются М 8 С 12 и СаС 12. Участие данных веществ в гидролиэе этилсиликата и последующем формировании структуры связующего в керамике при высоких температурах (выше 900 С) через их раэло 0жение и последующий синтез с кремнеземом образует в структуре сложные соединения типа М 80 БьОу или СаОМ 80 ф 12 Б 10 у,Образование в структуре связующего термостойких соединений типа МяО СаОБт.О или М 80 БдОд обеспечивает высокую термохимическую устойчивость связующего в керамике к расплавленному металлу в контактном слое металл - форма и повышает качество поверхности отливок с 0 =40- 60 мкм до 1 =10-30 мкм (табл.2/ .Кроме того, кислый характер химических соединений водного раствора бишофита обеспечивает активный процесс гидролиэа этилсиликата и исключает общепринятый для этого катализатор - кислоты (соляная, серная и т.д.)Это упрощает процесс получения и приготовления связующего и улучшает санитарно-гигиенические условия труда. Таким образом, применение предлагаемого позволяет увеличить прочность керамических форм и стержней при высоких температурах (выше 900 С)в 1,2 - 1,7 раз, сократить брак керамических форм и стержней с 10-12 . до 1-3 Х, повысить чистоту поверхности отливок и сократить время технологического процессаТаблиц а 11135522 Продолжение табл. Количественное содержание , мас, Х, в составе 1 .1 Ингредиенты 34 Соляная кислота 1,0-0,5 Вода 1,5 Таблица 2. ХН Размя гченмики на темперао 5-.8, 3 состоянйе 5,4-5,-5,Время гидролиз ефект отливок от керами еских стержней брак) р 1,0-1,5 2,5-3,0аказ 10147/5 ВНИИПИ по д 113035, ПодписноеССР 4/ П "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 Водный растворбишофита плотностью 1,3 - 1,5 г/см Прочностьизгиб, МПатуре, С130 Качество отливокшероховатость) р мк Тира Государст елам изобр Москва, Жйств при использовании составов 74 бенного комитет тений и открыт 5, Раушская на